KR102645040B1 - 이동식 충전 시스템 및 그의 운영 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이동식 충전 시스템 및 그의 운영 방법에 관한 것으로, 차량 정보를 수집하여 전송하는 적어도 하나 이상의 차량, 충전기 정보를 수집하여 전송하고 상기 차량에 충전 전력을 공급하는 적어도 하나 이상의 이동식 충전기, 및 상기 차량 정보 및 상기 충전기 정보에 기반하여 각 이동식 충전기가 커버 가능한 범위로 클러스터링하고 각 클러스터 내 이동식 충전기의 대기 위치 및 각 차량의 충전 위치를 결정하는 서버를 포함한다.

Description

이동식 충전 시스템 및 그의 운영 방법{MOBILE CHARGING SYSTEM AND OPERATION METHOD THEREOF}
본 발명은 친환경 차량의 충전을 지원하는 이동식 충전 시스템 및 그의 운영 방법에 관한 것이다.
세계적으로 환경 문제가 대두되면서 전기 자동차와 같은 친환경 차량의 보급이 확대되고 있다. 이러한 친환경 차량의 보급 확대로 차량의 배터리 충전을 위한 충전 인프라를 확충하고 있으나, 그 충전 인프라의 확충이 느린 속도로 진행되고 있다. 이에, 차량을 장거리 운행하는 경우 충전소를 찾지 못해 운전자가 차량 운행에 어려움을 겪고 있다.
또한, 충전소를 방문하여 차량을 주차하고 충전을 수행해야 하므로, 운전자는 배터리 용량, 배터리 잔량 및 충전소 거리 등을 고려하여 이동 가능한 목적지를 판단해야 한다. 더불어, 차량 운행 중 배터리가 방전되는 경우, 대응 방안이 없다.
KR 1020160108962 A KR 101852118 B1
본 발명은 차량 및 이동식 충전소로부터 제공되는 정보를 이용하여 이동식 충전소의 최적 대기(standby) 위치에 배치하는 이동식 충전 시스템 및 그의 운영 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 차량 및 이동식 충전소로부터 제공되는 정보를 이용하여 최적의 충전 위치를 배정하는 이동식 충전 시스템 및 그의 운영 방법을 제공하고자 한다.
상기한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동식 충전 시스템은 차량 정보를 수집하여 전송하는 적어도 하나 이상의 차량, 충전기 정보를 수집하여 전송하고 상기 차량에 충전 전력을 공급하는 적어도 하나 이상의 이동식 충전기, 및 상기 차량 정보 및 상기 충전기 정보에 기반하여 각 이동식 충전기가 커버 가능한 범위로 클러스터링하고 각 클러스터 내 이동식 충전기의 대기 위치 및 각 차량의 충전 위치를 결정하는 서버를 포함한다.
상기 차량 정보는, 차량 식별정보, 차량 배터리 잔량, 목적지, 이동경로 및 차량 속도를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 충전기 정보는, 충전기 식별정보, 충전기 배터리 잔량, 이동 가능 거리 및 이동 가능 속도를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 서버는, 각 클러스터 내 이동식 충전기가 커버 가능한 차량 대수, 이동 가능 거리 및 이동 가능 경로를 기반으로 클러스터링을 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 서버는, 텔레매틱스 통신을 통해 상기 차량 및 상기 이동식 충전기와 무선 통신을 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 이동식 충전기는, 상기 서버에 의해 결정된 대기 위치로 이동하여 대기하는 것을 특징으로 한다.
상기 이동식 충전기는, 상기 서버에 의해 결정된 충전 위치에 대해 상기 각 차량이 승인하는 경우 상기 결정된 충전 위치로 이동하여 차량 충전을 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 이동식 충전기는, 유선으로 충전 전력을 공급하는 것을 특징을 한다.
상기 이동식 충전기는, 무선으로 충전 전력을 공급하는 것을 특징을 한다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동식 충전 지원 서버는 적어도 하나 이상의 차량 및 적어도 하나 이상의 이동식 충전기로부터 차량 정보 및 충전기 정보를 수신하는 통신부, 및 상기 차량 정보 및 상기 충전기 정보에 기초하여 각 이동식 충전기가 커버 가능한 범위로 클러스터링하고 각 클러스터 내 이동식 충전기의 대기 위치 및 각 차량의 충전 위치를 결정하는 처리부를 포함한다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량은 배터리, 차량 정보를 획득하는 검출부, 상기 차량 정보를 서버로 전송하는 통신부, 상기 서버로부터 전송되는 충전 위치를 수신하면 상기 충전 위치로 차량 위치의 이동을 지시하는 처리부, 및 상기 차량 위치가 상기 충전 위치에 도달한 후 상기 충전 위치로 이동한 이동식 충전기로부터 충전 전력을 공급받아 상기 배터리의 충전을 제어하는 충전 제어부를 포함한다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동식 충전 시스템의 운영 방법은 서버가 적어도 하나 이상의 차량 및 적어도 하나 이상의 이동식 충전기로부터 차량 정보 및 충전기 정보를 수신하는 단계, 상기 서버가 상기 차량 정보 및 상기 충전기 정보에 기초하여 각 이동식 충전기의 커버 가능 범위로 클러스터링하는 단계, 상기 서버가 각 클러스터 내 이동식 충전기의 대기 위치 및 각 차량의 충전 위치를 결정하는 단계, 및 상기 각 클러스터 내 이동식 충전기가 상기 대기 위치에서 대기한 후 상기 각 차량의 충전 위치로 이동하여 상기 각 차량의 충전을 수행하는 단계를 포함한다.
상기 차량 정보는, 차량 식별정보, 차량 배터리 잔량, 목적지, 이동경로 및 차량 속도를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 충전기 정보는, 충전기 식별정보, 충전기 배터리 잔량, 이동 가능 거리 및 이동 가능 속도를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 클러스터링하는 단계에서, 상기 서버는 각 클러스터 내 이동식 충전기가 커버 가능한 차량 대수, 이동 가능 거리 및 이동 가능 경로를 기반으로 클러스터링을 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 서버는, 텔레매틱스 통신을 통해 상기 차량 및 상기 이동식 충전기와 무선 통신을 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 차량 및 이동식 충전소로부터 제공되는 정보를 이용하여 이동식 충전소의 최적 대기(standby) 위치에 배치하므로, 이동식 충전소의 운영 비용을 절감하고 효율성을 증대시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 차량 및 이동식 충전소로부터 제공되는 정보를 이용하여 최적의 충전 위치를 배정하므로, 이동식 충전소의 위치를 찾을 필요 없이 차량의 주행경로 내 배정된 충전 위치로 이동하여 충전을 수행할 수 있어 사용자의 편의성을 강화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동식 충전 시스템을 도시한 구성도.
도 2는 도 1에 도시된 차량의 블록구성도.
도 3은 도 1에 도시된 이동식 충전기의 블록구성도.
도 4는 도 1에 도시된 이동식 충전 지원 서버의 블록구성도.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동식 충전 시스템의 운영 방법을 도시한 흐름도.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동식 충전 시스템을 도시한 구성도이다.
도 1을 참조하면, 이동식 충전 시스템은 적어도 하나 이상의 차량(100), 적어도 하나 이상의 이동식 충전기(200), 및 이동식 충전 지원 서버(300)(이하, 서버)를 포함한다. 서버(300)는 무선 통신 기술을 이용하여 차량(100) 및 이동식 충전기(200)와 데이터(정보)를 주고 받는다. 무선 통신 기술로는 텔레매틱스(telematics), WLAN(Wireless LAN)(WiFi), Wibro(Wireless broadband), Wimax(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), 및/또는 이동 통신망 등이 이용될 수 있다.
차량(100) 및 이동식 충전기(200)는 기설정된 전송 조건에 따라 차량 정보 및 충전기 정보를 각각 수집하여 서버(300)로 전송한다. 여기서, 전송 조건은 특정 주기 또는 수집 데이터량 등으로 설정될 수 있다.
서버(300)는 적어도 하나 이상의 차량(100 및 100A) 및 적어도 하나 이상의 이동식 충전기(200)로부터 전송되는 차량 정보 및 충전기 정보를 수신한다. 서버(300)는 수신된 차량 정보 및 충전기 정보에 기초하여 클러스터링(clustering)을 수행한다. 서버(300)는 각 차량(100 또는 100A)의 상태 정보를 바탕으로 이동식 충전기(200)가 커버 가능한 범위를 클러스터(C1, C2 및 C3)로 설정한다.
이동식 충전기(200)는 동일한 클러스터 내에 위치하는 차량(100 및 100A)에 대해 충전을 지원한다. 차량(100A)와 같이 클러스터 C1 및 C2의 중첩 영역에 위치하는 경우, 차량(100A)는 클러스터 C1 및 C2에 위치하는 이동식 충전기(200)들로부터 충전 지원을 받을 수 있다. 다시 말해서, 차량(100A)는 클러스터 C1에 위치하는 이동식 충전기(200)로부터 충전 전력을 공급받거나 또는 클러스터 C2에 위치하는 이동식 충전기(200)로부터 충전 전력을 공급받을 수 있다. 또한, 차량(100A)는 클러스터 C1 및 C2에 위치하는 이동식 충전기(200)들로부터 동시에 충전 전력을 공급받을 수도 있다. 이동식 충전기(200)는 충전기(200)의 배터리 잔량에 따라 신규 충전기 투입을 요청하거나 근처 충전기와의 협업을 진행한다.
서버(300)는 클러스터 내 각 차량(100 또는 100A)의 이동 경로와 배터리 잔량 등에 기반하여 최적의 충전 위치를 선정한다. 차량(100 및 100A)과 이동식 충전기(200)는 서버(300)를 매개로 통신을 수행하여 최적의 충전 위치에서 만나 충전을 수행할 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 차량의 블록구성도를 도시한다.
도 2를 참조하면, 차량(100)은 통신부(110), 검출부(120), 메모리(130), 배터리(140), 충전제어부(150) 및 처리부(160)를 포함한다.
통신부(110)는 서버(300)와 무선 통신을 수행한다. 통신부(110)는 처리부(160)의 제어에 따라 차량 정보를 서버(300)로 전송한다.
통신부(110)는 이동식 충전기(200)과 데이터 통신을 수행한다. 통신부(110)는 충전을 위해 이동식 충전기(200)에 인증 정보를 전송한다.
검출부(120)는 차량 내부망(In-Vehicle Network)을 통해 차량 내 탑재되는 각종 센서들, 전자제어장치(ECU: Electric Control Unit)들, 및 내비게이션 단말 등과 연결된다. 차량 내부망은 CAN(Controller Area Network), MOST(Media Oriented Systems Transport) 네트워크, LIN(Local Interconnect Network), 및/또는 X-by-Wire(Flexray) 등으로 구현될 수 있다.
검출부(120)는 각종 센서들, 전자제어장치들 및 내비게이션 단말을 통해 차량 정보를 획득한다. 차량 정보는 차량 식별정보, 차량 배터리 잔량, 배터리 고갈 예상 시점, 이동 가능 거리, 차량 속도 및 내비게이션 정보 등을 포함할 수 있다. 내비게이션 정보는 내비게이션 단말로부터 제공받는 정보로, 차량의 현재 위치, 목적지, 메모리(미도시)에 저장된 지도 데이터에 근거하여 목적지까지의 주행경로 및 이동경로 등을 포함할 수 있다.
여기서, 각종 센서들은 속도 센서, 조향각 센서 및 이미지 센서 등을 포할 수 있다. 전자제어장치들은 엔진 제어기(Engine Control Unit, ECU), 변속 제어기(Transmission Control Unit, TCU), 제동 제어기(Brake Control Unit, BCU), 및 배터리 관리 시스템(Battery Management System, BMS) 등을 포함할 수 있다.
메모리(130)는 처리부(160)가 정해진 동작을 수행하도록 프로그래밍된 프로그램을 저장할 수 있다. 메모리(130)는 처리부(160)의 입력 데이터 및/또는 출력 데이터를 임시 저장할 수도 있다. 메모리(130)는 검출부(120)를 통해 획득한 차량 정보를 저장할 수 있다.
메모리(130)는 플래시 메모리(flash memory), 하드디스크(hard disk), SD 카드(Secure Digital Card), 램(Random Access Memory, RAM), 롬(Read Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable and Programmable ROM), EPROM(Erasable and Programmable ROM), 레지스터, 착탈형 디스크 및 웹 스토리지(web storage) 등의 저장매체 중 적어도 하나 이상의 저장매체(기록매체)로 구현될 수 있다.
배터리(140)는 친환경 차량에 탑재되는 고출력 대용량의 고전압 배터리로, 모터를 구동하는데 필요한 구동전력을 공급한다.
충전 제어부(150)는 외부에서 공급되는 충전 전력으로 배터리(140)를 충전한다. 충전 제어부(150)는 배터리(140)의 충전량(배터리 잔량) 및 배터리 상태(과전압, 과전류 및 과열 등) 등을 실시간으로 모니터링한다. 충전 제어부(150)는 과충전 방지 회로를 구비할 수 있다. 충전 제어부(150)는 배터리 관리 시스템(BMS)으로 구현될 수 있다.
충전 제어부(150)는 무선 충전 및/또는 유선 충전을 지원한다. 충전 제어부(150)는 무선 충전을 지원하기 위해 이동식 충전기(200)로부터 전송되는 무선 전력을 수신하는 전력수신기(미도시) 및 무선 전력을 배터리 충전을 위한 충전 전압으로 변환하여 배터리(140)로 공급하는 전력변환기를 포함할 수 있다.
한편, 충전 제어부(150)는 유선 충전을 지원하기 위해 이동식 충전기(200)와 유선으로 연결하기 위한 충전 포트 및 충전 포트를 통해 공급되는 전력을 충전 전압으로 변환하는 전력변환기를 포함할 수도 있다.
처리부(160)는 기설정된 전송 조건을 만족하면 검출부(120)를 통해 수집한 차량 정보를 통신부(110)를 통해 서버(300)로 전송한다. 예를 들어, 처리부(160)는 기설정된 주기(예: 5분)로 차량 정보를 전송한다.
처리부(160)는 사용자가 사용자 인터페이스(미도시)를 통해 배터리 충전을 직접 요청하면 배터리 충전 요청 신호를 서버(300)로 전송할 수도 있다. 여기서, 사용자 인터페이스는 버튼, 키 패드(key pad), 돔 스위치(dome switch), 터치 패드(정압/정전), 조그 휠, 및/또는 조그 스위치 등으로 구현될 수 있다.
처리부(160)는 통신부(110)를 통해 서버(300)로부터 전송되는 충전 위치 정보를 수신한다. 처리부(160)는 수신한 충전 위치 정보를 디스플레이에 표시하고 수신한 충전 위치 정보에 대한 사용자의 승인을 대기한다. 처리부(160)는 사용자가 수신한 충전 위치 정보에 대해 승인하면 내비게이션 단말에 충전 위치를 경유지로 설정한다. 또한, 처리부(160)는 수신한 충전 위치 정보에 대한 사용자 승인을 알리는 알림을 서버(300)를 통해 이동식 충전기(200)에 전달한다.
처리부(160)는 차량(100)이 충전 위치에 도착하면 이동식 충전기(200)의 충전 위치 도착 여부를 확인한다. 처리부(160)는 이동식 충전기(200)가 충전 위치에 도착하지 않은 경우 이동식 충전기(200)가 충전 위치에 도착할 때까지 대기한다. 처리부(160)는 이동식 충전기(200)가 충전 위치에 도착하면 배터리(140)의 충전을 시작한다.
처리부(160)는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit), DSP(Digital Signal Processor), PLD(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), CPU(Central Processing unit), 마이크로 컨트롤러(microcontrollers) 및 마이크로 프로세서(microprocessors) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
도 3은 도 1에 도시된 이동식 충전기의 블록구성도를 도시한다.
이동식 충전기(200)는 이동 가능한 충전소로, 도 3에 도시된 바와 같이 통신부(210), 메모리(220), 배터리(230), 충전부(240) 및 처리부(250)를 포함한다.
통신부(210)는 서버(300)와의 무선 통신을 수행한다. 통신부(210)는 처리부(250)의 제어에 따라 충전기 정보를 서버(300)로 전송한다.
통신부(210)는 차량(100)과의 무선 통신도 수행한다. 통신부(210)는 처리부(250)의 제어에 따라 충전 이용에 따른 과금 정보를 전송한다.
메모리(220)는 처리부(250)가 정해진 동작을 수행하도록 프로그래밍된 프로그램을 저장할 수 있다. 메모리(220)는 처리부(250)의 입력 데이터 및/또는 출력 데이터를 임시 저장할 수도 있다.
메모리(220)는 플래시 메모리(flash memory), 하드디스크(hard disk), SD 카드(Secure Digital Card), 램(Random Access Memory, RAM), 롬(Read Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable and Programmable ROM), EPROM(Erasable and Programmable ROM), 레지스터, 착탈형 디스크 및 웹 스토리지(web storage) 등의 저장매체 중 적어도 하나 이상의 저장매체(기록매체)로 구현될 수 있다.
배터리(230)는 차량 충전을 지원하기 위한 전력 에너지를 저장한다. 본 실시 예에서는 배터리(230)로 구현되는 것을 예로 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않고 발전기 또는 연료전지와 같이 전기 에너지를 발생시킬 수 있는 발전 장치로 구현될 수도 있다.
충전부(240)는 배터리(230)에 저장된 전기 에너지를 차량(100)에 충전전력으로 공급한다. 충전부(240)는 배터리(230)에 저장된 전기 에너지를 유선 전력으로 공급하거나 또는 무선 전력으로 공급할 수 있다.
이동식 충전기(200)는 적어도 하나 이상의 충전부(240)를 구비할 수 있다. 예컨대, 이동식 충전기(200)는 2개의 유선 충전부 및 3개의 무선 충전부를 포함할 수 있다.
처리부(250)는 이동식 충전기(200)에 구비된 각종 센서들을 이용하여 충전기 정보를 수집할 수 있다. 또한, 처리부(250)는 충전부(240)를 통해 배터리 상태 정보를 수집할 수 있다. 처리부(250)는 충전기 정보를 통신부(210)를 통해 전송한다. 충전기 정보는 충전기 식별정보, 배터리(230)의 잔량(충전기 배터리 잔량), 커버 가능한 차량 대수, 이동 가능 거리 및 속도 등을 포함한다.
처리부(250)는 통신부(210)를 통해 서버(300)로부터 전송되는 대기 위치 정보를 수신한다. 처리부(250)는 수신한 대기 위치 정보를 이동식 충전기(200)를 관리하는 관리자가 인지할 수 있는 형태로 출력한다. 관리자는 대기 위치를 확인하고 이동식 충전기(200)를 해당 대기 위치로 이동시킨다.
한편, 처리부(250)는 수신한 대기 위치 정보를 이동식 충전기(200) 내 자율주행 제어장치(미도시)로 전송한다. 자율주행 제어장치(미도시)는 수신한 대기 위치 정보에 근거하여 이동식 충전기(200)를 해당 대기 위치로 이동시킨다.
처리부(250)는 이동식 충전기(200)가 대기 위치에 도착하면 해당 대기 위치에서 대기(standby)한다. 처리부(250)는 대기 중 서버(300)로부터 충전할 차량에서 승인된 충전 위치 정보를 수신하면 이동식 충전기(200)의 해당 충전 위치로 이동을 지시한다. 이동식 충전기(200)는 관리자 또는 자율주행 제어장치에 의해 충전 위치로 이동한다.
처리부(250)는 이동식 충전기(200)가 충전 위치에 도착하면 충전할 차량(100)이 해당 위치에 도착했는지를 확인한다. 처리부(250)는 충전할 차량(100)이 해당 위치에 도착하지 않은 경우 충전할 차량(100)이 도착할 때까지 대기한다.
처리부(250)는 충전할 차량(100)이 충전 위치에 도착하면 충전부(240)를 제어하여 해당 차량(100)의 충전을 수행한다. 처리부(250)는 충전할 차량(100)에 대한 인증 절차를 수행하고, 인증성공 시 해당 차량에 충전전력을 공급한다. 또한, 처리부(250)는 기결정된 과금 체계에 따라 충전 차량에 과금한다. 즉, 처리부(250)는 충전 차량에 과금 정보를 전송한다.
처리부(250)는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit), DSP(Digital Signal Processor), PLD(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), CPU(Central Processing unit), 마이크로 컨트롤러(microcontrollers) 및 마이크로 프로세서(microprocessors) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
도 4는 도 1에 도시된 이동식 충전 지원 서버의 블록구성도를 도시한다.
이동식 충전 지원 서버(300)는 통신부(310), 메모리(320), 데이터베이스(330)(이하, DB) 및 처리부(340)를 포함한다.
통신부(310)는 차량(100) 및 이동식 충전기(200)와 데이터(정보)를 주고 받는다. 통신부(310)는 각 차량(100)로부터 전송되는 차량 정보 및 각 이동식 충전기(200)로부터 전송되는 충전기 정보를 수신하여 처리부(340)에 전달한다. 통신부(310)는 처리부(340)의 제어에 따라 대기 위치 정보를 이동식 충전기(200)로 전송한다. 또한, 통신부(310)는 처리부(340)의 제어에 따라 충전 위치 정보를 차량(100)로 전송한다.
메모리(320)는 처리부(340)가 기정해진 동작을 수행하도록 프로그래밍된 프로그램을 저장할 수 있다. 메모리(320)는 이동식 충전기(200)의 대기 위치를 최적화하는 알고리즘 및 각 차량(100)의 충전 위치 및 시점를 최적화하는 알고리즘을 저장할 수 있다. 또한, 메모리(320)는 지도 데이터를 저장할 수도 있다. 지도 데이터는 대기 위치 및 충전 위치를 결정할 때 활용된다.
메모리(320)는 플래시 메모리(flash memory), 하드디스크(hard disk), SD 카드(Secure Digital Card), 램(Random Access Memory, RAM), 롬(Read Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable and Programmable ROM), EPROM(Erasable and Programmable ROM), 레지스터, 착탈형 디스크 및 웹 스토리지(web storage) 등의 저장매체 중 적어도 하나 이상의 저장매체(기록매체)로 구현될 수 있다.
DB(330)는 이동식 충전 지원 서비스에 가입한 차량(100) 및 이동식 충전기(200)에 대한 정보를 저장할 수 있다. DB(330)는 차량(100)로부터 전송되는 차량 정보 및 이동식 충전기(200)로부터 전송되는 충전기 정보를 저장하고 관리한다.
처리부(340)는 적어도 하나 이상의 차량(100) 및 적어도 하나 이상의 이동식 충전기(200)로부터 전송되는 차량 정보 및 충전기 정보를 취합한다. 처리부(340)는 차량 정보 및 충전기 정보를 기반으로 이동식 충전기(200)가 커버 가능한 범위를 클러스터링한다. 예컨대, 처리부(340)는 각 이동식 충전기(200)가 커버 가능한 차량 대수, 커버 가능한 반경, 커버 가능한 이동 거리, 커버 가능한 이동 경로 및 이동 가능한 속도 등을 기반으로 클러스터링을 수행한다.
처리부(340)는 각 클러스터 내 이동식 충전기(200)의 충전기 정보에 근거하여 이동식 충전기(200)의 대기 위치를 결정한다. 처리부(340)는 대기 위치가 결정되면 이동식 충전기(200)에 해당 대기 위치로 이동 및 대기를 지시한다.
처리부(340)는 각 클러스터 내 각 차량(100)의 이동 경로를 고려하여 충전 위치를 선정한다. 이때, 처리부(340)는 각 차량(100)의 배터리 잔량도 고려하여 최적의 충전 위치를 선정한다.
처리부(340)는 각 차량(100)의 충전 위치를 선정한 후 해당 차량(100)에 선정된 충전 위치 정보를 전송한다. 처리부(340)는 차량(100)로부터 전송된 충전 위치에 대한 승인을 수신하면 이동식 충전기(200)에 차량(100)에 의해 승인된 충전 위치를 전송한다. 이후, 차량(100) 및 이동식 충전기(200)는 승인된 충전 위치로 이동하여 차량(100)의 충전을 수행한다.
처리부(340)는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit), DSP(Digital Signal Processor), PLD(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), CPU(Central Processing unit), 마이크로 컨트롤러(microcontrollers) 및 마이크로 프로세서(microprocessors) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동식 충전 시스템의 운영 방법을 도시한 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 차량(100)의 처리부(160)는 검출부(120)를 통해 차량 정보를 수집한다(S110). 차량 정보는 차량 식별정보, 배터리 잔량, 목적지, 목적지까지의 주행경로, 예상 배터리 사용량 및 이동 가능 거리 등의 정보 중 적어도 하나 이상을 포함한다.
차량(100)은 수집한 차량 정보를 통신부(110)를 통해 서버(300)로 전송한다(S120). 예를 들어, 차량(100)은 정해진 주기로 텔레매틱스 통신을 통해 차량 정보를 전송한다.
이동식 충전기(200)의 처리부(250)는 충전기 정보를 수집한다(S130). 충전기 정보는 충전기 식별정보, 배터리 잔량, 이동 가능 거리, 이동 가능 속도 및 커버 가능한 차량 대수 등의 정보 중 적어도 하나 이상을 포함한다.
이동식 충전기(200)의 처리부(250)는 수집한 충전기 정보를 통신부(210)를 통해 서버(300)로 전송한다(S140). 이동식 충전기(200)는 정해진 주기로 수집한 충전기 정보를 전송한다. 이때, 이동식 충전기(200)는 텔레매틱스 통신을 이용하여 충전기 정보를 전송할 수 있다.
본 실시 예에서는 발명의 이해를 돕기 위해 차량의 정보 수집 및 전송 과정과 충전기의 정보 수집 및 전송 과정이 순차적으로 이루어지는 것으로 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않고 동시에 이루어질 수도 있다.
서버(300)는 차량(100) 및 이동식 충전기(200)로부터 차량 정보 및 충전기 정보를 수신하면, 수신한 차량 정보 및 충전기 정보를 토대로 이동식 충전기(200)가 커버 가능한 범위로 클러스터링을 수행한다(S150).
서버(300)는 수신한 차량 정보 및 충전기 정보에 기초하여 각 클러스터 내 이동식 충전기(200)의 대기 위치를 결정한다(S160).
서버(300)는 각 클러스터 내 이동식 충전기(200)의 대기 위치를 해당 이동식 충전기(200)에 전송한다(S170).
이동식 충전기(200)는 서버(300)로부터 전송되는 대기 위치를 수신하고, 수신된 대기 위치로 이동하여 대기한다(S180).
서버(300)는 수신한 차량 정보 및 충전기 정보를 고려하여 각 클러스터 내 각 차량(100)의 충전 위치를 결정한다(S190).
서버(300)는 각 차량(100)의 충전 위치를 해당 차량(100)에 전송한다(S200).
차량(100)은 서버(300)로부터 제공받은 충전 위치의 승인 여부를 확인한다(S210). 즉, 차량(100)은 사용자가 충전 위치에 대해 승인하였는지를 확인한다.
차량(100)은 충전 위치가 승인되면, 승인된 충전 위치를 서버(300)를 매개로 이동식 충전기(200)로 전송한다(S220). 서버(300)는 텔레매틱스 통신을 통해 상기 차량(100)에서 전송되는 승인된 충전 위치를 동일 클러스터 내 이동식 충전기(200)로 전송한다.
차량(100)은 승인된 충전 위치를 경유지로 내비게이션 단말에 설정하고 해당 충전 위치로 이동한다(S230). 차량(100)의 내비게이션 단말은 승인된 충전 위치를 경유지로 설정하여 길 안내를 제공한다. 운전자는 길 안내에 따라 상기 차량(100)을 충전 위치로 이동시킨다.
이동식 충전기(200)는 승인된 충전 위치를 수신하면 해당 충전 위치로 이동하여 대기한다(S240). 이동식 충전기(200)는 관리자에 의해 충전 위치로 이동하거나 또는 자율주행 제어장치(미도시)에 의해 충전 위치로 이동한다.
차량(100)과 이동식 충전기(200)는 승인된 충전 위치에 도착하면, 차량 충전을 수행한다(S250). 이동식 충전기(200)는 차량(100)에 대한 인증 절차를 수행하고 인증 성공 시 해당 차량(100)에 충전 전력을 공급한다. 이동식 충전기(200)는 차량 충전이 완료되면 충전에 따른 과금 정보를 해당 차량(100)에 전송한다. 이동식 충전기(200)는 기결정된 과금 체계에 기반하여 과금 정보를 생성한다.
상기한 실시 예들에서 차량(100)과 이동식 충전기(200)는 서버(300)를 매개로 통신을 수행하는 것을 개시하고 있으나, 차량(100)과 이동식 충전기(200)는 근거리 무선 통신 기술 및/또는 유/무선 통신 기술을 이용하여 상호 간에 데이터를 주고 받을 수도 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 차량
200: 이동식 충전기
300: 서버

Claims (19)

  1. 차량 정보를 수집하여 전송하는 적어도 하나 이상의 차량,
    충전기 정보를 수집하여 전송하고 상기 차량에 충전 전력을 공급하는 적어도 하나 이상의 이동식 충전기, 및
    상기 차량 정보 및 상기 충전기 정보에 기반하여 각 이동식 충전기가 커버 가능한 범위를 클러스터로 설정하고 각 클러스터 내 이동식 충전기의 대기 위치 및 각 차량의 충전 위치를 결정하는 서버를 포함하고,
    상기 서버는 상기 충전기 정보에 근거하여 상기 이동식 충전기의 대기 위치를 결정하고, 각 차량의 이동 경로를 고려하여 상기 각 차량의 충전 위치를 선정하는 것을 특징으로 하는 이동식 충전 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 차량 정보는,
    차량 식별정보, 차량 배터리 잔량, 목적지, 이동경로 및 차량 속도를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동식 충전 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 충전기 정보는,
    충전기 식별정보, 충전기 배터리 잔량, 이동 가능 거리 및 이동 가능 속도를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동식 충전 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 서버는,
    각 클러스터 내 이동식 충전기가 커버 가능한 차량 대수, 이동 가능 거리 및 이동 가능 경로를 기반으로 클러스터링을 수행하는 것을 특징으로 하는 이동식 충전 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 서버는,
    상기 차량 및 상기 이동식 충전기와 무선 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 이동식 충전 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 이동식 충전기는,
    상기 서버에 의해 결정된 대기 위치로 이동하여 대기하는 것을 특징으로 하는 이동식 충전 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 이동식 충전기는,
    상기 서버에 의해 결정된 충전 위치에 대해 상기 각 차량이 승인하는 경우 상기 결정된 충전 위치로 이동하여 차량 충전을 수행하는 것을 특징으로 하는 이동식 충전 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 이동식 충전기는,
    유선 또는 무선으로 충전 전력을 공급하는 것을 특징을 하는 이동식 충전 시스템.
  9. 적어도 하나 이상의 차량 및 적어도 하나 이상의 이동식 충전기로부터 차량 정보 및 충전기 정보를 수신하는 통신부, 및
    상기 차량 정보 및 상기 충전기 정보에 기초하여 각 이동식 충전기가 커버 가능한 범위를 클러스터로 설정하고 각 클러스터 내 이동식 충전기의 대기 위치 및 각 차량의 충전 위치를 결정하는 처리부를 포함하고,
    상기 처리부는 상기 충전기 정보에 근거하여 상기 이동식 충전기의 대기 위치를 결정하고, 각 차량의 이동 경로를 고려하여 상기 각 차량의 충전 위치를 선정하는 것을 특징으로 하는 이동식 충전 지원 서버.
  10. 배터리,
    차량 정보를 획득하는 검출부,
    상기 차량 정보를 서버로 전송하는 통신부,
    상기 서버로부터 전송되는 충전 위치를 수신하면 상기 충전 위치로 차량 위치의 이동을 지시하는 처리부, 및
    상기 차량 위치가 상기 충전 위치에 도달한 후 상기 충전 위치로 이동한 이동식 충전기로부터 충전 전력을 공급받아 상기 배터리의 충전을 제어하는 충전 제어부를 포함하고,
    상기 서버는,
    상기 차량 정보 및 충전기 정보에 기반하여 각 이동식 충전기의 커버 가능 범위를 클러스터로 설정하고,
    상기 충전기 정보에 근거하여 각 클러스터 내 상기 이동식 충전기의 대기 위치를 결정하고,
    상기 이동식 충전기가 커버 가능한 범위로 설정된 클러스터 내 차량의 이동 경로를 고려하여 충전 위치를 선정하고,
    상기 이동식 충전기는 서버에 의해 결정된 대기 위치로 이동하여 대기하는 것을 특징으로 하는 차량.
  11. 서버가 적어도 하나 이상의 차량 및 적어도 하나 이상의 이동식 충전기로부터 차량 정보 및 충전기 정보를 수신하는 단계,
    상기 서버가 상기 차량 정보 및 상기 충전기 정보에 기초하여 각 이동식 충전기의 커버 가능 범위를 클러스터로 설정하는 단계,
    상기 서버가 각 클러스터 내 이동식 충전기의 대기 위치 및 각 차량의 충전 위치를 결정하는 단계, 및
    상기 각 클러스터 내 이동식 충전기가 상기 대기 위치에서 대기한 후 상기 각 차량의 충전 위치로 이동하여 상기 각 차량의 충전을 수행하는 단계를 포함하고,
    상기 이동식 충전기의 대기 위치 및 각 차량의 충전 위치를 결정하는 단계는,
    상기 서버가 상기 충전기 정보에 근거하여 상기 이동식 충전기의 대기 위치를 결정하는 단계, 및
    상기 서버가 각 차량의 이동 경로를 고려하여 상기 각 차량의 충전 위치를 선정하는 단계를 포함하는 이동식 충전 시스템의 운영 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 차량 정보는,
    차량 식별정보, 차량 배터리 잔량, 목적지, 이동경로 및 차량 속도를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동식 충전 시스템의 운영 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 충전기 정보는,
    충전기 식별정보, 충전기 배터리 잔량, 이동 가능 거리 및 이동 가능 속도를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동식 충전 시스템의 운영 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 클러스터로 설정하는 단계에서,
    상기 서버는 각 클러스터 내 이동식 충전기가 커버 가능한 차량 대수, 이동 가능 거리 및 이동 가능 경로를 기반으로 클러스터링을 수행하는 것을 특징으로 하는 이동식 충전 시스템의 운영 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 서버는,
    텔레매틱스 통신을 통해 상기 차량 및 상기 이동식 충전기와 무선 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 이동식 충전 시스템의 운영 방법.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 이동식 충전기는,
    상기 서버에 의해 결정된 대기 위치로 이동하여 대기하는 것을 특징으로 하는 이동식 충전 시스템의 운영 방법.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 이동식 충전기는,
    상기 서버에 의해 결정된 충전 위치에 대해 상기 각 차량이 승인하는 경우 상기 결정된 충전 위치로 이동하여 차량 충전을 수행하는 것을 특징으로 하는 이동식 충전 시스템의 운영 방법.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 이동식 충전기는,
    유선으로 충전 전력을 공급하는 것을 특징을 하는 이동식 충전 시스템의 운영 방법.
  19. 제11항에 있어서,
    상기 이동식 충전기는,
    무선으로 충전 전력을 공급하는 것을 특징을 하는 이동식 충전 시스템의 운영 방법.
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