KR102667093B1 - 무선통신방식 교환형 배터리 팩을 사용하는 전기스쿠터의 시동 방법 - Google Patents

무선통신방식 교환형 배터리 팩을 사용하는 전기스쿠터의 시동 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전기스쿠터의 시동을 켜는 ECU상시 전원을 인가하는 보조 배터리를 없애고, 무선통신방식을 사용하는 교환형 배터리 팩을 구비하여, 스마트기기로부터 수신하는 무선통신신호를 이용하여 상기 교환형 배터리 팩의 구동신호로 사용하고, 상기 교환형 배터리 팩이 구동될 경우, 상기 ECU에 전력을 공급하여 전기스쿠터의 시동을 켜는 방법에 관한 것이다.

Description

무선통신방식 교환형 배터리 팩을 사용하는 전기스쿠터의 시동 방법{Electric Scooter Ignition Method Using a Radio Communication Changed Type Battery Pack}
본 발명은 무선통신방식 교환형 배터리 팩을 사용하는 전기스쿠터의 시동 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 교환형 배터리 팩에 NFC(Near Field Communication)모듈을 구비하여, 무선으로 배터리 팩을 구동시키고, 전기스쿠터의 ECU(Electronic Control Unit)에 배터리 팩이 직접 전력을 공급하여, 보조배터리 없이도 전기스쿠터의 시동을 켜는 방법 및 장치에 관한 것이다.
종래의 스쿠터의 경우, 휘발유, 경유와 같은 석유연료를 사용하였으나, 최근에는 전기로 구동하는 전기스쿠터가 등장했다. 전기스쿠터는 석유 연료와 엔진을 사용하지 않고, 전기 배터리와 전기 모터를 사용하는 스쿠터를 말한다.
이러한 전기 스쿠터는 구동용 메인 배터리를 구동부에 연결하고, 시동을 켜기 위해서(전원을 연결하기 위해서), 스마트키 또는 휴대폰등과 통신인증을 하여야 한다. 이를 위하여 스마트기기와 통신 인증하는 ECU(Electronic Control Unit)에 상시 전원을 공급하는 보조배터리의 전력이 필요하였다.
다만, 전기스쿠터를 장시간 동안 미사용 상태로 놔두는 경우에, 전기스쿠터의 보조배터리가 자가방전이 되는 경우가 생길 수 있는데, 이러한 경우에는 보조배터리가 ECU에 상시 전원을 인가하지 못함으로 이해 전기스쿠터의 시동을 켤 수 없게 되어, 외부에서 따로 전원을 연결하여 시동을 켜거나, 상기 전원을 보조배터리에 연결하여 보조배터리를 충전하여야 전기스쿠터의 시동을 켤 수 있었다.
KR 2017-0142499 A
본 발명에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 전기스쿠터의 보조배터리를 없애고, 교환형 배터리 팩에 무선통신(NFC or Bluetooth)모듈 을 형성 하여 교환형 배터리 팩의 NFC모듈과 스마트기기가 직접 통신 인증하여 교환형 배터리 팩이 구동되고, 상기 교환형 배터리 팩이 직접 전기스쿠터의 ECU로 전력을 공급하여 전기스쿠터의 시동을 켜도록 하여, 전기스쿠터를 장시간 미사용 하는 경우에도, 시동을 켤 수 있는 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 무선통신방식 교환형 배터리 팩을 사용하는 전기스쿠터 시동 방법은, 전기 스쿠터의 교환형 배터리 팩에 NFC모듈을 구비하여, 상기 NFC모듈이 스마트기기로부터 무선통신신호를 수신하는 단계; 상기 수신한 무선통신신호를 이용하여 교환형 배터리 팩의 구동신호로 사용하는 단계; 상기 교환형 배터리 팩이 구동하는 경우, NFC모듈로 전력을 공급하여 상기 NFC모듈과 스마트기기가 상호 무선통신인증 하는 단계; 상기 상호 무선통신인증이 완료된 경우 교환형 배터리 팩이 ECU에 전력을 공급하는 단계;및 상기 공급한 전력을 사용하여 ECU가 전기 스쿠터의 시동을 켜는 단계; 를 포함한다.
또한, 상기 스마트기기로부터 수신한 무선통신신호를 이용하여 교환형 배터리 팩의 구동신호로 사용하는 단계는, 상기 스마트기기로부터 수신한 무선통신신호를 이용하여 상기 교환형 배터리 팩 구동신호를 생성하는 단계; 및 상기 생성된 구동신호를 이용하여 상기 교환형 배터리 팩의 BMS를 구동하는 단계; 를 포함한다.
또한, 상기 NFC모듈과 스마트기기가 상호 무선통신인증 하는 단계는, 상기 스마트기기에 저장된 고유식별번호와, 상기 전기스쿠터의 NFC모듈에 저장된 고유식별번호를 비교하는 단계; 및 상기 교유식별번호를 비교하는 단계에서 상기 스마트기기와 전기스쿠터의 고유식별번호가 일치하는 경우에 상기 NFC모듈이 시동대기 신호를 생성하는 단계;를 포함한다.
또한, 상기 생성한 시동대기 신호를 배터리 팩의 BMS로 전송하는 단계; 상기 BMS는 ECU 전원스위치를 온 제어하여 ECU에 전력을 공급하는 단계;를 더 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따른 전기스쿠터에 전력을 공급하기 위한 교환형 배터리 팩은, 스마트기기로부터 무선통신신호를 수신하고, 상기 교환형 배터리 팩에 구동신호를 인가하여, 상기 교환형 배터리 팩이 구동하는 경우, 상기 배터리 팩으로부터 전력을 공급 받아 무선통신인증을 하는 NFC모듈;을 포함하여 이루어지고, 상기 NFC모듈은 스마트기기를 가까이 접근시켜 상기 스마트기기로부터 무선통신 신호를 수신하고, 상기 수신한 신호를 상기 교환형 배터리 팩 구동신호로 생성 하는 접촉모듈;및 상기 스마트기기로부터 수신한 무선통신 신호를 이용하여 배터리 팩을 인증 하는 인증모듈;을 포함한다.
또한, 상기 접촉모듈은, 상기 스마트기기로부터 수신한 무선통신 신호를 에너지 하비스팅 기술을 이용하여 상기 교환형 배터리 팩 구동신호로 생성 하는 에너지 수집부; 상기 생성된 교환형 배터리 팩 구동신호를 직류신호로 변환시키는 신호 변환부;및 상기 변환된 직류신호를 배터리 팩으로 전송하는 신호 전달부;를 포함한다.
또한, 상기 교환형 배터리 팩은, 상기 전기스쿠터의 구동부에 전력을 공급하여 작동시키거나, 상기 교환형 배터리 팩의 충전 또는 방전을 제어하는 BMS를 더 포함한다.
또한, 상기 신호 변환부에 의해 변환된 직류신호가 상기 배터리 팩의 BMS를 활성화한다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 디바이스는 상기 교환형 배터리 팩을 전원으로 포함한다.
또한, 상기 디바이스는, 전기바이크, 전기자전거, 전기킥보드, 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 및 플러그-인 전기자동차로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
본 발명에 따르면, 교환형 배터리 팩에 무선통신기술을 이용하여 상기 교환형 배터리 팩의 구동신호를 사용할 수 있어, 전기스쿠터의 시동을 켜는 ECU에 상시 전원이 인가되지 않아도 전기스쿠터의 시동을 켤 수 있고, 전기 스쿠터를 장시간 사용하지 않는 경우에도 배터리 팩이 방전되지 않는다.
또한, 교환형 배터리 팩으로부터 필요한 전원을 직접 공급받음으로써 전기스쿠터의 보조 배터리를 없앨 수 있고, 이로 인하여 전기스쿠터의 무게 감소, 연비 증가, 제조단가 감소되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 교환형 배터리 팩이 적용된 전기스쿠터의 구성도 이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 교환형 배터리 팩의 상세도 이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 교환형 배터리 팩에 구비된 NFC모듈의 상세도 이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 NFC의 접촉모듈의 상세도 이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선통신방식 교환형 배터리 팩을 사용하는 전기스쿠터의 시동 방법의 블록도 이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
명에서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결" 되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결" 되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결" 되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
1. 무선통신방식 교환형 배터리 팩을 사용하는 전기스쿠터
도 1을 참조하여 보면, 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신방식 교환형 배터리 팩을 사용하는 전기스쿠터(1)는, 상기 전기스쿠터(1)의 시동을 켜고, 전기스쿠터(1)의 작동을 제어하는 ECU(Electronic Control Unit: 10), 상기 전기스쿠터(1)의 시동을 켜는 상기 ECU(10)에 전력을 공급하고, 상기 ECU(10)의 작동명령에 의해 구동부(미도시)에 전력을 공급 또는 차단 하는 배터리 팩(20), 상기 배터리 팩(20)의 무선통신부(NFC모듈: 100)와 무선통신기술을 이용하여 상호 인증하고, 상기 배터리 팩(20)을 구동시키기 위한 스마트기기(30), 상기 배터리 팩(20)으로부터 공급받는 높은 전력을 낮은 전력으로 변환하여 상기 ECU(10)로 공급하기 위한 DCDC컨버터(40)를 포함 할 수 있다.
1) ECU(10)
본 발명의 실시 예에 따른 전기스쿠터(1)는 상기 전기스쿠터(1)의 시동을 켜고, 상기 전기스쿠터(1)의 구동부(미도시)를 제어하는 ECU(10)를 포함 할 수 있다. 상기 ECU(10)는, 상기 스마트기기(10)와 상기 배터리 팩(20)사이에 무선통신 인증이 완료된 경우 상기 배터리 팩(20)으로부터 전력을 공급 받아 상기 전기스쿠터(1)의 시동을 켜게 된다. 자세하게는 상기 무선통신인증이 완료된 경우에 후술하는 NFC모듈(100)에서 시동대기신호를 생성하여 상기 배터리 팩(20)으로 전송하게 되고, 상기 배터리 팩(20)은 시동대기신호를 전송 받게 되면 상시전원을 상기 ECU(10)에 공급하여 상기 ECU(10)가 시동대기모드로 전환된다.
한편 상기 ECU(10)는 NFC단말기(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 NFC단말기(미도시)는 상기 전기스쿠터(1)의 시동을 켠 후, 상기 배터리 팩(20)에 구비된 NFC모듈(100)과 무선통신기술을 이용하여 상호 인증을 한다. 구체적으로 상기 배터리 팩(20)의 고유식별번호와 상기 ECU(10)에 저장된 상기 전기스쿠터(1)의 고유식별번호가 일치하는지 여부를 판단하여 상호인증을 수행한다. 이를 위하여 상기 배터리 팩(20)의 고유식별번호는 상기 NFC단말기(미도시)에 저장되어 사용 될 수 있다.
한편 상기 NFC단말기(미도시)는, 상기 ECU(10)와 배터리 팩(20)의 상호인증이 완료된 경우에, 무선통신기술을 이용하여 상기 배터리 팩(20)의 NFC모듈(100)로 상기 전기스쿠터(1)를 구동하는 신호를 전송할 수 있다. 또한, 상기 배터리 팩(20)의 NFC모듈(100)로부터 상기 배터리 팩(20)의 상태정보, 예를 들면 배터리 잔량, 배터리 충전속도 등, 를 수신하여 상기 ECU(10)의 표시부(미도시)에 표시될 수 있다.
한편 상기 ECU(10)는, 상기 ECU(10)와 상기 배러티 팩(20)간에 상호인증이 완료된 경우에, 상기 전기스쿠터(1)를 구동하는 신호를 상기 배터리 팩(20)의 NFC모듈(100)로 전송할 수 있다. 상기 전송 받은 신호는 BMS(200)로 전달되어 상기 배터리 팩(20)과 구동부(미도시) 사이에 연결된 구동스위치(미도시)를 온(On) 및/또는 오프(Off)제어 하여 상기 구동부(미도시)로 전력을 공급 및/또는 차단하여 상기 전기스쿠터(1)의 작동을 제어 할 수 있게 된다.
2) 배터리 팩(20)
본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩(20)은 전기 에너지를 저장하고 제공한다. 상기 배터리 팩(20)은 충전 및 방전 가능한 복수의 배터리 셀(미도시)들을 포함할 수 있다. 또한, 상기 배터리 팩(20)은 소정 수의 배터리 셀(미도시)이 배터리 모듈을 이룰 수 있다. 즉 배터리 팩(20)은 적어도 하나의 배터리 모듈을 포함할 수 있고, 배터리 모듈은 복수의 배터리 셀(미도시)들을 포함할 수 있다. 여기서, 배터리 셀(미도시)의 종류를 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지 등으로 구성할 수 있다.
한편, 상기 배터리 팩(20)은 상기 스마트기기(30)와 무선통신기술을 통하여 상호 무선통신인증하고, 상기 ECU(10)와 무선통신기술을 통하여 상호인증하고, 상기 상호인증이 완료된 경우에 상기 전기스쿠터(1)의 작동을 제어하는 신호를 송수신 하는 무선통신모듈(NFC모듈: 100), 상기 스마트기기(30)로부터 수신한 무선통신신호를 이용하여 구동되고, 상기 전기스쿠터(1)의 구동부(미도시)를 제어하는 BMS(200)를 포함하여 구성될 수 있다.
(1) NFC모듈(100)
도 2 를 참조하여 보면, 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩(20)은, 상기 스마트기기(30) 및/또는 상기 ECU(10)와 무선통신하고, 상호인증하기 위한 NFC모듈(100)을 포함 할 수 있다.
구체적으로 상기 NFC모듈(100)은 무선통신기술을 이용하여 상기 스마트기기(30) 와 무선통신하고, 무선통신으로 수신한 신호를 이용하여 무선통신인증을 수행 한다. 또한, 상기 ECU(10)에 구비된 NFC단말기(미도시)와 무선통신기술을 이용하여 무선통신하고, 무선통신으로 수신한 신호를 이용하여 상기 ECU(10)와 상호인증을 한다.
우선 상기 스마트기기(30)와 무선통신하여 무선통신인증하는 구성에 대하여 설명한다.
상기 NFC모듈(100)은 상기 스마트기기(30)를 상기 NFC모듈(100)에 근접하게 접근하는 경우에, 상기 스마트기기(30)로부터 무선통신신호를 수신하고, 상기 수신한 무선통신신호를 에너지 하비스팅 기술을 이용하여 전기신호로 변환시키는 접촉모듈(120), 상기 수신한 스마트기기(30)의 무선통신신호를 이용하여 상호 인증하는 인증모듈(140)을 포함하여 구성 될 수 있다.
한편, 상기 접촉모듈(120)은 상기 스마트기기(30)를 상기 NFC모듈(100)에 근접하게 접근하는 경우 상기 스마트기기(30)로부터 무선통신신호를 수신하고, 상기 무선통신신호를 에너지 하비스팅 기술을 이용하여 전기신호를 생성하는 에너지 수집부(122), 상기 생성된 전기신호를 직류신호로 전환하는 신호변환부(124), 상기 변환된 직류신호를 상기 배터리 팩(20)으로 전달하는 신호전달부(126)를 포함하여 구성 될 수 있다.
한편 상기 에너지수집부(122)는 상기 스마트기기(30)로부터 무선통신신호를 전달 받아 상기 배터리 팩(20) 구동 신호를 생성한다. 상기 에너지 수집부(122)는 에너지 하비스팅(energy harvesting) 기술을 이용하여 상기 배터리 팩(20) 구동 신호를 생성한다. 상기 에너지 하비스팅 기술은 일반적으로 주변 환경을 이용하여 에너지를 획득하는 방법을 통칭한다. 본원 발명에서는 스마트기기(30)에 구비된 NFC(미도시)의 무선통신신호를 에너지 원으로 사용하는 방법을 사용한다. 다만, 이에 한정되지 않고 RF(radio frequency), Bluetooth 의 무선통신신호를 에너지 원으로 하여 사용할 수 있다.
한편 상기 신호 변환부(124)는 상기 에너지 수집부(122)에서 생성한 배터리 팩(20) 구동 신호를 직류신호로 변환시킨다. 이를 위하여 상기 신호 변환부(124)는 정류기(미도시)를 포함 할 수 있다. 상기 정류기(미도시)는 상기 배터리 팩(20) 구동 신호는 양의 상한 값과 음의 하한 값을 갖는 교류 신호 일 수 있는데, 이를 직류 신호로 변환 시킨다.
한편 상기 신호 전달부(126)는 상기 신호 변환부(124)에서 변환된 배터리 팩(20) 구동 신호를 후술하는 BMS(200)로 전달 한다. 상기 전달 된 배터리 팩(20) 구동 신호는 후술하는 BMS(200)를 구동하게 된다.
한편 상기 인증모듈(140)은 상기 접촉모듈(120)에서 수신한 무선통신신호 이용하여 무선통신인증을 수행한다. 구체적으로 상기 스마트기기(30)의 고유식별번호와 상기 배터리 팩(20)의 고유식별번호의 일치 여부를 확인하여 무선통신인증을 수행한다. 이를 위하여 상기 스마트기기(30)에 할당 되는 고유식별번호와, 상기 전기스쿠터(1)의 배터리 팩(20)에 할당되는 고유식별번호를 등록 및 저장하는 인증관리서버(미도시)를 더 포함 할 수 있다. 상기 인증관리서버(미도시)를 통하여 상기 배터리 팩(20)의 고유식별번호 및 상기 스마트기기(30)의 고유식별번호를 등록 및 저장하여 사용할 수 있고, 상기 스마트기기(30)는 무선통신기술을 이용하여 상기 인증관리서버(미도시)에 저장된 고유식별번호를 상기 배터리 팩(20)의 NFC모듈(100)로 송신하게 된다. 따라서 상기 인증모듈(140)은 상기 NFC모듈(100)이 수신한 고유식별번호와 상기 배터리 팩(20)의 고유식별번호가 일치하는지 여부로 무선통신인증을 수행 한다. 이를 위하여 상기 배터리 팩(20)의 고유식별번호는 인증모듈(140)에 저장되어 사용될 수 있다.
한편, 상기 NFC모듈(100)은, 상기 전기스쿠터(1)를 구동시키기 위하여 상기 ECU(10)와 상호인증을 수행한다. 구체적으로 상기 배터리 팩(20)과 스마트기기(30)의 무선통신인증이 완료된 경우, 상기 ECU(10)는 상기 배터리 팩(20)으로부터 전력을 공급 받아 활성화 되고, 활성화 된 상기 ECU(10)의 NFC단말기(미도시)의 무선통신기술을 이용하여 상기 배터리 팩(20)의 NFC모듈(100)과 상호인증을 한다.
본 발명에 따른 교환형 배터리 팩(20)은 상기 스쿠터(1)에 장착된 상태로 충전 및/또는 방전되어 사용하는 것이 아닌, 탈부착하여 별도의 충전장치로 충전하여 사용하는 것으로, 상기 배터리 팩(20)이 가지고 있는 고유식별번호가 다르기 때문에, 교체된 배터리 팩(20)을 사용하기 위하여 상기 전기스쿠터(1)의 ECU(10)와 상호인증이 필요하다. 상기 상호인증은 상기 배터리 팩(20)의 NFC모듈(100)의 인증모듈(140)에서 수행한다. 구체적으로 상기 NFC모듈(100)은 무선통신기술을 이용하여 상기 ECU(10)의 NFC단말기(미도시)로부터 상기 ECU(10)에 저장된 전기스쿠터(1)의 고유식별번호를 수신하고, 상기 수신한 전지스쿠터(1)의 고유식별번호와 상기 배터리 팩(20)의 고유식별번호가 일치하는 여부로 상호 인증을 한다. 이를 위해 상기 전기스쿠터(1)의 고유식별번호와 상기 배터리 팩(20)의 고유식별번호가 상기 ECU(10)에 등록 및 저장되어 사용될 수 있다.
또한, 상기 배터리 팩(20)의 고유식별번호는 상기 배터리 팩(20)의 NFC모듈(100)의 인증모듈(140)에 저장되어 사용될 수 있다. 따라서, 상기 ECU(10)와 배터리 팩(20)의 상호인증을 통하여 상기 전기스쿠터(1)의 도난을 방지하거나, 상기 배터리 팩(20) 자체의 도난을 방지 할 수 있다.
(2) BMS(200)
본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩(20)은 상기 배터리 팩(20)을 제어하는 BMS(200)를 포함 할 수 있다.
상기 BMS(200)는, 상기 NFC모듈(100)이 에너지 하비스팅 기술을 이용하여 생성한 배터리 팩(20) 구동신호를 수신하여 활성화 된다. 구체적으로 상기 NFC모듈(100)은 상기 스마트기기(30)로부터 무선통신신호를 수신하고, 에너지 하비스팅 기술을 이용하여 배터리 팩(20) 구동신호를 생성하게 된다. 상기 생성된 배터리 팩(20) 구동신호는 트리거 신호로서 상기 BMS(200)를 활성화 하게 된다.
한편 상기 활성화 된 BMS(200)는 상기 배터리 팩(20)의 전력을 상기 NFC모듈(100)로 공급하여 상기 스마트기기(30)와 배터리 팩(20)의 무선통신인증에 사용 한다. 구체적으로 상기 활성화 된 BMS(200)는 배터리 팩(20)의 전력을 상기 NFC모듈(100)의 인증모듈(140)에 공급하여 상기 스마트기기(30)와 배터리 팩(20)의 무선통신인증을 수행 하도록 한다.
또한, 상기 BMS(200)는, 상기 스마트기기(30)와 상기 배터리 팩(20)의 무선통신인증이 완료된 경우에 상기 배터리 팩(20)과 상기 ECU(10)사이를 연결하는 ECU 전원스위치(50)를 온(On)제어하여 상기 ECU(10)로 상시 전원을 공급하게 된다.
구체적으로 상기 스마트기기(30)와 상기 배터리 팩(20)의 무선통신인증이 완료된 경우, 상기 NFC모듈(100)은 시동대기신호를 생성하고, 상기 생성된 시동대기신호를 상기 BMS(200)로 전달한다. 상기 시동대기신호를 전달 받은 BMS(200)는 상기 ECU(10)와 배터리 팩(20)사이에 연결된 ECU 전원스위치(50)를 온(On)제어하여 상기 ECU(10)로 상시 전원을 공급하여 상기 ECU(10)를 활성화 시킨다.
한편, 상기 BMS(200)는 배터리 셀(미도시)의 충전 및/또는 방전을 제어하고, 상기 ECU(10)로부터 상기 전기스쿠터(1)의 구동부(미도시)를 제어하는 신호를 전달 받아 상기 전기스쿠터(1)를 제어한다. 예를 들면 상기 ECU(10)가 전기스쿠터(1)의 시동을 켠 후, 상기 ECU(10)와 상기 배터리 팩(20)의 NFC모듈(100)과 상호인증이 완료된 경우, 상기 ECU(10)로부터 구동부(미도시)를 구동시키는 명령어 등을 수신하여 상기 구동부(미도시)로 전력을 공급하거나 차단하여 상기 전기스쿠터(1)의 작동을 제어한다.
상기 BMS(200)는 공지의 다양한 공지된 기술을 사용하여 상기 배터리 팩(20)을 제어할 수 있다.
3) 스마트기기(30)
본 발명의 실시 예에 따른 스마트기기(30)는 상기 배터리 팩(30)의 NFC모듈(100)에 근접하게 접근하여 무선통신신호를 송신한다.
이를 위하여 상기 스마트기기(30)는 상기 배터리 팩(30)의 NFC모듈(100)에 무선통신신호를 송신하는 무선통신모듈(미도시)이 구비 될 수 있다.
또한, 상기 스마트기기(30)는 상기 전기스쿠터(1)의 배터리 팩(20)의 상태를 확인하는 어플리케이션(미도시)이 설치 될 수 있다. 구체적으로, 상기 스마트기기(30)의 무선통신모듈(미도시)이 상기 배터리 팩(20)의 NFC모듈(100)로부터 상기 배터리 팩(20)의 정보를 수신하고, 상기 어플리케이션(미도시)을 실행할 경우, 상기 배터리 팩(20)의 정보, 예를 들면 배터리 잔량, 배터리 충전 상태, 배터리 충전 속도, 에너지 하비스팅 효율 등이 상기 스마트기기(30)에 시각적으로 표시될 수 있다.
한편 상기 스마트기기(30)에는 상기 배터리 팩(20)과 상호 무선통신인증에 사용되는 고유식별번호가 저장 될 수 있다. 상기 고유식별번호는 상기 스마트기기(30)가 상기 배터리 팩(20)으로 송신하는 무선통신신호에 포함되어 상기 배터리 팩(20)과 상호 무선통신인증에 사용된다.
상기 무선통신인증은 다양한 공지된 기술을 사용하여 상기 NFC모듈(100)의 인증 모듈(140)에서 통신인증을 수행한다.
4) DCDC 컨버터 (40)
본 발명의 실시 예에 따른 전기스쿠터(1)는 상기 배터리 팩(30)에서 상기 ECU(10)로 공급하는 높은 전력을 낮은 전력으로 변환시시키는 DCDC컨버터(40)를 더 포함할 수 있다.
상기 BMS(200)는, 상기 배터리 팩(20)과 상기 스마트기기(30)의 무선통신 인증이 완료된 경우에, 상기 ECU(10)로 상시 전원 공급하게 된다. 구체적으로 상기 BMS(200)는 상기 ECU(10)와 배터리 팩(20) 사이에 연결된 ECU 전원스위치(50)를 온(On)제어하여 상기 ECU(10)에 상시 전원을 공급한다. 이때 상기 배터리 팩(20)에서 공급하는 전원은 상기 전기스쿠터(1)를 작동시키는 구동부(미도시)에 공급하는 전력으로 높은 값을 가지는 전력 일 수 있다. 따라서, 상기 높은 값을 가지는 전력을 그대로 상기 ECU(10)에 공급하게 되는 경우 상기 ECU(10)에 고장이 발생할 수 있다.
따라서, 상기 DCDC컨버터(40)는 상기 ECU(10)에 낮은 전력을 공급 하기 위하여 상기 배터리 팩(20)에서 공급 받은 높은 값을 가지는 전력을 낮은 값을 가지는 전력으로 변환시킨다.
상기 DCDC 컨버터(40)는 다양한 공지의 방법을 이용하여 높은 전력을 낮은 전력으로 변환하여 상기 ECU(10)에 공급한다.
5) ECU 전원스위치(50)
본 발명의 실시 예에 따른 전기스쿠터(1)는 상기 배터리 팩(20)과 스마트기기(30)간에 무선통신인증이 완료된 경우에, 상기 배터리 팩(20)의 전원을 상기 ECU(10)에 공급하기 위한 ECU 전원스위치(50)를 더 포함할 수 있다.
구체적으로 상기 ECU 전원스위치(50)는 상기 무선통신인증이 완료된 경우에, 상기 인증모듈(140)에서 시동대기신호를 생성하여 상기 BMS(200)로 전달하게 되는데, 상기 시동대기신호를 전달받은 BMS(200)는 상기 ECU 전원스위치(50)를 온(On)제어 하여 상기 배터리 팩(20)의 전원을 상기 ECU(10)에 공급할 수 있다.
이를 위하여 상기 ECU 전원스위치(50)는 상기 ECU(10)와 배터리 팩(20)사이에 연결 될 수 있다.
2. 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신방식 교환형 배터리 팩을 사용하는 전기스쿠터 시동 켜는 방법
도면 5는 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신신호를 이용하여 전기스쿠터의 시동을 켜는 방법을 나타낸 순서도 이다.
이하에서는 도면 5을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신신호를 이용하여 전기스쿠터의 시동을 켜는 방법을 설명한다.
본 발명의 실시 예에 따른 무선통신신호를 이용하여 전기스쿠터의 시동을 켜는 방법은, 상기 스마트기기(10)를 배터리 팩(20)근처에 접촉하는 단계(S100), 상기 스마트기기(10)로부터 무선통신신호를 수신하는 단계(S102), 상기 수신한 신호를 이용하여 배터리 팩(20) 구동신호를 생성하는 단계(S104), 상기 생성된 구동신호를 배터리 팩(20)에 전송하는 단계(200), 상기 전송 받는 구동신호를 이용하여 배터리 팩(20)이 구동하는 단계(S200), 상기 구동신호를 이용하여 구동한 배터리 팩(20)은 상기 NFC모듈(100)로 전력을 공급하는 단계(S204), 상기 공급받은 전력을 이용하여 상기 NFC모듈(100)은 상기 스마트기기와 상호 인증하는 단계(S110), 상기 상호 인증하는 단계(S110)에서, 상기 스마트기기(30)와 상기 전기스쿠터(1)의 고유식별번호가 일치하는 경우에 시동대기신호를 생성하는 단계(S112), 상기 생성한 시동대기신호를 배터리 팩(20)에 전송하는 단계(S114), 상기 시동대기신호를 전송 받은 배터리 팩(20)이 ECU(10)에 전력을 공급하는 단계(S206)로 구성 될 수 있다. 이하 각 단계에 대하여 상세하게 설명한다.
(1) 스마트 기기 접촉단계(S100)
구체적으로 상기 스마트기기(10)를 배터리 팩(20)근처에 접촉하는 단계(S100)는 상기 스마트기기(10)의 무선통신모듈(미도시)을 통하여 상기 배터리 팩(20)에 무선통신신호를 송신하기 위한 단계이다. 본 발명에 따른 무선통신기술은 적당한 거리 이하에서 무선통신신호를 수신하여 통신하는 NFC모듈(100)을 배터리 팩(20)에 구비 하였기 때문에, 상기 스마트기기(10)를 배터리 팩(20)과 적당한 거이 이하에 접근시켜야 한다. 이 때문에 사용자가 멀리 떨어져 있는 경우에 상기 스마트기기(30) 오조작으로 인한 상기 전기스쿠터(1)의 상기 배터리 팩(20)이 오작동 하는 것을 방지 할 수 있다.
(2) 무선통신신호 수신단계(S102)
한편, 상기 스마트기기(10)로부터 무선통신신호를 수신하는 단계(S102)는, 상기 배터리 팩(20)의 NFC모듈(100)이 상기 스마트기기(10)에서 송신한 무선통신신호를 수신하는 단계이다. 상기 수신한 무선통신신호는 에너지 하비스팅 기술을 이용하여 상기 배터리 팩(20)의 BMS(200)를 구동시키는 전원으로 사용하게 된다.
(3) BMS(200) 구동신호 생성단계(S104)
한편, BMS(200) 구동신호를 생성하는 단계(S104)는, 상기 스마트기기(30)로부터 수신한 무선통신신호를 에너지 하비스팅 기술을 이용하여 상기 BMS(200)를 구동시키는 신호로 생성하는 단계이다. 이는 상기 NFC모듈(100)의 접촉모듈(120)에서 생성된다.
(4) BMS(200) 구동신호 전달단계(S106)
한편, 상기 생성된 배터리 팩(20) 구동신호는, 상기 NFC모듈(100)의 신호 변환부(124)에서 직류신호로 변환된 다음, 상기 NFC모듈(100)의 신호 전달부(126)를 통하여 상기 BMS(200)로 전달(S106)되게 된다.
(5) BMS(200) 구동 단계(S200)
한편, 상기 BMS(200)은 상기 신호 전달부(126)를 통하여 구동신호를 전달받은 경우 구동(S200)된다. 구체적으로 상기 BMS(200)는 상기 구동신호를 전달받은 경우에, 트리거 동작을 통하여 활성화 된다.
(6) 인증모듈(140) 활성화단계(S204)
한편, 상기 BMS(200)가 구동한 경우에, 상기 BMS(200)는 상기 NFC모듈(100)로 상기 배러티 팩(20)의 전력을 공급 한다. 구체적으로 상기 BMS(200)는 상기 NFC모듈(100)의 인증모듈(140)에 전력을 공급하여 상기 인증모듈(140)을 활성화(S204)시킨다.상기 인증모듈(140)이 활성화 된 후, 상기 인증모듈(140)은 후술하는 상기 NFC모듈(100)이 상기 스마트기기(30)로부터 수신한 무선통신신호를 이용하여 무선통신인증을 수행한다.
(7) 무선통신인증단계(S110)
한편, 상기 NFC모듈(100)은 상기 배터리 팩(20)으로부터 전력을 공급 받아 상기 스마트기기(30)로부터 수신한 무선통신신호를 이용하여 무선통신인증(S110)을 수행한다. 상기 무선통신인증 단계(S100)는 상기 스마트기기(30)로부터 수신한 무선통신신호에 포함된 스마트기기고유식별번호와, 상기 배터리 팩(20)에 저장된 스쿠터고유식별번호가 일치 하는지 여부를 판단한다. 상기 무선통신인증단계(S100)은 상기 NFC모듈(100)의 인증모듈(140)에서 수행한다.
(8) 시동대기신호생성단계(S112)
한편, 상기 무선통신인증 단계(S110)에서, 상기 스마트기기고유식별번호와 스쿠터고유식별번호가 일치 하는 경우에 상기 인증모듈(140)은 상기 배터리 팩(20)이 상기 ECU(10)에 전력을 공급하기 위한 시동대기신호를 생성(S112)한다.
(9) 시동대기신호전송단계(S114)
한편, 상기 시동대기신호 생성단계(S112)에서 생성한 시동대기신호는 상기 BMS(200)에 전송(S114)되게 된다.
(10) 시동대기단계(S206)
한편 상기 BMS(200)는, 상기 시동대기신호 전송단계(S114)에서 전송한 시동대기신호를 전송 받게 되면, 상기 전기스쿠터(1)의 시동을 켜기 위하여 상기 ECU(10)에 전력을 공급한다. 구체적으로 상기 시동대기신호를 전송 받은 상기 BMS(200)는 상기 ECU(10)와 상기 배터리 팩(20)사이에 연결된 ECU 전원스위치(50)를 온(On)제어하여 상기 ECU(10)에 상시 전원을 공급한다. 따라서 상기 ECU(10)는 시동대기모드로 활성화(S206) 되고, 사용자가 전원스위치를 누르게 되면 상기 전기스쿠터(1)의 시동을 킬 수 있다.
1: 전기스쿠터
10: ECU(Electronic Control Unit)
20: 배터리 팩
30: 스마트기기
40: DC-DC 컨버터
50: ECU 전원 스위치
100: NFC(Near Field Communication)모듈
120: 접촉모듈
122: 에너지 수집부
124: 신호 변환부
126: 신호 전달부
140: 인증모듈
200: BMS(Battery Management System)

Claims (10)

  1. 전기 스쿠터의 교환형 배터리 팩에 NFC모듈을 구비하여, 상기 NFC모듈이 스마트기기로부터 무선통신신호를 수신하는 단계;
    상기 수신한 무선통신신호를 이용하여 교환형 배터리 팩의 구동신호로 사용하는 단계;
    상기 교환형 배터리 팩이 구동하는 경우, NFC모듈로 전력을 공급하여 상기 NFC모듈과 스마트기기가 상호 무선통신인증 하는 단계;
    상기 상호 무선통신인증이 완료된 경우 교환형 배터리 팩이 ECU에 전력을 공급하는 단계;및
    상기 공급한 전력을 사용하여 ECU가 전기 스쿠터의 시동을 켜는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신방식 교환형 배터리 팩을 사용하는 전기스쿠터의 시동 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스마트기기로부터 수신한 무선통신신호를 이용하여 교환형 배터리 팩의 구동신호로 사용하는 단계는,
    상기 스마트기기로부터 수신한 무선통신신호를 이용하여 상기 교환형 배터리 팩 구동신호를 생성하는 단계; 및
    상기 생성된 구동신호를 이용하여 상기 교환형 배터리 팩의 BMS를 구동하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신방식 교환형 배터리 팩을 사용하는 전기스쿠터의 시동 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 NFC모듈과 스마트기기가 상호 무선통신인증 하는 단계는,
    상기 스마트기기에 저장된 고유식별번호와, 상기 전기스쿠터의 NFC모듈에 저장된 고유식별번호를 비교하는 단계; 및
    상기 고유식별번호를 비교하는 단계에서 상기 스마트기기와 전기스쿠터의 고유식별번호가 일치하는 경우에 상기 NFC모듈이 시동대기 신호를 생성하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신방식 교환형 배터리 팩을 사용하는 전기스쿠터의 시동 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 생성한 시동대기 신호를 배터리 팩의 BMS로 전송하는 단계;및
    상기 BMS는 ECU 전원스위치를 온 제어하여 ECU에 전력을 공급하는 단계;를
    더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신방식 교환형 배터리 팩을 사용하는 전기스쿠터의 시동 방법.
  5. 전기스쿠터에 전력을 공급하기 위한 교환형 배터리 팩에 있어서,
    상기 교환형 배터리 팩은, 스마트기기로부터 무선통신신호를 수신하고, 상기 교환형 배터리 팩에 구동신호를 인가하여, 상기 교환형 배터리 팩이 구동하는 경우, 상기 배터리 팩으로부터 전력을 공급 받아 무선통신인증을 하는 NFC모듈;
    을 포함하여 이루어지고,
    상기 NFC모듈은 스마트기기를 가까이 접근시켜 상기 스마트기기로부터 무선통신 신호를 수신하고, 상기 수신한 신호를 상기 교환형 배터리 팩 구동신호로 생성 하는 접촉모듈;및
    상기 스마트기기로부터 수신한 무선통신 신호를 이용하여 배터리 팩을 인증 하는 인증모듈;
    을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선통신방식 교환형 배터리 팩.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 접촉모듈은,
    상기 스마트기기로부터 수신한 무선통신 신호를 에너지 하비스팅 기술을 이용하여 상기 교환형 배터리 팩 구동신호로 생성 하는 에너지 수집부;
    상기 생성된 교환형 배터리 팩 구동신호를 직류신호로 변환시키는 신호 변환부;및
    상기 변환된 직류신호를 배터리 팩으로 전송하는 신호 전달부;
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선통신방식 교환형 배터리 팩.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 교환형 배터리 팩은,
    상기 전기스쿠터의 구동부에 전력을 공급하여 작동시키거나, 상기 교환형 배터리 팩의 충전 또는 방전을 제어하는 BMS를
    더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선통신방식 교환형 배터리 팩.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 신호 변환부에 의해 변환된 직류신호가 상기 배터리 팩의 BMS를 활성화하는 것을 특징으로 하는 무선통신방식 교환형 배터리 팩.
  9. 제 5 항에 따른 교환형 배터리 팩을 전원으로 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 디바이스는, 전기바이크, 전기자전거, 전기킥보드, 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 및 플러그-인 하이브리드 전기자동차로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 디바이스.
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KR101945236B1 (ko) 2018-01-10 2019-02-07 (주)세노텍 스마트폰을 이용한 차량 제어 시스템 및 방법
JP2019180226A (ja) 2018-03-13 2019-10-17 光陽工業股▲分▼有限公司 バッテリーの紐付けのための方法及びシステム

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