KR102667419B1 - 전기차의 충전량 제어 시스템 및 그 방법 - Google Patents

전기차의 충전량 제어 시스템 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전기차의 충전량 제어 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 프로세서가, 주차장 또는 충전소에 설치된 충전기로부터 전체 충전기 수에 대한 충전기 정보와 충전을 예약하고 대기하는 대기 차량 수에 대한 대기 차량 정보와 사용자 설정 충전량에 대한 정보를 수신하는 수신 단계와, 충전기로부터 수신한 충전기 정보와 대기 차량 정보를 토대로 사용자 설정 충전량을 제한할지 여부를 판정하고 판정 결과에 따라 사용자 설정 충전량과 같거나 작도록 목표 충전량을 설정하는 설정 단계와, 설정된 목표 충전량, 전기차의 배터리 잔량 및 충전 예상 시간에 대한 충전 정보를 충전기에 전송하고, 충전기로부터 충전 전원을 공급받아 목표 충전량에 도달할 때까지 충전을 진행하며, 충전이 완료되면 충전기에 충전 완료 정보를 전송하는 충전 단계를 구비함으로써, 대기 차량이 적거나 없으면 사용자가 원하는 충전량을 제공하고, 대기 차량이 충전기에 비해 많으면 충전량을 제한하여 충전기의 회전율을 증가시킬 수 있다.

Description

전기차의 충전량 제어 시스템 및 그 방법{Charging control system and method for electric vehicle}
본 발명은 전기차의 충전량 제어 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 전기차는 전기를 동력으로 하여 움직이는 친환경 자동차로서, 고전압 배터리에서 전기에너지를 전기모터로 공급하여 구동력을 발생시키며 화석연료를 사용하지 않기 때문에 배기가스 배출이나 소음이 거의 없고, 화석 연료를 이용하는 자동차에 비해 운행비용이 저렴하고 상대적으로 차량 수명이 오래 가는 등의 이점이 있으므로, 최근에는 많은 자동차 업체들이 전기차를 개발하고 있고, 전기차의 차량 대수는 매년 증가하는 실정이다.
그러나, 전기차의 차량 대수가 증가하는 것에 비해 전기차와 관련한 인프라는 여전히 부족한 점이 있는데, 예를 들어, 2020년 12월 국토부에서 조사한 연도별 전기차 보급현황을 살펴보면, 2015년에는 전기차의 수가 5,853대에 불과했으나, 2016년에는 15,389대, 2017년에는 25,593대, 2018년에는 55,756대, 2019년에는 89,918대로 증가하다가 2020년에는 134,962대에 도달한 것으로 조사되었다.
즉, 2020년 12월을 기준으로 13만대를 넘는 전기차가 보급되어 있는 것으로 확인된 반면에, 2020년 12월에 환경부에서 조사한 국내 충전기 보급현황을 보면, 한국전력공사, 환경부, 충전사업자 및 지자체에서 보유한 급속 충전기와 완속 충전기의 총 수량이 34,964대에 불과한 것으로 확인되었고, 이 중에서, 전기차를 신속하게 충전할 수 있는 급속 충전기는 8,262대에 불과한 것으로 확인되었다.
이와 같이, 전기차의 충전을 위해 필수적으로 요구되는 충전기의 수량이 한정적이므로, 전기차의 사용자들이 전기차를 충전하는데 많은 불편함을 겪고 있다.
특히, 전기차의 충전 시 사용자는 평소의 주행거리를 고려하여 적절한 충전량만큼 전기차를 충전하는 것이 아니라 전기차가 완충될 때까지 충전을 지속하기 때문에, 충전소 또는 충전기의 회전율이 낮아지고, 전기차를 충전하고자 기다리는 대기자의 대기 시간이 증가하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 전기차의 충전 시 후순위로 대기하는 대기 차량의 수에 따라 충전량을 제한함으로써, 충전소 또는 충전기의 회전율을 증가시킬 수 있는 전기차의 충전량 제어 시스템 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 프로세서가, 주차장 또는 충전소에 설치된 충전기로부터 전체 충전기 수에 대한 충전기 정보와, 충전을 예약하고 대기하는 대기 차량 수에 대한 대기 차량 정보와, 사용자 설정 충전량에 대한 정보를 수신하는 수신 단계; 충전기로부터 수신한 충전기 정보와 대기 차량 정보를 토대로 사용자 설정 충전량을 제한할지 여부를 판정하고, 판정 결과에 따라 사용자 설정 충전량과 같거나 작도록 목표 충전량을 설정하는 설정 단계; 및 상기 설정된 목표 충전량, 전기차의 배터리 잔량 및 충전 예상 시간에 대한 충전 정보를 충전기에 전송하고, 충전기로부터 충전 전원을 공급받아 목표 충전량에 도달할 때까지 충전을 진행하며, 충전이 완료되면 충전기에 충전 완료 정보를 전송하는 충전 단계;를 포함하는 전기차의 충전량 제어 방법을 제공한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 설정 단계는, 대기 차량 수와 전체 충전기 수를 비교하는 단계; 및 대기 차량 수가 전체 충전기 수보다 적으면 사용자 설정 충전량과 동일하게 목표 충전량을 설정하는 단계;를 더 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 설정 단계는, 대기 차량 수가 전체 충전기 수보다 많으면, 대기 차량 수에 대한 전체 충전기 수의 비율에 따라 사용자 설정 충전량보다 작은 값으로 목표 충전량을 설정하는 단계;를 더 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 설정 단계는, 상기 설정된 목표 충전량이 사전에 세팅된 최소 충전량보다 작으면, 최소 충전량과 동일한 값으로 목표 충전량을 보정한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 설정 단계는, 목표 충전량이 설정되면, 설정된 목표 충전량과 배터리 잔량 간의 차이값에 충전 속도에 따른 보정값을 곱하여, 목표 충전량까지 충전 시 소요되는 충전 예상 시간을 더 산출한다.
바람직한 실시예에 있어서, 충전기가, 전기차의 충전이 완료되면, 충전을 예약하고 대기하는 대기 차량이 있는지 확인하고, 다음 순번의 대기 차량을 예약한 사용자 단말에 충전기 사용 가능 알림을 전송하는 알림 단계;를 더 포함한다.
또한, 본 발명은 프로세서; 및 상기 프로세서에 의해 실행 가능한 하나 이상의 인스트럭션을 저장하는 메모리;를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 하나 이상의 인스트럭션을 실행함으로써, 주차장 또는 충전소에 설치된 충전기로부터 전체 충전기 수에 대한 충전기 정보와, 충전을 예약하고 대기하는 대기 차량 수에 대한 대기 차량 정보와, 사용자 설정 충전량에 대한 정보를 수신하고, 충전기로부터 수신한 충전기 정보와 대기 차량 정보를 토대로 사용자 설정 충전량을 제한할지 여부를 판정하여, 판정 결과에 따라 사용자 설정 충전량과 같거나 작도록 목표 충전량을 설정하며, 상기 설정된 목표 충전량, 전기차의 배터리 잔량 및 충전 예상 시간에 대한 충전 정보를 충전기에 전송하고, 충전기로부터 충전 전원을 공급받아 목표 충전량에 도달할 때까지 충전을 진행하며, 충전이 완료되면 충전기에 충전 완료 정보를 전송하는, 전기차의 충전량 제어 시스템을 제공한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 프로세서는, 대기 차량 수와 전체 충전기 수를 비교하고, 대기 차량 수가 전체 충전기 수보다 적으면 사용자 설정 충전량과 동일하게 목표 충전량을 설정한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 프로세서는, 대기 차량 수가 전체 충전기 수보다 많으면, 대기 차량 수에 대한 전체 충전기 수의 비율에 따라 사용자 설정 충전량보다 작은 값으로 목표 충전량을 설정한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 설정된 목표 충전량이 사전에 세팅된 최소 충전량보다 작으면, 최소 충전량과 동일한 값으로 목표 충전량을 보정한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 프로세서는, 목표 충전량이 설정되면, 설정된 목표 충전량과 배터리 잔량 간의 차이값에 충전 속도에 따른 보정값을 곱하여, 목표 충전량까지 충전 시 소요되는 충전 예상 시간을 더 산출한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 충전기는, 전기차의 충전이 완료되면, 충전을 예약하고 대기하는 대기 차량이 있는지 확인하고, 다음 순번의 대기 차량을 예약한 사용자 단말에 충전기 사용 가능 알림을 전송한다.
전술한 과제해결 수단에 의해 본 발명은 충전기로부터 수신한 충전기 정보와 대기 차량 정보를 토대로 사용자 설정 충전량을 제한할지 여부를 판정하고, 판정 결과에 따라 사용자 설정 충전량과 같거나 작도록 목표 충전량을 설정하여 전기차를 충전하므로, 후순위로 대기하는 대기 차량이 적거나 없을 경우에는 사용자가 원하는 만큼의 충전량을 제공하고, 후순위의 대기 차량이 충전기에 비해 많은 경우에는 충전량을 제한하여 충전소 또는 충전기의 회전율을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 목표 충전량을 기준으로 충전 예상 시간을 산출하고, 충전 예상 시간에 맞춰 전기차의 충전이 완료되면, 충전을 예약하고 대기하는 대기 차량에 충전기 사용 가능 알림을 전송하여 후순위의 대기 차량이 신속하게 충전을 시작할 수 있게 함으로써, 충전소 또는 충전기의 회전율을 보다 효율적으로 증가시킬 수 있는 효과가 있다.
아울러, 본 발명은 대기 차량 수에 대한 전체 충전기 수의 비율에 따라 설정되는 목표 충전량이 최소 충전량보다 작으면, 최소 충전량과 동일한 값으로 목표 충전량을 보정하여 사용자가 전기차를 이용하는데 필요한 최소한의 충전량을 확보할 수 있게 함으로써, 충전량의 제한에 의해 발생될 수 있는 사용자의 불편을 방지하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전기차의 충전량 제어 시스템을 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전기차의 충전량 제어 시스템의 프로세서에 의해 수행되는 기능을 설명하기 위한 블록도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전기차의 충전량 제어 방법을 설명하기 위한 도면.
하기의 설명에서 본 발명의 특정 상세들이 본 발명의 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있는데, 이들 특정 상세들 없이 또한 이들의 변형에 의해서도 본 발명이 용이하게 실시될 수 있다는 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도 1 내지 도 3을 참조하여 상세히 설명하되, 본 발명에 따른 동작 및 작용을 이해하는데 필요한 부분을 중심으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전기차의 충전량 제어 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 전기차의 충전량 제어 시스템(100)은 프로세서(110), 메모리(120), PLC 통신부(130), 필터부(140) 및 CAN 통신부(150)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 본 발명의 일실시예에 따른 전기차의 충전량 제어 시스템(100)은 차량에 구비되는 차량 충전 제어 모듈(Vehicle Charging Management System, VCMS)로 구비되거나 차량 충전 제어 모듈의 컨트롤 보드에 탑재된다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 전기차의 충전량 제어 시스템(100)은, 충전기(200)의 충전기 커넥터(210)를 차량의 충전구에 연결하여 전기차의 충전이 가능한 상태가 되면, 소정의 충전 정보를 충전기(200)에 전송하고, 충전기(200)로부터 충전 전원을 공급받아 목표 충전량에 도달할 때까지 충전을 진행하며, 충전이 완료되면 충전 완료 정보를 충전기(200)에 전송하는 기능을 수행한다.
특히, 본 발명의 일실시예에 따른 전기차의 충전량 제어 시스템(100)은, 충전기(200)로부터 대기 차량과 전체 충전기의 수에 대한 정보를 수신하고, 대기 차량 수에 대한 전체 충전기 수의 비율에 기초하여 사용자가 요청한 사용자 설정 충전량과 동일하게 충전을 진행할 것인지 혹은 사용자 설정 충전량보다 적게 충전을 진행하여 충전 시간을 단축할 것인지 판정한 다음, 이에 대응하는 충전 정보를 충전기(200)에 전송할 수 있다.
아울러, 본 발명의 일실시예에 따른 전기차의 충전량 제어 시스템(100)은 충전 정보를 충전기(200)에 전송한 후, 전기차에 탑재된 BMS(Battery Management System, 300)를 포함하는 전자 제어 장치 또는 OBC(On Board Charger)를 포함하는 충전 장치를 제어하여 충전기(200)로부터 전기차에 공급되는 충전 전원이 배터리(400)에 충전될 수 있도록 하거나, 배터리(400)에 충전되는 충전 전원에 대한 정보를 수신하여 현재의 배터리 잔량을 확인하도록 구비될 수 있다.
이러한, 본 발명의 일실시예에 따른 전기차의 충전량 제어 시스템(100)은, 후순위로 대기하는 대기 차량이 적거나 없을 경우에는 사용자가 원하는 만큼의 충전량을 제공하고, 후순위의 대기 차량이 충전기(200)에 비해 많은 경우에는 충전량을 제한하여 충전소 또는 충전기(200)의 회전율을 증가시킬 수 있다.
한편, 전술한 충전기(200)는 주차장 또는 충전소에 설치되는 것으로, 차량의 충전구에 연결되어 PWM 신호 및 PLC 통신 신호 등의 통신 신호를 송수신하고 충전 전원을 공급하는 충전기 커넥터(210)와, 충전을 예약하려는 사용자로부터 대기 차량 및 사용자 설정 충전량에 대한 정보를 입력받는 사용자 입력부(220)와, 충전기(200)와 외부의 서버 또는 전자 장치 간의 통신을 가능하도록 하는 통신부(230)를 포함하여 구성될 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 일실시예에 따른 전기차의 충전량 제어 시스템(100)을 구성하는 구성요소들에 대해 설명한다.
상기 프로세서(110)는 하나 이상으로 포함될 수 있고, 메모리(120)에 저장된 프로그램들을 실행할 수 있으며, 아울러, 전기차의 충전량 제어 시스템(100)의 전반적인 동작을 제어할 수도 있다.
상기 메모리(120)는 프로세서(110)에 의해 실행 가능한 명령어들, 프로세서(110)에 의해 실행되는 프로그램들을 저장할 수도 있고, 입/출력되는 데이터들을 저장할 수도 있다.
구체적으로, 메모리(120)는 프로세서(110)의 적어도 하나의 구성요소에 관계된 명령 또는 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(120)는 소프트웨어 및/또는 프로그램을 저장할 수 있다. 메모리(120)는 커널, 미들웨어, 어플리케이션 프로그래밍 인터페이스(API), 및/또는 어플리케이션 프로그램 등을 포함할 수 있다. 커널, 미들웨어, 또는 API의 적어도 일부는, 운영 시스템으로 지칭될 수 있다. 커널은, 예를 들면, 다른 프로그램들(예: 미들웨어, API, 또는 어플리케이션 프로그램)에 구현된 동작 또는 기능을 실행하는 데 사용되는 시스템 리소스들(예: 버스, 프로세서, 또는 메모리 등)을 제어 또는 관리할 수 있다. 또한, 커널은 미들웨어, API, 또는 어플리케이션 프로그램에서 서버의 개별 구성요소에 접근함으로써, 시스템 리소스들을 제어 또는 관리할 수 있는 인터페이스를 제공할 수 있다.
상기 PLC 통신부(130)는 충전기(200)와의 통신을 위한 것으로, 충전기(200)에 구비된 반도체 소자, 전자 장치 및 통신 모듈과의 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 구성 요소를 포함할 수 있다.
이러한, PLC 통신부(130)는 전력선 통신을 기반으로, 충전기(200)로부터 전체 충전기 수에 대한 충전기 정보, 충전을 예약하고 대기하는 대기 차량 수에 대한 대기 차량 정보 및 사용자 설정 충전량에 대한 정보를 수신할 수 있고, 목표 충전량, 전기차의 배터리 잔량 및 충전 예상 시간에 대한 충전 정보를 충전기(200)에 전송할 수 있다.
상기 필터부(140)는 PLC 통신부(130)와 충전기(200) 간의 통신 신호에 포함된 노이즈를 제거하기 위한 것으로, 전력선 통신을 기반으로 하는 통신 신호에서 고주파 노이즈, 임펄스 노이즈 및 비동기적으로 발생하는 노이즈 등의 전력선 통신 채널에 심한 감쇠나 왜곡을 발생시켜 악영향을 주는 요소를 필터링하는 하나 이상의 구성 요소를 포함할 수 있다.
이러한, 필터부(140)는 전력선 통신으로 전송되는 통신 신호의 노이즈를 제거하여, 통신 신호의 전송 에러를 줄이고 데이터 전송률을 높일 수 있다.
상기 CAN 통신부(150)는 전기차에 탑재된 전자 제어 장치 또는 충전 장치와의 통신을 위한 것으로, CAN(Controller Area Network) 통신을 기반으로, BMS(300)를 포함하는 전자 제어 장치 또는 OBC를 포함하는 충전 장치와의 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 구성 요소를 포함할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 일실시예에 따른 전기차의 충전량 제어 시스템(100)에서 프로세서(110)에 의해 수행되는 기능들을 구체적으로 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전기차의 충전량 제어 시스템(100)의 프로세서(110)에 의해 수행되는 기능을 설명하기 위한 블록도이다.
참고로, 도 2에 도시된 블록들의 일부 또는 전부는, 특정 기능을 실행하는 하드웨어 및/또는 소프트웨어 구성들로 구현될 수 있다. 도 2에 도시된 블록들이 수행하는 기능들은, 하나 이상의 마이크로프로세서에 의해 구현되거나, 해당 기능을 위한 회로 구성들에 의해 구현될 수 있다. 도 2에 도시된 블록들의 일부 또는 전부는 프로세서(110)에서 실행되는 다양한 프로그래밍 언어 또는 스크립트 언어로 구성된 소프트웨어 모듈일 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 전기차의 충전량 제어 시스템(100)의 프로세서(110)는 정보 수신부(111), 목표 충전량 설정부(112) 및 충전 제어부(113)를 포함할 수 있다.
상기 정보 수신부(111)는 충전기(200)로부터 PLC 통신부(130)에 송신된 정보들을 수신하여, 후술하는 목표 충전량 설정부(112)에 전달하는 기능을 수행한다.
이러한, 정보 수신부(111)는 충전기(200)로부터 전체 충전기 수에 대한 충전기 정보와, 충전을 예약하고 대기하는 대기 차량 수에 대한 대기 차량 정보와, 사용자로부터 입력된 사용자 설정 충전량에 대한 정보를 수신할 수 있다.
참고로, 전술한 충전기(200)에는 주차장 또는 충전소에 설치된 충전기(200)의 전체 수에 대한 정보가 사전에 저장될 수 있으며, 또한, 충전을 예약하는 사용자로부터 사용자 설정 충전량에 대한 정보를 입력받아 대기 차량으로 지정하고, 지정된 대기 차량의 수를 카운팅하면서 충전 순위를 설정할 수 있으며, 현재 순위의 전기차가 연결되면, 기저장된 충전기 정보와 전기차가 연결된 시점까지 카운팅된 대기 차량의 수에 대한 정보와 사전에 예약된 사용자 설정 충전량에 대한 정보를 PLC 통신부(130)에 송신할 수 있다.
상기 목표 충전량 설정부(112)는 정보 수신부(111)에 수신된 정보들에 기초하여 전기차에 충전하고자 하는 목표 충전량을 설정하는 기능을 수행한다.
예컨대, 목표 충전량 설정부(112)는 충전기(200)로부터 수신한 충전기 정보와 대기 차량 정보를 토대로 사용자 설정 충전량을 제한할지 여부를 판정하고, 판정 결과에 따라 사용자 설정 충전량과 같거나 작도록 목표 충전량을 설정하게 되는데, 특히, 후순위로 대기하는 대기 차량이 적거나 없을 경우에는 사용자가 원하는 사용자 설정 충전량을 그대로 적용하고, 후순위의 대기 차량이 충전기(200)에 비해 많은 경우에는 사용자가 요청한 충전량을 제한함으로써, 대기 차량들의 대기 시간을 줄여 충전소 또는 충전기(200)의 회전율을 증가시킬 수 있다.
구체적으로, 목표 충전량 설정부(112)는 대기 차량 수와 전체 충전기 수를 비교하여, 대기 차량 수가 전체 충전기 수보다 적으면 사용자 설정 충전량과 동일하게 목표 충전량을 설정하고, 대기 차량 수가 전체 충전기 수보다 많으면, 대기 차량 수에 대한 전체 충전기 수의 비율에 따라 사용자 설정 충전량보다 작은 값으로 목표 충전량을 설정하여 사용자 설정 충전량을 제한한다.
이때, 목표 충전량 설정부(112)는 대기 차량 수가 전체 충전기 수보다 많으면, 전체 충전기 수에 대한 대기 차량 수의 비에 따른 보정값을 전기차의 배터리 잔량에 곱한 값을 보정된 배터리 잔량값으로 계산하고, 사용자 설정 충전량에서 보정된 배터리 잔량값을 뺀 충전량 차이값을 계산한 다음, 계산된 충전량 차이값과 대기 차량 수에 대한 전체 충전기 수의 비율, 즉, 전체 충전기 수를 대기 차량 수로 나눈 값을 곱하여 목표 충전량을 계산할 수 있다.
즉, 목표 충전량 설정부(112)는 대기 차량 수에 대한 전체 충전기 수의 비율에 따라 사용자 설정 충전량보다 작은 값으로 목표 충전량이 계산되도록 함으로써, 사용자 설정 충전량을 일정 부분 제한할 수 있다.
여기서, 전술한 전체 충전기 수에 대한 대기 차량 수의 비에 따른 보정값은 사전에 설정된 설정값, 예컨대, ‘1’에서 대기 차량 수를 전체 충전기 수로 나눈 값을 뺀 값으로 계산될 수 있다.
아울러, 목표 충전량 설정부(112)는 아래의 수학식 1을 이용하여 목표 충전량을 계산할 수 있다.
[수학식 1]
여기서, CS는 목표 충전량이고, NC는 전체 충전기 수이며, NW는 대기 차량 수이고, CR은 사용자 설정 충전량이며, CP는 배터리 잔량이다.
참고로, 전체 충전기 수가 5대이고 대기 차량 수는 10대이며 전기차의 배터리 잔량은 20%이고 사용자 설정 충전량은 100%인 경우, 목표 충전량 설정부(112)는 전체 충전기 수에 비해 대기 차량 수가 많으므로 사용자 설정 충전량을 제한하며, 전술한 수학식 1에 따라 계산되는 60%의 충전량을 목표 충전량으로 설정할 수 있다.
한편, 목표 충전량 설정부(112)는 목표 충전량이 사전에 세팅된 최소 충전량보다 작으면, 최소 충전량과 동일한 값으로 목표 충전량을 보정할 수도 있다. 이때, 전술한 최소 충전량은 목표 충전량 설정부(112)에 미리 저장되거나 충전기(200)로부터 수신된다.
예를 들어, 전체 충전기 수가 5대이고 대기 차량 수는 10대이며 전기차의 배터리 잔량은 10%이고 사용자 설정 충전량은 80%인 경우, 목표 충전량 설정부(112)는 전체 충전기 수에 비해 대기 차량 수가 많으므로 사용자 설정 충전량을 제한하게 되는데, 전술한 수학식 1에 따르면 45%의 충전량이 계산되어 최소 충전량인 60%보다 작으므로, 45%의 충전량을 60%로 보정하여 목표 충전량으로 설정할 수 있다.
즉, 목표 충전량 설정부(112)는 사용자가 전기차를 이용하는데 필요한 최소한의 충전량을 확보할 수 있게 함으로써, 충전량의 제한에 의해 발생될 수 있는 사용자의 불편을 방지할 수 있다.
그리고, 목표 충전량 설정부(112)는 목표 충전량이 설정되면, 설정된 목표 충전량과 배터리 잔량 간의 차이값에 충전 속도에 따른 보정값을 곱하여, 목표 충전량까지 충전 시 소요되는 충전 예상 시간을 더 산출할 수 있다.
이때, 목표 충전량 설정부(112)는 아래의 수학식 2를 이용하여 충전 예상 시간을 계산할 수 있다.
[수학식 2]
여기서, TS는 충전 예상 시간이고, A는 충전 속도에 따른 보정값으로 6분마다 10%의 충전이 가능한 경우 6/10으로 설정되며, CS는 목표 충전량이고, CP는 배터리 잔량이다.
예를 들어, 목표 충전량이 60%이고 배터리 잔량은 20%인 경우 전술한 수학식 2에 따라 24분으로 충전 예상 시간이 산출되고, 목표 충전량이 60%이고 배터리 잔량은 10%인 경우에는 30분으로 충전 예상 시간이 산출된다.
한편, 목표 충전량 설정부(112)는 목표 충전량과 충전 예상 시간이 산출되면, 그 정보를 후술하는 충전 제어부(113)를 통해 충전기(200)에 전송하여 전기차의 충전을 진행하게 할 수 있다.
상기 충전 제어부(113)는 전기차의 충전을 진행하거나 종료하기 위한 정보를 충전기(200)에 전송하고, 전기차에 탑재된 BMS(300)를 포함하는 전자 제어 장치 또는 OBC를 포함하는 충전 장치와 통신하여 충전을 진행하거나 배터리 잔량에 대한 정보를 수신할 수 있다.
구체적으로, 충전 제어부(113)는 설정된 목표 충전량, 전기차의 배터리 잔량 및 충전 예상 시간에 대한 충전 정보를 충전기(200)에 전송할 수 있고, 또한, 충전기(200)로부터 충전 전원을 공급받아 목표 충전량에 도달할 때까지 충전을 진행하며, 또한, 충전이 완료되면 충전기(200)에 충전 완료 정보를 전송할 수 있다.
한편, 충전기(200)는, 충전 완료 정보를 수신하여 전기차의 충전이 완료된 것을 확인하면, 충전을 예약하고 대기하는 대기 차량이 있는지 확인하고, 다음 순번의 대기 차량을 예약한 사용자 단말에 충전기(200) 사용 가능 알림을 전송할 수 있다.
그리고, 충전기(200)는, 충전이 완료된 전기차가 정해진 시간 이내에 출차하지 않으면 소정의 할증 요금을 더 부과하거나, 출차를 요청하는 알림을 현재 전기차를 예약한 사용자 단말에 전송할 수도 있다.
이와 같은, 본 발명은 프로세서(110)가 메모리(120)에 저장된 적어도 하나의 실행 가능한 명령어 또는 적어도 하나의 실행 가능한 프로그램을 실행함으로써 구현될 수 있으며, 후술하는 본 발명의 일실시예에 따른 전기차의 충전량 제어 방법의 경우에도 동일하게, 메모리(120)에 저장된 적어도 하나의 실행 가능한 명령어 또는 적어도 하나의 실행 가능한 프로그램을 프로세서(110)가 실행함으로써 구현될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전기차의 충전량 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 전기차의 충전량 제어 시스템(100)의 프로세서(110)는, 주차장 또는 충전소에 설치된 충전기(200)로부터 전체 충전기 수에 대한 충전기 정보와, 충전을 예약하고 대기하는 대기 차량 수에 대한 대기 차량 정보와, 사용자 설정 충전량에 대한 정보를 수신하는 수신한다(S100).
그 다음, 프로세서(110)는 충전기(200)로부터 수신한 충전기 정보와 대기 차량 정보를 토대로 사용자 설정 충전량을 제한할지 여부를 판정하고, 판정 결과에 따라 사용자 설정 충전량과 같거나 작도록 목표 충전량을 설정한다(S200).
S200 단계에서, 프로세서(110)는 대기 차량 수(NW)와 전체 충전기 수(NC)를 비교하고(S210), 대기 차량 수가 전체 충전기 수보다 적으면 사용자 설정 충전량과 동일하게 목표 충전량을 설정할 수 있다(S220).
다만, S210 단계에서, 프로세서(110)는 대기 차량 수가 전체 충전기 수보다 많으면, 대기 차량 수에 대한 전체 충전기 수의 비율에 따라 사용자 설정 충전량보다 작은 값으로 목표 충전량을 설정할 수도 있다(S230).
S230 단계에서, 프로세서(110)는 전체 충전기 수에 대한 대기 차량 수의 비에 따른 보정값을 전기차의 배터리 잔량에 곱한 값을 보정된 배터리 잔량값으로 계산하고, 사용자 설정 충전량에서 보정된 배터리 잔량값을 뺀 충전량 차이값을 계산한 다음, 계산된 충전량 차이값과 대기 차량 수에 대한 전체 충전기 수의 비율, 즉, 전체 충전기 수를 대기 차량 수로 나눈 값을 곱하여 목표 충전량을 계산한다.
여기서, 전술한 전체 충전기 수에 대한 대기 차량 수의 비에 따른 보정값은 사전에 설정된 설정값, 예컨대, ‘1’에서 대기 차량 수를 전체 충전기 수로 나눈 값을 뺀 값으로 계산된다.
또한, 프로세서(110)는 목표 충전량이 사전에 세팅된 최소 충전량보다 작으면, 최소 충전량과 동일한 값으로 목표 충전량을 보정한다. 예를 들어, 최소 충전량이 60%이고 목표 충전량이 45%인 경우, 목표 충전량이 최소 충전량보다 작으므로, 45%의 목표 충전량을 60%로 보정할 수 있다.
그리고, 프로세서(110)는 목표 충전량이 설정되면, 설정된 목표 충전량과 배터리 잔량 간의 차이값에 충전 속도에 따른 보정값을 곱하여, 목표 충전량까지 충전 시 소요되는 충전 예상 시간을 더 산출할 수도 있다.
또한, 프로세서(110)는 전술한 수학식 1을 이용하여 목표 충전량을 계산하고, 전술한 수학식 2를 이용하여 충전 예상 시간을 계산할 수도 있다.
그 다음, 프로세서(110)는 전기차의 충전을 진행하거나 종료하기 위한 정보를 충전기(200)에 전송하고, 전기차에 탑재된 BMS(300)를 포함하는 전자 제어 장치 또는 OBC를 포함하는 충전 장치와 통신하여 충전을 진행한다(S300).
S300 단계에서, 프로세서(110)는 설정된 목표 충전량, 전기차의 배터리 잔량 및 충전 예상 시간에 대한 충전 정보를 충전기(200)에 전송하고(S310), 충전기(200)로부터 충전 전원을 공급받아 목표 충전량에 도달할 때까지 충전을 진행하며(S320), 충전이 완료되면 충전기(200)에 충전 완료 정보를 전송한다(S330).
그 다음, 충전기(200)는, 전기차의 충전이 완료되면, 충전을 예약하고 대기하는 대기 차량이 있는지 확인하고, 다음 순번의 대기 차량을 예약한 사용자 단말에 충전기(200) 사용 가능 알림을 전송한다(S400).
S400 단계에서, 충전기(200)는 충전이 완료된 전기차가 정해진 시간 이내에 출차하지 않으면 소정의 할증 요금을 더 부과하거나, 출차를 요청하는 알림을 현재 전기차를 예약한 사용자 단말에 전송할 수도 있다.
본 발명의 실시예와 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은 하드웨어로 직접 구현되거나, 하드웨어에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈로 구현되거나, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다.
소프트웨어 모듈은 RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM), 플래시 메모리(Flash Memory), 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM, 또는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 잘 알려진 임의의 형태의 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체에 상주할 수 있다.
본 발명의 구성 요소들은 비일시적 저장매체에 저장되고, 프로세서를 포함하는 컴퓨터에서 실행되어 전술한 방법 또는 알고리즘의 단계들을 수행하며, 하드웨어인 컴퓨터와 결합되어 실행되기 위해 컴퓨터 프로그램(또는 애플리케이션)으로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체에 저장될 수 있다. 본 발명의 구성 요소들은 소프트웨어 프로그래밍 또는 소프트웨어 요소들로 실행될 수 있으며, 이와 유사하게, 실시 예는 데이터 구조, 프로세스들, 루틴들 또는 다른 프로그래밍 구성들의 조합으로 구현되는 다양한 알고리즘을 포함하여, C, C++, 자바(Java), 어셈블러(assembler) 등과 같은 프로그래밍 또는 스크립팅 언어로 구현될 수 있다. 기능적인 측면들은 하나 이상의 프로세서들에서 실행되는 알고리즘으로 구현될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.
100 : 전기차의 충전량 제어 시스템
110 : 프로세서
111 : 정보 수신부 112 : 목표 충전량 설정부
113 : 충전 제어부
120 : 메모리 130 : PLC 통신부
140 : 필터부 150 : CAN 통신부

Claims (12)

  1. 프로세서가, 주차장 또는 충전소에 설치된 충전기로부터 전체 충전기 수에 대한 충전기 정보와, 충전을 예약하고 대기하는 대기 차량 수에 대한 대기 차량 정보와, 사용자 설정 충전량에 대한 정보를 수신하는 수신 단계;
    충전기로부터 수신한 충전기 정보와 대기 차량 정보를 토대로 사용자 설정 충전량을 제한할지 여부를 판정하고, 판정 결과에 따라 사용자 설정 충전량과 같거나 작도록 목표 충전량을 설정하는 설정 단계; 및
    상기 설정된 목표 충전량, 전기차의 배터리 잔량 및 충전 예상 시간에 대한 충전 정보를 충전기에 전송하고, 충전기로부터 충전 전원을 공급받아 목표 충전량에 도달할 때까지 충전을 진행하며, 충전이 완료되면 충전기에 충전 완료 정보를 전송하는 충전 단계;를 포함하고,
    상기 설정 단계는,
    대기 차량 수와 전체 충전기 수를 비교하는 단계;
    대기 차량 수가 전체 충전기 수보다 적으면 사용자 설정 충전량과 동일하게 목표 충전량을 설정하는 단계; 및
    대기 차량 수가 전체 충전기 수보다 많으면, 대기 차량 수에 대한 전체 충전기 수의 비율에 따라 사용자 설정 충전량보다 작은 값으로 목표 충전량을 설정하는 단계;를 포함하며,
    상기 사용자 설정 충전량보다 작은 값으로 목표 충전량을 설정하는 단계는 아래의 수학식에 따라서 목표 충전량을 설정하며,

    CS는 목표 충전량이고, NC는 전체 충전기 수이며, NW는 대기 차량 수이고, CR은 사용자 설정 충전량이며, CP는 배터리 잔량인 것을 특징으로 하는 전기차의 충전량 제어 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 설정 단계는,
    상기 설정된 목표 충전량이 사전에 세팅된 최소 충전량보다 작으면, 최소 충전량과 동일한 값으로 목표 충전량을 보정하는 것을 특징으로 하는 전기차의 충전량 제어 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 설정 단계는,
    목표 충전량이 설정되면, 설정된 목표 충전량과 배터리 잔량 간의 차이값에 충전 속도에 따른 보정값을 곱하여, 목표 충전량까지 충전 시 소요되는 충전 예상 시간을 더 산출하는 것을 특징으로 하는 전기차의 충전량 제어 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    충전기가, 전기차의 충전이 완료되면, 충전을 예약하고 대기하는 대기 차량이 있는지 확인하고, 다음 순번의 대기 차량을 예약한 사용자 단말에 충전기 사용 가능 알림을 전송하는 알림 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차의 충전량 제어 방법.
  7. 프로세서; 및
    상기 프로세서에 의해 실행 가능한 하나 이상의 인스트럭션을 저장하는 메모리;를 포함하고,
    상기 프로세서는, 상기 하나 이상의 인스트럭션을 실행함으로써,
    주차장 또는 충전소에 설치된 충전기로부터 전체 충전기 수에 대한 충전기 정보와, 충전을 예약하고 대기하는 대기 차량 수에 대한 대기 차량 정보와, 사용자 설정 충전량에 대한 정보를 수신하는 수신 단계;
    충전기로부터 수신한 충전기 정보와 대기 차량 정보를 토대로 사용자 설정 충전량을 제한할지 여부를 판정하고, 판정 결과에 따라 사용자 설정 충전량과 같거나 작도록 목표 충전량을 설정하는 설정 단계; 및
    상기 설정된 목표 충전량, 전기차의 배터리 잔량 및 충전 예상 시간에 대한 충전 정보를 충전기에 전송하고, 충전기로부터 충전 전원을 공급받아 목표 충전량에 도달할 때까지 충전을 진행하며, 충전이 완료되면 충전기에 충전 완료 정보를 전송하는 충전 단계;를 수행하고,
    상기 설정 단계는,
    대기 차량 수와 전체 충전기 수를 비교하는 단계;
    대기 차량 수가 전체 충전기 수보다 적으면 사용자 설정 충전량과 동일하게 목표 충전량을 설정하는 단계; 및
    대기 차량 수가 전체 충전기 수보다 많으면, 대기 차량 수에 대한 전체 충전기 수의 비율에 따라 사용자 설정 충전량보다 작은 값으로 목표 충전량을 설정하는 단계;를 포함하고,
    상기 사용자 설정 충전량보다 작은 값으로 목표 충전량을 설정하는 단계는 아래의 수학식에 따라서 목표 충전량을 설정하며,

    CS는 목표 충전량이고, NC는 전체 충전기 수이며, NW는 대기 차량 수이고, CR은 사용자 설정 충전량이며, CP는 배터리 잔량인 것을 특징으로 하는 전기차의 충전량 제어 시스템.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 설정된 목표 충전량이 사전에 세팅된 최소 충전량보다 작으면, 최소 충전량과 동일한 값으로 목표 충전량을 보정하는 것을 특징으로 하는, 전기차의 충전량 제어 시스템.
  11. 제 7항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    목표 충전량이 설정되면, 설정된 목표 충전량과 배터리 잔량 간의 차이값에 충전 속도에 따른 보정값을 곱하여, 목표 충전량까지 충전 시 소요되는 충전 예상 시간을 더 산출하는 것을 특징으로 하는, 전기차의 충전량 제어 시스템.
  12. 제 7항에 있어서,
    상기 충전기는,
    전기차의 충전이 완료되면, 충전을 예약하고 대기하는 대기 차량이 있는지 확인하고, 다음 순번의 대기 차량을 예약한 사용자 단말에 충전기 사용 가능 알림을 전송하는 것을 특징으로 하는, 전기차의 충전량 제어 시스템.
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