KR102679023B1 - 배터리 교환 스테이션의 운영 시스템 및 이를 이용한 배터리 교환 스테이션의 운영 방법 - Google Patents

배터리 교환 스테이션의 운영 시스템 및 이를 이용한 배터리 교환 스테이션의 운영 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 배터리 교환 스테이션의 운영 시스템 및 이를 이용한 배터리 교환 스테이션의 운영 방법에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시예인 배터리 교환 스테이션의 운영 시스템은 복수의 배터리 교환 스테이션; 전용 어플리케이션이 설치되어, 사용자로부터 상기 복수의 배터리 교환 스테이션 간의 배터리 배달을 수행하는 배달 서비스 신청 및 서비스 정보를 입력 받는 단말기; 및 상기 복수의 배터리 교환 스테이션, 그리고 상기 단말기와 통신하는 운영 서버;를 포함하며, 상기 운영 서버는, 상기 복수의 배터리 교환 스테이션 각각에 대해 판단한 배터리 교환 혼잡도를 기초로 하여, 배터리 배달의 도착 스테이션을 결정할 수 있다.

Description

배터리 교환 스테이션의 운영 시스템 및 이를 이용한 배터리 교환 스테이션의 운영 방법{Operating system of battery exchange station and operating method of battery exchange station using same}
본 발명은 배터리 교환 스테이션의 운영 시스템 및 이를 이용한 배터리 교환 스테이션의 운영 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 효율적인 운영을 위해 복수의 배터리 교환 스테이션 간의 배터리를 배달하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
전기차는 친환경 차량으로 차량 기술의 주류로 대두되고 있으나 배터리의 충전에 사용되는 시간이 내연기관차의 주유시간 대비 길어 불편한 문제가 있다. 이러한 불편함을 해결하기 위해 배터리 교환식 운영의 스테이션이 그 대안이 될 수 있다.
교환식 운영의 스테이션이란, 배터리 교환 스테이션에 다수의 슬롯이 구비된 충전기가 마련되어 있고, 차량이 스테이션에 도착하여 비어 있는 슬롯에 자신의 방전된 배터리를 삽입하고 슬롯에 완충되어 있는 배터리를 인출해 가는 방법으로 운영되는 스테이션이다. 이로써 배터리의 충전에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있다.
하지만, 복수의 배터리 교환 스테이션의 운영시 특정 배터리 교환 스테이션의 혼잡도가 다른 배터리 교환 스테이션의 혼잡도보다 지나치게 높은 경우 혼잡도가 높은 배터리 교환 스테이션은 전력 사용량이 누진세 적용 구간을 초과하는 등 배터리 교환 스테이션의 비효율적이 된다는 문제가 있다. 따라서, 이를 해결하기 위한 시스템 및 방법이 필요하다.
한국등록특허 제2233848호
본 발명은 복수의 배터리 교환 스테이션을 효율적으로 관리하기 위해, 배터리 교환 스테이션 간의 배터리를 배달하는 시스템 및 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 교환 스테이션의 운영 시스템은, 복수의 배터리 교환 스테이션; 전용 어플리케이션이 설치되어, 사용자로부터 상기 복수의 배터리 교환 스테이션 간의 배터리 배달을 수행하는 배달 서비스 신청 및 서비스 정보를 입력 받는 단말기; 및 상기 복수의 배터리 교환 스테이션, 그리고 상기 단말기와 통신하는 운영 서버;를 포함하며, 상기 운영 서버는, 상기 복수의 배터리 교환 스테이션 각각에 대해 판단한 배터리 교환 혼잡도를 기초로 하여, 배터리 배달의 도착 스테이션을 결정할 수 있다.
여기서, 상기 서비스 정보는, 상기 사용자가 신청한 배터리 개수, 배달 예상 시간, 배달이 시작될 출발 스테이션, 및 상기 사용자가 원하는 배달 예정 지역 중 적어도 하나 이상일 수 있다.
이때, 상기 운영 서버는, 상기 사용자가 상기 배터리 배달을 수행할 수 있도록 기 등록된 사용자인지 여부를 판단할 수 있다.
또한, 상기 운영 서버는, 상기 복수의 배터리 교환 스테이션 각각으로부터 혼잡도 파라미터를 수신하여 상기 배터리 교환 혼잡도를 판단할 수 있다.
이때, 상기 혼잡도 파라미터는, 일정 기간의 배터리 교환 횟수, 일정 기간의 배터리 충전 전력량, 예상 전기세, 방문 사용자 수, 및 배터리 교환 예약 건수 중 적어도 하나 이상일 수 있다.
또한, 상기 운영 서버는, 배달이 시작되는 출발 스테이션의 배터리 교환 혼잡도를 기 정해진 기준 혼잡도와 비교하여 고혼잡 또는 저혼잡으로 구분할 수 있고, 상기 구분에 따라 상이한 기준을 적용하여 상기 도착 스테이션을 결정할 수 있다.
또한, 상기 운영 서버는, 상기 단말기로부터 상기 사용자가 원하는 배달 예정 지역을 수신할 수 있고, 상기 출발 스테이션의 배터리 교환 혼잡도가 고혼잡인 경우, 상기 배달 예정 지역에 위치한 배터리 교환 스테이션들 중 상기 출발 스테이션의 배터리 교환 혼잡도보다 낮은 배터리 교환 혼잡도를 가지는 배달 후보 스테이션이 존재하는지 판단할 수 있다.
또한, 상기 운영 서버는, 상기 배달 후보 스테이션이 존재하지 않는 경우, 상기 배달 서비스 신청의 승인을 거부할 수 있다.
또한, 상기 운영 서버는, 상기 배달 후보 스테이션이 복수 개 존재하는 경우, 가장 낮은 배터리 교환 혼잡도를 가지는 배달 후보 스테이션을 상기 도착 스테이션으로 결정할 수 있다.
또한, 상기 운영 서버는, 상기 단말기로부터 배달 예정 지역을 수신할 수 있고, 상기 출발 스테이션의 배터리 교환 혼잡도가 저혼잡인 경우, 상기 배달 예정 지역에 위치한 배터리 교환 스테이션들 중 상기 출발 스테이션의 배터리 교환 혼잡도보다 높은 배터리 교환 혼잡도를 가지는 배달 후보 스테이션이 존재하는지 판단할 수 있다.
또한, 상기 운영 서버는, 상기 배달 후보 스테이션이 존재하지 않는 경우, 상기 배달 서비스 신청의 승인을 거부할 수 있다.
또한, 상기 운영 서버는, 상기 배달 후보 스테이션이 복수 개 존재하는 경우, 가장 높은 배터리 교환 혼잡도를 가지는 배달 후보 스테이션을 상기 도착 스테이션으로 결정할 수 있다.
또한, 상기 운영 서버는, 배달이 시작되는 출발 스테이션에 배치된 복수의 배터리들 각각의 충전량(State Of Charge;SOC)을 기초로 배달 후보 배터리를 판단할 수 있다.
또한, 상기 운영 서버는, 상기 배달 후보 배터리가 존재하지 않는 경우, 상기 배달 서비스 신청의 승인을 거부할 수 있다.
또한, 상기 운영 서버는, 상기 단말기로부터 상기 사용자가 신청한 배터리 개수를 수신할 수 있고, 상기 배달 후보 배터리의 개수와 상기 사용자가 신청한 배터리 개수를 비교하여 최종 배달될 배터리를 결정할 수 있다.
또한, 상기 운영 서버는, 실제 배달 소요 시간이 상기 배달 예상 시간을 기초로 기 설정된 임계 시간을 초과하는 경우 배터리 도난이 발생한 것으로 감지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 교환 스테이션의 운영 방법은, 운영 서버의 프로세서가 수행하는 방법으로서, 사용자로부터 단말기를 통해 상기 복수의 배터리 교환 스테이션 간의 배터리 배달을 수행하는 배달 서비스 신청을 수신하고 서비스 정보를 수신하는 정보 수신 단계; 및 상기 복수의 배터리 교환 스테이션, 그리고 상기 단말기와 통신하여 배터리 배달과 관련된 판단을 수행하는 판단 단계;를 포함하며, 상기 판단 단계는, 상기 복수의 배터리 교환 스테이션 각각에 대해 판단한 배터리 교환 혼잡도를 기초로 하여, 배터리 배달의 도착 스테이션을 결정할 수 있다.
여기서, 상기 정보 수신 단계는, 상기 사용자가 상기 배터리 배달을 수행할 수 있도록 기 등록된 사용자인지 여부를 판단할 수 있고, 상기 서비스 정보로서, 상기 사용자가 신청한 배터리 개수, 배달 예상 시간, 배달이 시작될 출발 스테이션, 및 배달 예정 지역 중 적어도 하나 이상을 수신할 수 있다.
이때, 상기 판단 단계는, 상기 출발 스테이션의 배터리 교환 혼잡도를 기 정해진 기준 혼잡도와 비교하여 고혼잡 또는 저혼잡으로 구분할 수 있고, 상기 구분에 따라 상이한 기준을 적용하여 상기 도착 스테이션을 결정할 수 있다.
또한, 상기 판단 단계는, 상기 출발 스테이션의 배터리 교환 혼잡도가 고혼잡인 경우, 상기 배달 예정 지역에 위치한 배터리 교환 스테이션들 중 상기 출발 스테이션의 배터리 교환 혼잡도보다 낮은 배터리 교환 혼잡도를 가지는 배달 후보 스테이션이 존재하는지 판단할 수 있고, 상기 출발 스테이션의 배터리 교환 혼잡도가 저혼잡인 경우, 상기 배달 예정 지역에 위치한 배터리 교환 스테이션들 중 상기 출발 스테이션의 배터리 교환 혼잡도보다 높은 배터리 교환 혼잡도를 가지는 배달 후보 스테이션이 존재하는지 판단할 수 있다.
또한, 상기 판단 단계는, 상기 배달 후보 스테이션이 존재하지 않는 경우 상기 배달 서비스 신청의 승인을 거부할 수 있다.
또한, 상기 판단 단계는, 배달이 시작되는 출발 스테이션에 배치된 복수의 배터리들 각각의 충전량(State Of Charge;SOC)을 기초로 배달 후보 배터리를 판단할 수 있다.
또한, 상기 판단 단계는, 상기 배달 후보 배터리가 존재하지 않는 경우 상기 배달 서비스 신청의 승인을 거부할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 교환 스테이션의 운영 방법은, 실제 배달 소요 시간이 상기 배달 예상 시간을 기초로 기 설정된 임계 시간을 초과하는 경우 배터리 도난이 발생한 것으로 감지하는 도난 감지 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 각 배터리 스테이션 간의 배터리가 배달되도록 방법과 상기 방법을 이용한 시스템이 구축됨으로써, 각 배터리 스테이션의 배터리 순환률 및 사용자의 이용률을 조절할 수 있게 된다. 따라서, 효율적으로 복수의 배터리 교환 스테이션을 관리할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 교환 스테이션의 운영 시스템의 구성을 나타낸 것이다.
도 2a 내지 도 2c는 도 1의 각 구성의 세부 구성을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 교환 스테이션의 운영 방법의 흐름을 나타낸 순서도이다.
도 4는 도 3에 있어서, 정보 수신 단계 및 판단 단계에 대한 세부 흐름을 나타낸 순서도이다.
도 5는 도 3에 있어서, 도난 감지 단계에 대한 세부 흐름을 나타낸 순서도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 의도는 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명을 설명함에 있어서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지 않을 수 있다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
"및/또는"이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함할 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급되는 경우는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해될 수 있다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로서, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
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 가질 수 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석될 수 있으며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않을 수 있다.
아울러, 이하의 실시예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것으로서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예인, 배터리 교환 스테이션의 운영 시스템(1000)의 구성을 나타낸 것이고, 도 2a 내지 도 2c는 도 1의 각 구성의 내부 블록도를 나타낸 것이다.
도 1 및 도 2a 내지 도 2c를 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 교환 스테이션의 운영 시스템(1000)은, 복수의 배터리 교환 스테이션(100), 단말기(200) 및 운영 서버(300)를 포함할 수 있다.
복수의 배터리 교환 스테이션(100)은, 전기차의 배터리를 충전할 수 있는 시설이 구비된 스테이션으로서, 전기차의 운행자가 자신의 방전된 배터리를 충전된 배터리와 교환해 가는 장소라는 의미에서 교환 스테이션으로 지칭될 수 있다. 또는, 전기차의 운행자가 두고 간 방전된 배터리의 충전을 수행하는 장소라는 의미에서 충전 스테이션으로 지칭될 수 있다.
도 1에는 각자 다른 3개의 지점인 배터리 교환 스테이션(100a, 100b, 100c)을 도시하고 있으나, 후술할 운영 서버(300)가 관리하는 배터리 교환 스테이션(100)의 개수가 정해진 것이 아니라 유동적라는 점은 통상의 기술자의 관점에서 분명하다.
배터리 교환 스테이션(100)은 제어부(110), 통신부(120), 메모리부(130), 입출력(I/O)부(140) 및 배터리 슬롯부(150)를 포함할 수 있다.
제어부(110)는 배터리 교환 스테이션(100)의 각 구성을 제어할 수 있다. 제어부(110)는, CPU, MCU, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등 컴퓨터 프로그램 명령을 실행하여 동작을 수행할 수 있는 각종 컨트롤러 중 임의의 것일 수 있다.
예를 들어, 제어부(110)는 통신부(120)와 함께 통신 모듈로 기능하여 후술할 단말기(200), 운영 서버(300)와의 사이에서 정보의 송수신을 제어할 수 있다. 통신부(120)는 유선 및/또는 무선으로 다른 구성과 통신 가능한 구성이다.
또는, 예를 들어 제어부(110)는 메모리부(130)와 함께 메모리 모듈로 기능하여 메모리부(130)에 저장된 데이터를 불러오거나 새로운 데이터를 저장하도록 제어할 수 있다. 메모리부(130)는 휘발성 메모리 및 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 예를 들어, RAM, ROM, 플래시 메모리 등의 반도체 메모리, 자기 디스크, 광 디스크 등 각종 저장매체 중 적어도 어느 하나일 수 있다. 메모리부(130)는 제어부(110)에 내장될 수도 있고 제어부(110)와 별도로 설치될 수도 있다.
또는, 예를 들어 제어부(110)는 입출력부(140)와 함께 입출력 모듈로 기능하여 데이터의 입력 및 출력을 제어할 수 있다. 입출력 모듈은 각종 입력신호 및 출력신호의 입출력을 수행할 수 있다. 예를 들어, 입출력부(140)는 입출력 인터페이스(미도시)를 포함하여 사용자로부터 입력을 수신하도록 구성될 수 있다. 또는 입출력부(140)는 정보를 표시하기 위한 디스플레이 등의 출력 인터페이스(미도시)를 더 포함할 수 있다.
또는, 예를 들어 제어부(110)는 배터리 슬롯부(150)와 함께 충전 모듈로 기능할 수 있다. 배터리 슬롯부(150)는, 복수개의 배터리 슬롯으로 구성될 수 있다. 배터리 슬롯은 배터리가 삽입되는 공간을 의미할 수 있다. 제어부(110)는 배터리 슬롯에 방전된 배터리가 삽입되는 것을 감지하여 상기 방전된 배터리에 전력이 공급되도록 배터리 슬롯부(150)와 상기 방전된 배터리간의 전기적 연결을 제어할 수 있다. 이를 위해, 배터리 슬롯부(150)는 외부 전력을 배터리 충전 전력으로 변환하는 컨버터, 배터리의 충전을 온오프하는 스위치 등의 구성을 더 포함할 수 있다.
단말기(200)는 사용자로부터 상기 복수의 배터리 교환 스테이션(100) 간의 배터리 배달을 수행하는 배달 서비스 신청 정보 및 서비스 정보를 입력 받을 수 있다. 단말기(200)는 배터리 배달 서비스와 관련된 전용 어플리케이션(250)(이하, '배달 어플리케이션'이라 지칭할 수 있음)이 설치될 수 있는 스마트 폰일 수 있다.
사용자는 배달 어플리케이션(250)을 실행시켜 배달 서비스를 신청할 수 있고 배달과 관련된 서비스 정보를 입력할 수 있다. 여기서, 배달 서비스란, 사용자가 출발 지점의 배터리 스테이션(출발 스테이션)에서 배터리를 인출하여 도착 지점의 배터리 스테이션(도착 스테이션)으로 배터리를 운반하는 서비스를 의미한다.
서비스 정보는, 사용자가 신청한 배터리 개수, 배달 예상 시간, 배달이 시작될 출발 스테이션, 및 사용자가 원하는 배달 예정 지역 중 적어도 하나 이상일 수 있다. 서비스 정보는 사용자가 배달 어플리케이션(250)을 이용하여 기 입력할 수 있다. 또는, 서비스 정보는 사용자가 배달 서비스를 신청함과 동시에 배달 어플리케이션(250)을 이용하여 입력할 수 있다.
배달 서비스의 신청은 본 발명의 실시예에서는 배달 어플리케이션(250)을 이용하여 단말기(200)를 통한 신청으로 기재하고 있으나, 다른 실시예로서 사용자가 출발 스테이션에서 입력 인터페이스를 통해 신청할 수도 있다.
단말기(200)는 제어부(210), 통신부(220), 메모리부(230), 입출력(I/O)부(240) 및 어플리케이션(250)을 포함할 수 있다.
제어부(210)는 단말기(200)의 각 구성을 제어할 수 있다. 제어부(210)는, CPU, MCU, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등 컴퓨터 프로그램 명령을 실행하여 동작을 수행할 수 있는 각종 컨트롤러 중 임의의 것일 수 있다.
예를 들어, 제어부(210)는 통신부(220)와 함께 통신 모듈로 기능하여 후술할 운영 서버(300)와의 사이에서 정보의 송수신을 제어할 수 있다. 통신부(220)는 유선 및/또는 무선으로 다른 구성과 통신 가능한 구성이다.
또는, 예를 들어 제어부(210)는 메모리부(230)와 함께 메모리 모듈로 기능하여 메모리부(230)에 저장된 데이터를 불러오거나 새로운 데이터를 저장하도록 제어할 수 있다. 메모리부(230)는 휘발성 메모리 및 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 예를 들어, RAM, ROM, 플래시 메모리 등의 반도체 메모리, 자기 디스크, 광 디스크 등 각종 저장매체 중 적어도 어느 하나일 수 있다. 메모리부(230)는 제어부(210)에 내장될 수도 있고 제어부(210)와 별도로 설치될 수도 있다.
또는, 예를 들어 제어부(210)는 입출력부(240)와 함께 입출력 모듈로 기능하여 데이터의 입력 및 출력을 제어할 수 있다. 입출력 모듈은 각종 입력신호 및 출력신호의 입출력을 수행할 수 있다. 예를 들어, 입출력부(240)는 입출력 인터페이스(미도시)를 포함하여 사용자로부터 입력을 수신하도록 구성될 수 있다. 또는 입출력부(240)는 정보를 표시하기 위한 디스플레이 등의 출력 인터페이스(미도시)를 더 포함할 수 있다.
또는, 예를 들어 제어부(210)는 배달 어플리케이션(250)과 함께 배달 서비스의 일부 단계를 수행할 수 있다. 일 예로, 제어부(210)는 사용자가 배달 어플리케이션(250)을 통해 입력한 서비스 정보를 후술할 운영 서버(300)로 전송(통신부(220)를 제어하여 전송)할 수 있다. 또는, 일 예로, 제어부(210)는 운영 서버(300)로부터 배달 완료 정보, 보상(포인트, 쿠폰 등) 수준 정보 등을 수신하여 배달 어플리케이션(250) 상에 표시할 수 있다. 또는, 일 예로, 제어부(210)는 운영 서버(300)가 배터리의 도난을 감지하고 보내는 경고 신호를 배달 어플리케이션(250) 상에 표시할 수 있다.
일반적으로, 사용자는 자신의 차량에서 방전된 배터리를 빼서 배터리 교환 스테이션(100)의 비어 있는 배터리 슬롯에 삽입하고, 완충된 새로운 배터리를 인출해 간다. 사용자는 배터리 교환 스테이션(100)을 이용하기 위해 최초에 사용자 정보 및 차량 정보를 이용하여 인증 키를 생성할 수 있다. 인증 키에는 사용자의 이름, 연락처, 운행하는 차종 등의 정보가 사용자 정보로서 포함될 수 있다.
사용자는 배달 서비스를 신청할 수 있도록 미리 등록될 수 있다. 배달 서비스에 미리 등록된 사용자인 경우 사용자 정보에 사용자 스스로 배달 가능하다고 신청한 배터리 개수 정보가 더 포함될 수 있다. 이때, 일반 사용자 정보 외에 상기 신청한 배터리 개수 정보를 더 포함하여 인증 키를 최초로 생성하거나 이미 생성된 인증 키를 재등록할 수 있다.
이때, 배달 가능하다고 신청한 배터리 개수 정보는 배달 서비스 등록시 사용자가 자신의 상황을 고려하여 지정할 수도 있고 후술할 운영 서버(300)에서 임의로 지정할 수도 있다.
운영 서버(300)는, 복수의 배터리 교환 스테이션(100)의 전반적 운영을 제어할 수 있다. 운영 서버(300)는 제어부(310), 통신부(320), 메모리부(330) 및 입출력(I/O)부(340)를 포함할 수 있다.
제어부(310)는 운영 서버(300)의 각 구성을 제어할 수 있다. 제어부(310)는, CPU, MCU, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등 컴퓨터 프로그램 명령을 실행하여 동작을 수행할 수 있는 각종 컨트롤러 중 임의의 것일 수 있다.
예를 들어, 제어부(310)는 통신부(320)와 함께 통신 모듈로 기능하여 복수의 교환 스테이션 각각, 단말기(200) 각각과의 사이에서 정보의 송수신을 제어할 수 있다. 다시 말해, 운영 서버(300)는 네트워크를 통해 복수의 배터리 교환 스테이션(100) 각각 또는 복수의 단말기(200) 각각과 통신할 수 있다.
또는, 예를 들어 제어부(310)는 메모리부(330)와 함께 메모리 모듈로 기능하여 메모리부(330)에 저장된 데이터를 불러오거나 새로운 데이터를 저장하도록 제어할 수 있다. 메모리부(330)는 휘발성 메모리 및 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 예를 들어, RAM, ROM, 플래시 메모리 등의 반도체 메모리, 자기 디스크, 광 디스크 등 각종 저장매체 중 적어도 어느 하나일 수 있다. 메모리부(330)는 제어부(310)에 내장될 수도 있고 제어부(310)와 별도로 설치될 수도 있다.
또는, 예를 들어 제어부(310)는 입출력부(340)와 함께 입출력 모듈로 기능하여 데이터의 입력 및 출력을 제어할 수 있다. 입출력 모듈은 각종 입력신호 및 출력신호의 입출력을 수행할 수 있다. 예를 들어, 입출력부(340)는 입출력 인터페이스(미도시)를 포함하여 사용자로부터 입력을 수신하도록 구성될 수 있다. 또는 입출력부(340)는 정보를 표시하기 위한 디스플레이 등의 출력 인터페이스(미도시)를 더 포함할 수 있다.
한편, 운영 서버(300)는 클라우드 호스팅 기반으로 동작하도록 구성될 수 있다.
운영 서버(300)는, 사용자가 배달 서비스를 신청하는 경우, 상기 사용자가 배터리 배달을 수행할 수 있도록 기 등록된 사용자인지 여부를 판단할 수 있다. 즉, 배달 서비스의 사용자 인증을 수행할 수 있다.
이때, 앞서 설명한 바와 같이, 배달 서비스에 기 등록되어 있는 사용자는 인증 키를 통해 일반 사용자와 구별될 수 있으므로 운영 서버(300)는 인증 키를 확인하여 사용자 인증을 수행할 수 있다.
사용자 인증이 수행됨으로써, 인증 여부에 따라 배터리의 인출을 허용 또는 금지하여 등록하지 않은 사용자가 배터리 교환 스테이션(100)에서 배터리를 제한없이 인출해 가는 것을 막을 수 있다.
이를 보다 구체적으로 설명하자면, 배터리 교환 스테이션(100)에서는(또는 본 발명의 시스템(1000)에서는), 배달 서비스에 등록된 사용자가 아닌 경우, 인증 키에 등록된 차종 정보와 매칭되는 개수의 배터리만을 인출하도록 허용할 수 있다. 차량 운행에 필요하지 않은 배터리를 제한없이 인출 허용하는 경우 배터리 수급에 심각한 문제가 발생할 수 있다.
배터리 교환 스테이션(100)에서는(또는 본 발명의 시스템(1000)에서는), 배달 서비스에 등록된 사용자인 경우, 배달 가능하다고 신청한 배터리 개수를 기초로 배터리의 추가 인출을 허용할 수 있다. 보다 구체적으로, 배달 서비스에 등록된 사용자의 차량 운행에 배터리가 2세트 필요하다고 가정하자. 상기 사용자가 배달 가능하다고 신청한 배터리 개수가 5세트인 경우, 배달 서비스를 위해 3세트의 배터리에 대한 추가 인출이 허용될 수 있다.
운영 서버(300)는, 복수의 배터리 교환 스테이션(100) 각각에 대해 판단한 배터리 교환 혼잡도(이하, '혼잡도'라고 지칭할 수도 있음)를 기초로 하여 배터리 배달의 도착 스테이션을 결정할 수 있다.
상기 배터리 교환 혼잡도의 판단을 위해, 운영 서버(300)는 복수의 배터리 교환 스테이션(100) 각각으로부터 혼잡도 파라미터를 수신할 수 있다. 이때, 상기 혼잡도 파라미터는, 일정 기간의 배터리 교환 횟수, 일정 기간의 배터리 충전 전력량, 예상 전기세, 방문 사용자 수, 및 배터리 교환 예약 건수 중 적어도 하나 이상일 수 있다.
운영 서버(300)는 복수의 배터리 교환 스테이션(100) 각각으로부터 최근 일정 기간 동안의 배터리 교환 횟수(제1 혼잡도 파라미터)를 수신하여 상기 배터리 교환 횟수가 많은 순서로 스테이션을 정렬 또는 순위화할 수 있다. 이때, 상기 배터리 교환 횟수는 복수의 배터리 교환 스테이션(100) 각각에 데이터로 저장되었다가 운영 서버(300)로 전달될 수 있다.
운영 서버(300)는 복수의 배터리 교환 스테이션(100) 각각으로부터 최근 일정 기간 동안의 배터리 충전 전력량(제2 혼잡도 파라미터)을 수신하여 상기 배터리 충전 전력량이 많은 순서로 스테이션을 정렬 또는 순위화할 수 있다. 이때, 상기 배터리 충전 전력량은 복수의 배터리 교환 스테이션(100) 각각에 데이터로 저장되었다가 운영 서버(300)로 전달될 수 있다.
운영 서버(300)는 복수의 배터리 교환 스테이션(100) 각각으로부터 전기 누진세 구간을 고려하여 계산된 예상 전기세 금액(제3 혼잡도 파라미터)을 산출하고 상기 전기세 금액이 높은 순서로 스테이션을 정렬 또는 순위화할 수 있다.
한편, 운영 서버(300)는 상기 혼잡도 파라미터를 단독으로 사용하여 배터리 교환 스테이션(100)의 혼잡도를 결정할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 혼잡도 파라미터 내지 상기 제3 혼잡도 파라미터 중 어느 하나의 파라미터를 통해 순위화 된 배터리 교환 스테이션(100) 중 순위가 가장 높은 배터리 교환 스테이션(100)이 혼잡도가 가장 높은 스테이션인 것으로 결정될 수 있다. 이때, 순위 값이 낮을수록 순위가 높게 정의되는 것으로 이해될 수 있으며, 순위 값이 1인 스테이션이 순위 값이 2인 스테이션보다 순위가 높은 스테이션이다.
또는, 운영 서버(300)는 상기 혼잡도 파라미터를 두 개 이상 사용하여 배터리 교환 스테이션(100)의 혼잡도를 결정할 수 있다. 예를 들어, 운영 서버(300)는 먼저 상기 제1 혼잡도 파라미터 내지 상기 제3 혼잡도 파라미터를 각각 이용하여 배터리 교환 스테이션(100)의 순위를 결정하고 각 파라미터로 결정된 순위를 더한 최종 순위 값이 낮을수록 혼잡도가 높은 배터리 교환 스테이션(100)이라고 결정할 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 배터리 교환 스테이션(100a)에 있어서, 상기 제1 혼잡도 파라미터를 이용해 결정된 순위가 1이고, 상기 제2 혼잡도 파라미터를 이용해 결정된 순위가 2이며, 상기 제3 혼잡도 파라미터를 이용해 결정된 순위가 2라면, 각 순위를 더한 5가 최종 순위 값이 된다.
이처럼, 다수의 파라미터를 동시에 이용하여 혼잡도를 결정하는 경우에는 혼잡도 결정의 신뢰도가 높아지는 이점이 있다.
한편, 상기 제1 혼잡도 파라미터 내지 제3 혼잡도 파라미터 외에도, 상술한 바와 같이 배터리 교환 스테이션(100)을 이용한 사용자 수, 배터리의 예약 건수 또한 단독으로 또는 다른 혼잡도 파라미터와 함께 배터리 교환 스테이션(100)의 혼잡도를 결정하는 데 사용될 수 있다.
운영 서버(300)는, 배달이 시작되는 출발 스테이션의 배터리 교환 혼잡도를 기 정해진 기준 혼잡도와 비교하여 고혼잡 또는 저혼잡으로 구분할 수 있고, 상기 구분에 따라 상이한 기준을 적용하여 배달되는 배터리가 도착할 도착 스테이션을 결정할 수 있다.
이를 보다 구체적으로, 설명하자면 다음과 같다.
기준 혼잡도는 미리 설정되어 운영 서버(300)의 메모리부(330)에 저장될 수 있다. 기준 혼잡도는 혼잡도의 특정 순위 값으로 기 설정될 수 있다.
예를 들어, 기준 혼잡도가 특정 순위 값인 5로 미리 설정되었다고 가정해보자. 출발 스테이션의 혼잡도가 3인 경우에는 고혼잡으로 구분될 수 있다. 또한, 출발 스테이션의 혼잡도가 7인 경우에는 저혼잡으로 구분될 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이 운영 서버(300)는 단말기로부터 사용자가 원하는 배달 예정 지역을 수신할 수 있다.
이하에서는, 출발 스테이션이 고혼잡으로 구분된 경우와 저혼잡으로 구분된 경우를 나누어 도착 스테이션이 어떻게 결정되는지 자세히 설명한다.
1. 출발 스테이션의 배터리 교환 혼잡도가 고혼잡으로 구분된 경우
운영 서버(300)는, 배달 예정 지역에 위치한 배터리 교환 스테이션(100)들 중 출발 스테이션의 혼잡도보다 낮은 혼잡도를 가지는 배달 후보 스테이션이 존재하는지 판단할 수 있다.
배달 후보 스테이션이 하나만 존재하는 경우에는 그 배달 후보 스테이션이 도착 스테이션으로 결정될 수 있다.
만일, 배달 후보 스테이션이 복수 개 존재하는 경우에는, 운영 서버(300)는, 가장 낮은 배터리 교환 혼잡도를 가지는 배달 후보 스테이션을 도착 스테이션으로 결정할 수 있다.
이때, 배달 후보 스테이션이 존재하지 않는 경우라면, 운영 서버(300)는, 배달 서비스 신청의 승인을 거부할 수 있다.
여기서, 배달 서비스 신청의 승인 거부란, 배터리의 추가 인출이 허용되지 않는 것을 의미할 수 있다. 더불어, 운영 서버(300)는 단말기에 배달 서비스 신청의 승인이 거부되었다는 알림을 전송하여 사용자에게 승인 거부에 대해 안내할 수 있다.
도착 스테이션이 결정되었다면, 출발 스테이션에 배치된 복수의 배터리들 중에서 도착 스테이션으로 배달될 배터리가 결정되어야 한다.
운영 서버(300)는, 출발 스테이션에 배치된 복수의 배터리들 각각의 충전량(State Of Charge;SOC)을 기초로 배달 후보 배터리를 판단할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 복수의 배터리들 중에서 SOC가 기 정해진 기준 SOC 미만인 배터리를 배달 후보 배터리로 판단할 수 있다. 이때, 배터리들의 SOC 정보는 배터리 교환 스테이션(100)에서 운영 서버(300)로 통신을 통해 전달될 수 있고, 상기 기준 SOC는 미리 설정되어 운영 서버(300)의 메모리부(330)에 저장될 수 있다.
이때, 배달 후보 배터리가 존재하지 않는 경우라면, 운영 서버(300)는, 배달 서비스 신청의 승인을 거부할 수 있다.
운영 서버(300)는 앞서, 단말기(200)로부터 사용자가 신청한 배터리 개수를 수신하였으므로, 배달 후보 배터리로 판단된 배터리의 개수와 상기 사용자가 신청한 배터리 개수를 비교하여 최종 배달될 배터리를 결정할 수 있다.
보다 구체적으로, 배달 후보 배터리의 개수가 신청한 배터리 개수보다 작거나 같은 경우, 배달 후보 배터리 모두를 최종 배달될 배터리로 결정할 수 있다.
만일, 배달 후보 배터리의 개수가 신청한 배터리 개수보다 큰 경우, 배터리 선정 기준을 정해서, 신청한 배터리 개수만큼의 배터리만을 최종 배달될 배터리로 결정할 수 있다. 이때, 배터리 선정 기준은 SOC가 작은 배터리가 우선적으로 선정되도록 하는 것이 바람직하다.
이처럼, 혼잡도가 높은 배터리 교환 스테이션에서 혼잡도가 낮은 배터리 교환 스테이션으로 SOC가 낮은 배터리를 배달하게 되면, 혼잡도가 낮은 배터리 교환 스테이션의 가동률을 높일 수 있다. 따라서, 복수의 배터리 교환 스테이션이 비용 측면에서 경제적으로 운영 및 관리되는 효과가 있다. 배터리 교환 스테이션의 운영에 소모되는 비용 중 가장 큰 비중을 차지하는 전기세는, 사용량이 특정 구간에서 누진세가 적용되는데, 복수의 배터리 교환 스테이션(100)의 가동률을 조절하게 되면 전기세를 절감할 수 있기 때문이다.
한편, 본 실시예에서는 배달 후보 스테이션을 먼저 판단하고 배달 후보 배터리를 판단하였으나, 배달 후보 배터리를 먼저 판단한 후에 배달 후보 스테이션을 판단할 수도 있다. 판단의 순서는 무관하나 배달 후보 배터리가 존재하지 않는 경우이거나 배달 후보 스테이션이 존재하지 않는 경우에는 이후의 판단을 수행하지 않고 배달 서비스 신청의 승인을 거부할 수 있다. 이로써, 배달 서비스 신청의 승인에 소요되는 시간을 절감할 수 있다.
2. 출발 스테이션의 배터리 교환 혼잡도가 저혼잡으로 구분된 경우
운영 서버(300)는, 배달 예정 지역에 위치한 배터리 교환 스테이션(100)들 중 출발 스테이션의 혼잡도보다 높은 혼잡도를 가지는 배달 후보 스테이션이 존재하는지 판단할 수 있다.
배달 후보 스테이션이 하나만 존재하는 경우에는 그 배달 후보 스테이션이 도착 스테이션으로 결정될 수 있다.
만일, 배달 후보 스테이션이 복수 개 존재하는 경우에는, 운영 서버(300)는, 가장 높은 배터리 교환 혼잡도를 가지는 배달 후보 스테이션을 도착 스테이션으로 결정할 수 있다.
이때, 배달 후보 스테이션이 존재하지 않는 경우라면, 운영 서버(300)는, 배달 서비스 신청의 승인을 거부할 수 있다.
도착 스테이션이 결정되었다면, 출발 스테이션에 배치된 복수의 배터리들 중에서 도착 스테이션으로 배달될 배터리가 결정되어야 한다.
운영 서버(300)는, 상기 복수의 배터리들 중에서, SOC가 기 정해진 기준 SOC 이상인 배터리를 배달 후보 배터리로 판단할 수 있다. 이때, 배터리들의 SOC 정보는 배터리 교환 스테이션(100)에서 운영 서버(300)로 통신을 통해 전달될 수 있고, 상기 기준 SOC는 미리 설정되어 운영 서버(300)의 메모리부(330)에 저장될 수 있다.
이때, 배달 후보 배터리가 존재하지 않는 경우라면, 운영 서버(300)는, 배달 서비스 신청의 승인을 거부할 수 있다.
운영 서버(300)는 앞서, 단말기(200)로부터 사용자가 신청한 배터리 개수를 수신하였으므로, 배달 후보 배터리로 판단된 배터리의 개수와 상기 사용자가 신청한 배터리 개수를 비교하여 최종 배달될 배터리를 결정할 수 있다.
보다 구체적으로, 배달 후보 배터리의 개수가 신청한 배터리 개수보다 작거나 같은 경우, 배달 후보 배터리 모두를 최종 배달될 배터리로 결정할 수 있다.
만일, 배달 후보 배터리의 개수가 신청한 배터리 개수보다 큰 경우 배터리 선정 기준을 정해서, 신청한 배터리 개수만큼의 배터리만을 최종 배달될 배터리로 결정할 수 있다. 이때, 배터리 선정 기준은 SOC가 높은 배터리가 우선적으로 선정되도록 하는 것이 바람직하다.
이처럼, 혼잡도가 낮은 배터리 교환 스테이션에서 혼잡도가 높은 배터리 교환 스테이션으로 SOC가 높은 배터리를 배달하게 되면, 혼잡도가 높은 배터리 교환 스테이션의 입장에서 전력은 과도하게 사용하지 않으면서도 높은 이용률에 대비하여 배터리를 구비해 놓을 수 있는 이점이 있다. 즉, 배터리의 순환률은 높아지면서도 에너지 소비는 절감된다. 또한, 혼잡도가 낮은 배터리 교환 스테이션에서 배터리가 만충된 상태로 장기간 방치되는 것을 방지할 수 있다. 장기간 미사용으로 방치되는 배터리는 수명이 단축될 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 배달 후보 스테이션을 먼저 판단하고 배달 후보 배터리를 판단하였으나, 배달 후보 배터리를 먼저 판단한 후에 배달 후보 스테이션을 판단할 수도 있다. 판단의 순서는 무관하나 배달 후보 배터리가 존재하지 않는 경우이거나 배달 후보 스테이션이 존재하지 않는 경우에는 이후의 판단을 수행하지 않고 배달 서비스 신청의 승인을 거부할 수 있다. 이로써, 배달 서비스 신청의 승인에 소요되는 시간을 절감할 수 있다.
지금까지 설명한 바와 같이, 출발 스테이션이 고혼잡인지 또는 저혼잡인지에 따라 상이한 기준으로 도착 스테이션과 배달될 배터리를 결정함으로써 효과적으로 복수의 배터리 교환 스테이션(100)을 운영할 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 가능한 실시예에서 운영 서버(300)는, 배달 서비스 중에 발생할 수 있는 배터리의 도난을 감지할 수 있다.
보다 구체적으로, 운영 서버(300)는 단말기(200)로부터 배달 예상 시간을 수신하였으므로, 상기 배달 예상 시간을 기초로 임계 시간을 미리 설정할 수 있다. 예를 들어, 임계 시간은 배달 예상 시간의 100%, 120%, 150% 등으로 설정될 수 있다. 다만, 상기 임계 시간은 운영 정책에 따라 변경될 수 있음은 통상의 기술자의 관점에서 분명하다.
이때, 운영 서버(300)는, 실제 배달 소요 시간이 상기 임계 시간을 초과하는 경우에는 배터리 도난이 발생한 것으로 감지할 수 있다.
더욱 구체적으로 예를 들면, 운영 서버(300)는, 배달 소요 시간이 배달 예상 시간의 100%로 설정된 제1 임계 시간을 초과하는 경우 1차 경고를 단말기에 전송할 수 있다.
운영 서버(300)는, 배달 소요 시간이 배달 예상 시간의 120%로 설정된 제2 임계 시간을 초과하는 경우 2차 경고를 단말기에 전송할 수 있다. 2차 경고에서는 사용자에게 운영 시스템(1000)에 보고 없이 더 이상 배달이 지체되는 경우 도난 신고될 수 있음을 경고할 수 있다.
운영 서버(300)는, 배달 소요 시간이 배달 예상 시간의 150%로 설정된 제3 임계 시간을 초과하는 경우 자동으로 배터리 도난을 신고할 수 있다.
이처럼, 운영 서버(300)가 배터리 도난을 감지할 수 있으므로, 배달 서비스를 포함한 배터리 교환 스테이션(100)의 운영이 안정적으로 유지될 수 있다.
본 발명의 가능한 실시예에서 운영 서버(300)는, 배달 서비스를 수행한 사용자에게 보상을 지급하도록 결정할 수 있다.
보다 구체적으로, 운영 서버(300)는, 배터리 배달 서비스를 수행한 사용자의 기록 데이터에 따라 보상을 차등 지급하도록 결정할 수 있다. 상기 기록 데이터는, 배달을 완료한 배터리 개수, 누적 배달 거리, 누적 배달 시간 중 어느 하나 이상을 이용하여 결정된 순위일 수 있다. 상기 기록 데이터는 단말기(200)에서 산출되어 운영 서버(300)로 전송될 수 있다.
이때, 사용자에게 지급되는 보상은 배터리 교환 스테이션(100)에서 사용할 수 있는 자원일 수 있다. 예를 들어, 상기 보상은 현금, 포인트, 프리미엄 서비스 등일 수 있다.
이하에서는, 도 3 내지 도 5를 참고하여 본 발명의 일 실시예인 배터리 교환 스테이션의 운영 방법에 대해 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 교환 스테이션의 운영 방법의 흐름을 나타낸 순서도이고, 도 4는 도 3에 있어서, 정보 수신 단계 및 판단 단계에 대한 세부 흐름을 나타낸 순서도이며, 도 5는 도 3에 있어서, 도난 감지 단계에 대한 세부 흐름을 나타낸 순서도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 교환 스테이션의 운영 방법은, 상술한 운영 서버(300)에서 수행될 수 있다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 교환 스테이션의 운영 방법은, 정보 수신 단계(S100) 및 판단 단계(S200)를 포함할 수 있다.
정보 수신 단계(S100)는, 사용자로부터 복수의 배터리 교환 스테이션(100) 간의 배터리 배달을 수행하는 배달 서비스 신청을 수신하고 서비스 정보를 수신하는 단계이다.
보다 구체적으로, 본 단계(S100)에서 먼저 운영 서버(300)는, 상기 사용자가 배터리 배달을 수행할 수 있도록 기 등록된 사용자인지 여부를 판단할 수 있다.(S110) 즉, 배달 서비스의 사용자 인증을 수행할 수 있다. 이때, 앞서 설명한 바와 같이, 배달 서비스에 기 등록되어 있는 사용자는 인증 키를 통해 일반 사용자와 구별될 수 있으므로 운영 서버(300)는 인증 키를 확인하여 사용자 인증을 수행할 수 있다.
다음으로, 운영 서버(300)는 서비스 정보로서, 상기 사용자가 신청한 배터리 개수, 배달 예상 시간, 배달이 시작될 출발 스테이션, 및 배달 예정 지역 중 적어도 하나 이상을 수신할 수 있다.(S120) 서비스 정보는 사용자가 배달 어플리케이션(250)을 이용하여 기 입력한 정보이거나 배달 서비스를 신청함과 동시에 배달 어플리케이션(250)을 이용하여 입력한 정보일 수 있다. 상기 서비스 정보는 단말기(200)와 통신하여 수신할 수 있다.
판단 단계(S200)는, 운영 서버(300)가 복수의 배터리 교환 스테이션(100), 그리고 단말기(200)와 통신하여 배터리 배달과 관련된 판단을 수행하는 단계이다. 예를 들어, 배터리 배달과 관련된 판단은 도착 스테이션의 판단 및/또는 배달될 배터리의 판단을 포함할 수 있다.
이때, 본 단계(S200)에서는, 복수의 배터리 교환 스테이션(100) 각각에 대해 판단한 배터리 교환 혼잡도를 기초로 하여, 배터리 배달의 도착 스테이션을 결정할 수 있다.
보다 구체적으로, 본 단계(S200)에서 먼저 운영 서버(300)는, 복수의 배터리 교환 스테이션(100) 각각으로부터 혼잡도 파라미터를 수신하여 상기 배터리 교환 혼잡도를 판단할 수 있다.(S210) 이때, 상기 혼잡도 파라미터는, 일정 기간의 배터리 교환 횟수, 일정 기간의 배터리 충전 전력량, 예상 전기세, 방문 사용자 수, 및 배터리 교환 예약 건수 중 적어도 하나 이상일 수 있다.
한편, 운영 서버(300)가 혼잡도 파라미터를 단독으로 또는 복수개 이용하여 배터리 교환 스테이션(100)의 혼잡도를 결정할 수 있다. 이에 대해서는 앞서 상세히 설명한 바 있어 여기에서는 중복된 설명을 생략한다.
다음으로, 운영 서버(300)는, 출발 스테이션의 배터리 교환 혼잡도를 기 정해진 기준 혼잡도와 비교하여 고혼잡 또는 저혼잡으로 구분할 수 있다. 이때, 운영 서버(300)는, 상기 구분에 따라 상이한 기준을 적용하여 도착 스테이션을 결정할 수 있다.
보다 구체적으로, S230단계에서 출발 스테이션이 고혼잡으로 구분된 경우에 운영 방법의 흐름에 대해 설명하자면 다음과 같다.
출발 스테이션의 배터리 교환 혼잡도가 고혼잡인 경우, 배달 예정 지역에 위치한 배터리 교환 스테이션들 중 출발 스테이션의 배터리 교환 혼잡도보다 낮은 배터리 교환 혼잡도를 가지는 배달 후보 스테이션이 존재하는지 판단한다.(S241)
배달 후보 스테이션이 하나만 존재하는 경우에는 그 배달 후보 스테이션이 도착 스테이션으로 결정될 수 있다.
만일, 배달 후보 스테이션이 복수 개 존재하는 경우에는, 운영 서버(300)는, 가장 낮은 배터리 교환 혼잡도를 가지는 배달 후보 스테이션을 도착 스테이션으로 결정할 수 있다.(S242)
이때, 배달 후보 스테이션이 존재하지 않는 경우라면, 운영 서버(300)는, 배달 서비스 신청의 승인을 거부할 수 있다.(S270) 여기서, 배달 서비스 신청의 승인 거부란, 배터리의 추가 인출이 허용되지 않는 것을 의미할 수 있다. 더불어, 운영 서버(300)는 단말기(200)에 배달 서비스 신청의 승인이 거부되었다는 알림을 전송하여 사용자에게 승인 거부에 대해 안내할 수 있다.
다음으로 운영 서버(300)는, 출발 스테이션에 배치된 복수의 배터리들 중에서, SOC가 기 정해진 기준 SOC 미만인 배터리를 배달 후보 배터리로 판단할 수 있다.(S243)
여기서, 배터리들의 SOC 정보는 배터리 교환 스테이션(100)에서 운영 서버(300)로 통신을 통해 전달될 수 있고, 상기 기준 SOC는 미리 설정되어 운영 서버(300)의 메모리부(330)에 저장될 수 있다.
이때, 배달 후보 배터리가 존재하지 않는 경우라면, 운영 서버(300)는, 배달 서비스 신청의 승인을 거부할 수 있다.(S270)
운영 서버(300)는 앞서, 단말기(200)로부터 사용자가 신청한 배터리 개수를 수신하였으므로, 배달 후보 배터리로 판단된 배터리의 개수와 상기 사용자가 신청한 배터리 개수를 비교하여 최종 배달될 배터리를 결정할 수 있다.(S260)
보다 구체적으로, 배달 후보 배터리의 개수가 신청한 배터리 개수보다 작거나 같은 경우 배달 후보 배터리 모두를 최종 배달될 배터리로 결정할 수 있다. 만일, 배달 후보 배터리의 개수가 신청한 배터리 개수보다 큰 경우 배터리 선정 기준을 정해서, 신청한 배터리 개수 만큼만을 최종 배달될 배터리로 결정할 수 있다. 이때, 배터리 선정 기준은 SOC가 작은 배터리가 우선적으로 선정되도록 정하는 것이 바람직하다.
이처럼, 혼잡도가 높은 배터리 교환 스테이션에서 혼잡도가 낮은 배터리 교환 스테이션으로 SOC가 낮은 배터리를 배달하게 되면, 혼잡도가 낮은 배터리 교환 스테이션의 가동률을 높일 수 있다. 따라서, 복수의 배터리 교환 스테이션(100)이 비용 측면에서 경제적으로 운영 및 관리되는 효과가 있다. 배터리 교환 스테이션(100)의 운영에 소모되는 비용 중 가장 큰 비중을 차지하는 전기세는, 사용량이 특정 구간에서 누진세가 적용되는데, 복수의 배터리 교환 스테이션(100)의 가동률을 조절하게 되면 전기세를 절감할 수 있기 때문이다.
본 실시예에서는 S241 단계에서 배달 후보 스테이션을 먼저 판단하고 이후의 S243 단계에서 배달 후보 배터리를 판단하고 있으나, S241 단계와 S243 단계의 선후는 바뀔 수 있다. 즉, 판단의 순서는 무관하고, 배달 후보 배터리가 존재하지 않는 경우이거나 배달 후보 스테이션이 존재하지 않는 경우에는 이후의 판단을 수행하지 않고 배달 서비스 신청의 승인을 거부할 수 있다.(S270) 이로써, 배달 서비스 신청의 승인에 소요되는 시간을 절감할 수 있다.
한편, S230단계에서 출발 스테이션이 저혼잡으로 구분된 경우에 운영 방법의 흐름에 대해 설명하자면 다음과 같다.
출발 스테이션의 배터리 교환 혼잡도가 저혼잡인 경우, 배달 예정 지역에 위치한 배터리 교환 스테이션(100)들 중 출발 스테이션의 배터리 교환 혼잡도보다 높은 배터리 교환 혼잡도를 가지는 배달 후보 스테이션이 존재하는지 판단한다.(S251)
배달 후보 스테이션이 하나만 존재하는 경우에는 그 배달 후보 스테이션이 도착 스테이션으로 결정될 수 있다.
만일, 배달 후보 스테이션이 복수 개 존재하는 경우에는, 운영 서버(300)는, 가장 높은 배터리 교환 혼잡도를 가지는 배달 후보 스테이션을 도착 스테이션으로 결정할 수 있다.(S252)
이때, 배달 후보 스테이션이 존재하지 않는 경우라면, 운영 서버(300)는, 배달 서비스 신청의 승인을 거부할 수 있다.(S270)
다음으로 운영 서버(300)는, 출발 스테이션에 배치된 복수의 배터리들 중에서, SOC가 기 정해진 기준 SOC 이상인 배터리를 배달 후보 배터리로 판단할 수 있다.(S253)
이때, 배달 후보 배터리가 존재하지 않는 경우라면, 운영 서버(300)는, 배달 서비스 신청의 승인을 거부할 수 있다.(S270)
운영 서버(300)는 앞서, 단말기(200)로부터 사용자가 신청한 배터리 개수를 수신하였으므로, 배달 후보 배터리로 판단된 배터리의 개수와 상기 사용자가 신청한 배터리 개수를 비교하여 최종 배달될 배터리를 결정할 수 있다.(S260)
보다 구체적으로, 배달 후보 배터리의 개수가 신청한 배터리 개수보다 작거나 같은 경우 배달 후보 배터리 모두를 최종 배달될 배터리로 결정할 수 있다. 만일, 배달 후보 배터리의 개수가 신청한 배터리 개수보다 큰 경우 배터리 선정 기준을 정해서 신청한 배터리 개수 만큼만을 최종 배달될 배터리로 결정할 수 있다. 이때, 배터리 선정 기준은 SOC가 높은 배터리가 우선적으로 선정되도록 정하는 것이 바람직하다.
이처럼, 혼잡도가 낮은 배터리 교환 스테이션에서 혼잡도가 높은 배터리 교환 스테이션으로 SOC가 높은 배터리를 배달하게 되면, 혼잡도가 높은 배터리 교환 스테이션의 입장에서 전력은 과도하게 사용하지 않으면서도 높은 이용률에 대비하여 배터리를 구비해 놓을 수 있는 이점이 있다. 즉, 순환률은 높아지면서도 에너지 소비는 절감된다. 또한, 혼잡도가 낮은 배터리 교환 스테이션에서 배터리가 만충된 상태로 장기간 방치되는 것을 방지할 수 있다. 장기간 미사용으로 방치되는 배터리는 수명이 단축될 수 있다.
본 실시예에서는 S251 단계에서 배달 후보 스테이션을 먼저 판단하고 이후의 S253 단계에서 배달 후보 배터리를 판단하고 있으나, S251 단계와 S253 단계의 선후는 바뀔 수 있다. 즉, 판단의 순서는 무관하고, 배달 후보 배터리가 존재하지 않는 경우이거나 배달 후보 스테이션이 존재하지 않는 경우에는 이후의 판단을 수행하지 않고 배달 서비스 신청의 승인을 거부할 수 있다.(S270) 이로써, 배달 서비스 신청의 승인에 소요되는 시간을 절감할 수 있다.
한편, 본 발명의 가능한 실시예에서는, 배달 서비스 중에 발생할 수 있는 배터리의 도난을 감지하는 도난 감지 단계(S300)를 더 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 운영 서버(300)는 단말기(200)로부터 배달 예상 시간을 수신하였으므로, 상기 배달 예상 시간을 기초로 임계 시간을 미리 설정할 수 있다. 예를 들어, 임계 시간은 배달 예상 시간의 100%, 120%, 150% 등으로 설정될 수 있다. 다만, 상기 임계 시간이 운영 정책에 따라 변경될 수 있음은 통상의 기술자의 관점에서 분명하다.
이때, 운영 서버(300)는, 실제 배달 소요 시간이 상기 임계 시간을 초과하는 경우에는 배터리 도난이 발생한 것으로 감지할 수 있다.
더욱 구체적으로 도난 감지 단계(S300)의 세부 단계를 설명하자면, 운영 서버(300)는, 배달 소요 시간이 배달 예상 시간의 100%로 설정된 제1 임계 시간을 초과하는 경우를 판단하여(S310) 1차 경고를 단말기에 전송할 수 있다.(S320)
운영 서버(300)는, 배달 소요 시간이 배달 예상 시간의 120%로 설정된 제2 임계 시간을 초과하는 경우를 판단하여(S330) 2차 경고를 단말기에 전송할 수 있다.(S340) 이때, 2차 경고에서는 사용자에게 운영 시스템(1000)에 보고 없이 더 이상 배달이 지체되는 경우 도난 신고될 수 있음을 경고할 수 있다.
운영 서버(300)는, 배달 소요 시간이 배달 예상 시간의 150%로 설정된 제3 임계 시간을 초과하는 경우를 판단하여(S350) 자동으로 배터리 도난을 신고할 수 있다.(S360)
당연하지만, 1차 임계 시간보다 2차 임계 시간이 큰 값이고 2차 임계 시간보다 3차 임계 시간이 큰 값이다.
이처럼, 운영 서버(300)가 배터리 도난을 감지할 수 있으므로, 배달 서비스를 포함한 배터리 교환 스테이션(100)의 운영이 안정적으로 유지될 수 있다.
한편, 본 발명의 가능한 실시예에서 운영 서버(300)는, 배달 서비스를 수행한 사용자에게 보상을 지급하도록 결정하는 보상 지급 단계(S400)를 더 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 본 단계에서 운영 서버(300)는, 배터리 배달 서비스를 수행한 사용자의 기록 데이터에 따라 보상을 차등 지급하도록 결정할 수 있다. 상기 기록 데이터는, 배달을 완료한 배터리 개수, 누적 배달 거리, 누적 배달 시간 중 어느 하나 이상을 이용하여 결정된 순위일 수 있다. 상기 기록 데이터는 단말기(200)에서 산출되어 운영 서버(300)로 전송될 수 있다.
이때, 사용자에게 지급되는 보상은 배터리 교환 스테이션(100)에서 사용할 수 있는 자원일 수 있다. 예를 들어, 상기 보상은 현금, 포인트, 프리미엄 서비스 등일 수 있다.
한편, 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명한 배터리 교환 스테이션의 운영 방법에 대한 더욱 자세한 설명은 앞서 설명한 배터리 교환 스테이션의 운영 시스템(1000)에 대한 설명으로 갈음할 수 있다.
이상 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따르면, 각 배터리 스테이션 간의 배터리가 배달되도록 방법과 상기 방법을 이용한 시스템이 구축됨으로써, 각 배터리 스테이션의 배터리 순환률 및 사용자의 이용률을 조절할 수 있게 된다. 따라서, 효율적으로 복수의 배터리 교환 스테이션을 관리할 수 있는 이점이 있다.
한편, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것이 아니라 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명의 기술적 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
1000: 배터리 교환 스테이션의 운영 시스템
100: 배터리 교환 스테이션
200: 단말기
300: 운영 서버

Claims (24)

  1. 복수의 배터리 교환 스테이션;
    전용 어플리케이션이 설치되어, 배터리를 운반하는 배달 서비스를 수행하려는 사용자로부터 상기 복수의 배터리 교환 스테이션 간의 배터리 배달을 수행하는 배달 서비스 신청 및 서비스 정보를 입력 받는 단말기; 및
    상기 복수의 배터리 교환 스테이션, 그리고 상기 단말기와 통신하는 운영 서버;를 포함하며,
    상기 운영 서버는, 상기 복수의 배터리 교환 스테이션 각각에 대해 판단한 배터리 교환 혼잡도를 기초로, 배달이 시작되는 출발 스테이션의 배터리 교환 혼잡도를 반영한 기준을 적용하여 배터리 배달의 도착 스테이션을 결정하는 것을 특징으로 하는,
    배터리 교환 스테이션의 운영 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 서비스 정보는,
    상기 사용자가 신청한 배터리 개수, 배달 예상 시간, 상기 출발 스테이션, 및 상기 사용자가 원하는 배달 예정 지역 중 적어도 하나 이상인 것을 특징으로 하는,
    배터리 교환 스테이션의 운영 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 운영 서버는,
    상기 사용자가 상기 배터리 배달을 수행할 수 있도록 기 등록된 사용자인지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는,
    배터리 교환 스테이션의 운영 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 운영 서버는,
    상기 복수의 배터리 교환 스테이션 각각으로부터 혼잡도 파라미터를 수신하여 상기 배터리 교환 혼잡도를 판단하는 것을 특징으로 하는,
    배터리 교환 스테이션의 운영 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 혼잡도 파라미터는,
    일정 기간의 배터리 교환 횟수, 일정 기간의 배터리 충전 전력량, 예상 전기세, 방문 사용자 수, 및 배터리 교환 예약 건수 중 적어도 하나 이상인 것을 특징으로 하는,
    배터리 교환 스테이션의 운영 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 운영 서버는,
    상기 출발 스테이션의 배터리 교환 혼잡도를 기 정해진 기준 혼잡도와 비교하여 고혼잡 또는 저혼잡으로 구분하고,
    상기 구분에 따라 상이한 기준을 적용하여 상기 도착 스테이션을 결정하는 것을 특징으로 하는,
    배터리 교환 스테이션의 운영 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 운영 서버는,
    상기 단말기로부터 상기 사용자가 원하는 배달 예정 지역을 수신하며,
    상기 출발 스테이션의 배터리 교환 혼잡도가 고혼잡인 경우, 상기 배달 예정 지역에 위치한 배터리 교환 스테이션들 중 상기 출발 스테이션의 배터리 교환 혼잡도보다 낮은 배터리 교환 혼잡도를 가지는 배달 후보 스테이션이 존재하는지 판단하는 것을 특징으로 하는,
    배터리 교환 스테이션의 운영 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 운영 서버는,
    상기 배달 후보 스테이션이 존재하지 않는 경우, 상기 배달 서비스 신청의 승인을 거부하는 것을 특징으로 하는,
    배터리 교환 스테이션의 운영 시스템.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 운영 서버는,
    상기 배달 후보 스테이션이 복수 개 존재하는 경우, 가장 낮은 배터리 교환 혼잡도를 가지는 배달 후보 스테이션을 상기 도착 스테이션으로 결정하는 것을 특징으로 하는,
    배터리 교환 스테이션의 운영 시스템.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 운영 서버는,
    상기 단말기로부터 배달 예정 지역을 수신하며,
    상기 출발 스테이션의 배터리 교환 혼잡도가 저혼잡인 경우, 상기 배달 예정 지역에 위치한 배터리 교환 스테이션들 중 상기 출발 스테이션의 배터리 교환 혼잡도보다 높은 배터리 교환 혼잡도를 가지는 배달 후보 스테이션이 존재하는지 판단하는 것을 특징으로 하는,
    배터리 교환 스테이션의 운영 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 운영 서버는,
    상기 배달 후보 스테이션이 존재하지 않는 경우, 상기 배달 서비스 신청의 승인을 거부하는 것을 특징으로 하는,
    배터리 교환 스테이션의 운영 시스템.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 운영 서버는,
    상기 배달 후보 스테이션이 복수 개 존재하는 경우, 가장 높은 배터리 교환 혼잡도를 가지는 배달 후보 스테이션을 상기 도착 스테이션으로 결정하는 것을 특징으로 하는,
    배터리 교환 스테이션의 운영 시스템.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 운영 서버는,
    상기 출발 스테이션에 배치된 복수의 배터리들 각각의 충전량(State Of Charge;SOC)을 기초로 배달 후보 배터리를 판단하는 것을 특징으로 하는,
    배터리 교환 스테이션의 운영 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 운영 서버는,
    상기 배달 후보 배터리가 존재하지 않는 경우, 상기 배달 서비스 신청의 승인을 거부하는 것을 특징으로 하는,
    배터리 교환 스테이션의 운영 시스템.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 운영 서버는,
    상기 단말기로부터 상기 사용자가 신청한 배터리 개수를 수신하고,
    상기 배달 후보 배터리의 개수와 상기 사용자가 신청한 배터리 개수를 비교하여 최종 배달될 배터리를 결정하는 것을 특징으로 하는,
    배터리 교환 스테이션의 운영 시스템.
  16. 제2항에 있어서,
    상기 운영 서버는,
    실제 배달 소요 시간이 상기 배달 예상 시간을 기초로 기 설정된 임계 시간을 초과하는 경우 배터리 도난이 발생한 것으로 감지하는 것을 특징으로 하는,
    배터리 교환 스테이션의 운영 시스템.
  17. 운영 서버의 프로세서가 수행하는 복수의 배터리 교환 스테이션을 운영하는 방법으로서,
    배터리를 운반하는 배달 서비스를 수행하려는 사용자로부터 단말기를 통해 상기 복수의 배터리 교환 스테이션 간의 배터리 배달을 수행하는 배달 서비스 신청을 수신하고 서비스 정보를 수신하는 정보 수신 단계; 및
    상기 복수의 배터리 교환 스테이션, 그리고 상기 단말기와 통신하여 배터리 배달과 관련된 판단을 수행하는 판단 단계;를 포함하며,
    상기 판단 단계는,
    상기 복수의 배터리 교환 스테이션 각각에 대해 판단한 배터리 교환 혼잡도를 기초로, 배달이 시작되는 출발 스테이션의 배터리 교환 혼잡도를 반영한 기준을 적용하여 배터리 배달의 도착 스테이션을 결정하는 것을 특징으로 하는,
    배터리 교환 스테이션의 운영 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 정보 수신 단계는,
    상기 사용자가 상기 배터리 배달을 수행할 수 있도록 기 등록된 사용자인지 여부를 판단하며,
    상기 서비스 정보로서, 상기 사용자가 신청한 배터리 개수, 배달 예상 시간, 상기 출발 스테이션, 및 배달 예정 지역 중 적어도 하나 이상을 수신하는 것을 특징으로 하는,
    배터리 교환 스테이션의 운영 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 판단 단계는,
    상기 출발 스테이션의 배터리 교환 혼잡도를 기 정해진 기준 혼잡도와 비교하여 고혼잡 또는 저혼잡으로 구분하고,
    상기 구분에 따라 상이한 기준을 적용하여 상기 도착 스테이션을 결정하는 것을 특징으로 하는,
    배터리 교환 스테이션의 운영 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 판단 단계는,
    상기 출발 스테이션의 배터리 교환 혼잡도가 고혼잡인 경우, 상기 배달 예정 지역에 위치한 배터리 교환 스테이션들 중 상기 출발 스테이션의 배터리 교환 혼잡도보다 낮은 배터리 교환 혼잡도를 가지는 배달 후보 스테이션이 존재하는지 판단하고,
    상기 출발 스테이션의 배터리 교환 혼잡도가 저혼잡인 경우, 상기 배달 예정 지역에 위치한 배터리 교환 스테이션들 중 상기 출발 스테이션의 배터리 교환 혼잡도보다 높은 배터리 교환 혼잡도를 가지는 배달 후보 스테이션이 존재하는지 판단하는 것을 특징으로 하는,
    배터리 교환 스테이션의 운영 방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 판단 단계는,
    상기 배달 후보 스테이션이 존재하지 않는 경우 상기 배달 서비스 신청의 승인을 거부하는 것을 특징으로 하는,
    배터리 교환 스테이션의 운영 방법.
  22. 제17항에 있어서,
    상기 판단 단계는,
    상기 출발 스테이션에 배치된 복수의 배터리들 각각의 충전량(State Of Charge;SOC)을 기초로 배달 후보 배터리를 판단하는 것을 특징으로 하는,
    배터리 교환 스테이션의 운영 방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 판단 단계는,
    상기 배달 후보 배터리가 존재하지 않는 경우 상기 배달 서비스 신청의 승인을 거부하는 것을 특징으로 하는,
    배터리 교환 스테이션의 운영 방법.
  24. 제18항에 있어서,
    실제 배달 소요 시간이 상기 배달 예상 시간을 기초로 기 설정된 임계 시간을 초과하는 경우 배터리 도난이 발생한 것으로 감지하는 도난 감지 단계;를 더 포함하는,
    배터리 교환 스테이션의 운영 방법.

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