KR20110128073A - 모바일 통신 기술을 이용한 전기자동차 충전스탠드 제어시스템 및 이를 이용한 충전 방법 - Google Patents

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김철우
한승호
양승권
이경호
송택호
정문규
이한별
박인수
임유석
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한국전력공사
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Abstract

모바일 통신기기를 통해 원거리에서 충전스탠드를 제어 및 모니터링하도록 하는 모바일 통신 기술을 이용한 전기자동차 충전스탠드 제어시스템 및 이를 이용한 충전 방법이 제시된다. 제시된 모바일 통신 기술을 이용한 전기자동차 충전스탠드 제어시스템은, 전기자동차를 충전하는 복수의 충전스탠드; 복수의 충전스탠드 각각에 고유번호를 설정하여 관리하는 관리서버; 및 무선통신을 통해 관리서버 및 충전스탠드와 연결되고, 관리서버에서 충전스탠드의 제어승인이 완료되면 전기자동차를 충전하도록 충전스탠드를 제어하고, 전기자동차의 충전상태정보를 출력하는 모바일 단말을 포함한다.

Description

모바일 통신 기술을 이용한 전기자동차 충전스탠드 제어시스템 및 이를 이용한 충전 방법{System for controlling a charging stand of the Electric vehicle based on the mobile communication and charging method using the same}
본 발명은 모바일 통신 기술을 이용한 전기자동차 충전스탠드 제어시스템 및 이를 이용한 충전 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 모바일 통신기기를 이용하여 원거리에서 충전스탠드를 제어하여 전기자동차를 충전하도록 하는 모바일 통신 기술을 이용한 전기자동차 충전스탠드 제어시스템 및 이를 이용한 충전 방법에 관한 것이다.
전기자동차는 석유 연료와 엔진을 사용하지 않고 배터리와 전기 모터를 사용하는 자동차를 말한다. 전기자동차는 1873년도에 최초 제작되었으나, 배터리의 무거운 중량, 충전시간 등의 기술적 한계로 인해 실용화되지 못했다.
한편, 전기자동차는 간단한 구조와 내구성이 크며 운전이 쉬운 점 등의 장점으로 미국에서 1920년대 중반까지 소량 생산되었다. 최근에는 미국과 유럽을 중심으로 환경오염(공해) 문제로 인해 차량의 배기가스 규제가 높아지고 있으며, 유가가 급등하고 있어 전기자동차가 차세대 차량으로 주목되고 있다. 즉, 공해 없는 전기 에너지를 사용하는 전기 자동차는, 대기오염 요인의 70% 내외를 차지한다고 하는 내연식 엔진 자동차의 유해한 배기 가스나 소음 등 환경 문제를 근본적으로 해결할 수 있고, 또 석유 등 화석 연료의 자원수명을 배 이상으로 연장할 수 있다.
그에 따라, 1990년부터 전기자동차와 관련된 다양한 기술이 개발되었다. 즉, 자동차 생산 업체에서는 전기자동차의 기술적 문제인 상대적으로 낮은 배터리 용량, 긴 충전시간, 짧은 운행거리, 늦은 운행 속도를 개선하기 위한 다양한 기술을 개발하고 있는 추세에 있다.
최근에는 전기자동차의 문제점 중 하나인 긴 충전시간을 극복하기 위해서 전기자동차의 충전을 위한 충전 인프라용 인터페이스 부품이 개발되었다. 전기자동차 충전 인프라용 인터페이스 부품은 전기를 동력원으로 사용하는 자동차에 외부에서 전기에너지를 공급하기 위한 차량과 외부 전력계통 사이를 연결하는 충전 인터페이스 모듈과 충전스탠드가 있다. 충전스탠드는 기존 주유기에 해당하는 장치로, 전기자동차와 상용 교류전력계통을 연계하기 위한 전력제어 장치 및 충전 모니터링 장치 등이 포함되어 있다. 또한, 계통 연계 및 전력공급 제어, 충전 정보표시, 사용자 조작 등의 기능을 담당하며, 필요에 따라 외치형 충전기 및 급속 충전기 등이 내부에 설치되기도 하며, 보통 스탠드 형태를 지니고 있으나 상황에 따라 벽걸이 형태로 구성되기도 한다.
일반적으로, 충전인터페이스 모듈 및 충전스탠드는 일반적으로 옥외에 설치가 되는 경우가 많기 때문에 방수, 방진 등에 대한 안전성 문제가 매우 중요하며, 현재 구축된 충전스탠드들은 방수, 방진 특성에 있어 다소 취약한 부분을 보이고 있다. 그 중에서도 충전스탠드의 모니터링 장치는 터치스크린 및 LCD 패널 등으로 구성되어 있으며, 온도 및 습도에 민감한 전자소자전자부품으로 구성되어 있다. 그에 따라, 충전스탠드가 설치되는 장소의 주변 환경(주변 온도 및 습도 등)에 따라 터치스크린 및 LCD 패널 등의 동작 범위가 제한되며, 극한 환경에서는 전자장치(터치스크린 및 LCD 패널 등)의 동작이 정지되는 문제점이 있다.
전기자동차의 고전압 배터리를 충전하는 방식에는 크게 3가지로, 접촉식, 비접촉식 그리고 배터리 교환 방식으로 나눌 수 있다. 현재 대부분의 전기자동차는 접촉식 충전 방식을 채택하고 있다. 접촉식 충전 방식은 충전스탠드와 전기자동차 사이를 커넥터 및 케이블을 이용하여 연결한 후, 전기자동차의 배터리를 충전하는 방식이다. 그에 따라, 전기자동차의 충전 시 케이블 사용이 미숙한 운전자의 경우, 단락 및 지락 사고 등으로 인해 인명 피해가 발생할 수 있는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 모바일 통신기기를 통해 원거리에서 충전스탠드를 제어 및 모니터링하도록 하는 모바일 통신 기술을 이용한 전기자동차 충전스탠드 제어시스템 및 이를 이용한 충전 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 모바일 통신 기술을 이용한 전기자동차 충전스탠드 제어시스템은, 관리서버와 정보 교환이 가능한 모바일 단말을 이용한 충전스탠드 제어시스템에 있어서, 모바일 단말은, 전기자동차와 충전연결된 충전스탠드의 고유번호를 입력받는 입력부; 입력부를 통해 입력된 고유번호를 포함하는 제어요청정보를 관리서버에게로 전송하여 충전스탠드의 제어승인을 요청하고, 관리서버를 통해 제어신호를 전송하여 전기자동차를 충전하도록 충전스탠드를 제어하는 제어부; 및 제어부의 제어에 따라 관리서버로부터 수신되는 전기자동차의 충전상태정보를 출력하는 출력부를 포함한다.
제어부는, 충전스탠드의 제어승인이 완료되면 관리서버를 통해 충전스탠드의 계폐를 제어한다.
제어부는, 전기자동차의 충전이 완료되면 전기자동차의 충전상태정보 출력하도록 출력부를 제어한다.
출력부는, 전기자동차의 충전량 및 충전요금을 포함하는 충전상태정보를 출력한다.
제어부는, 이동통신사 서버를 통해 충전스탠드의 제어를 위한 사용자 인증을 요청한다.
제어승인 요청정보 및 제어정보를 관리서버에게로 전송하고, 충전스탠드에서 산출한 충전량 및 충전요금을 관리서버를 통해 수신하는 통신부를 더 포함한다.
업데이트 설정시간에 모바일 통신을 통해 관리서버에 접속하여 충전관련정보를 획득하여 저장하는 충전정보 획득부를 더 포함한다.
충전정보 획득부는, 관리서버로부터 복수의 충전소에 대한 충전요금을 포함하는 충전관련정보를 획득하여 저장한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차 충전스탠드 제어시스템을 이용한 충전 방법은, 제어부에 의해, 전기자동차와 충전 연결된 충전스탠드의 고유번호를 포함하는 제어요청정보를 관리서버로 전송하여 충전스탠드의 제어승인을 요청하는 제어요청단계; 제어부에 의해, 충전스탠드의 제어승인이 완료되면 관리서버를 통해 충전스탠드를 제어하는 제어단계; 및 제어부에 의해, 관리서버로부터 수신한 전기자동차의 충전상태정보를 출력하도록 제어하는 충전상태 출력단계를 포함한다.
입력부에 의해, 충전스탠드의 고유번호를 입력받는 입력단계를 더 포함한다.
충전상태 출력단계에서는, 제어부에 의해, 충전량 및 충전요금을 포함하는 충전상태정보를 출력하도록 제어한다.
충전제어단계에서는, 제어부에 의해, 충전스탠드를 제어하기 위한 제어정보를 관리서버를 통해 충전스탠드에게로 전송하여 충전스탠드의 계폐를 제어한다.
제어요청단계에서는, 제어부에 의해, 이동통신사 서버를 통해 충전스탠드의 제어를 위한 사용자 인증을 요청한다.
충전정보 획득부에 의해, 업데이트 설정시간에 모바일 통신을 통해 관리서버에 접속하여 충전관련정보를 획득하여 저장하는 충전정보 획득단계를 더 포함한다.
충전정보 획득단계에서는, 충전정보 획득부에 의해, 관리서버로부터 복수의 충전소에 대한 충전요금을 포함하는 충전관련정보를 획득하여 저장한다.
본 발명에 의하면, 전기자동차의 충전시 모바일 통신기기를 이용하여 원거리에서 충전스탠드를 제어함으로써, 충전스탠드가 설치된 외부의 온도 및 습도 등의 기상상태에 관계없이 안전하게 전기자동차를 충전할 수 있는 효과가 있다.
또한, 전기자동차의 충전시 모바일 통신기기를 이용하여 원거리에서 충전스탠드를 제어함으로써, 충전 시 케이블 사용의 미숙으로 인한 단락 및 지락 사고의 피해를 최소화할 수 있는 효과가 있다.
부수적으로, 전기자동차의 충전시 모바일 통신기기를 이용하여 원거리에서 충전스탠드를 제어 및 모니터링함으로써, 모바일 통신기기의 모니터(액정화면 등)를 통해 계통보호를 위한 차량의 연계상황도 실시간으로 통보받을 수 있는 효과가 있다.
또한, 모바일 통신기기를 이용하여 무선으로(원격에서) 충전스탠드를 제어하기 때문에, 터치스크린 및 LCD 패널을 충전스탠드에서 제거하고, 터치스크린 및 LCD 패널이 하는 기능을 모바일 통신기기가 대신하게 된다. 따라서, 기존의 터치스크린 및 LCD 패널과 같이 온도 및 습도 등의 기상상태에 민감하게 반응하는 전자장치의 오작동을 방지할 수 있다.
부수적으로, 충전스탠드에서 터치스크린 및 LCD 패널을 제거하기 때문에, 터치스크린 및 LCD 패널이 차지하는 전자장치의 부피를 줄일 수 있으므로 충전스탠드의 경량화 및 소형화할 수 있다.
부수적으로, 터치스크린 및 LCD 패널을 제거하기 때문에, 충전스탠드의 생산단가 중 고가의 전자장치가 차지하는 비중을 줄여 충전스탠드의 생산비용을 최소화할 수 있다.
또한, 설정시간이 도래하면 충전요금을 포함하는 충전관련정보를 수신하여 저장함으로써, 저렴한 충전요금의 충전소에서 전기자동차의 충전을 유도하여 차량 유지비용을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 모바일 통신 기술을 이용한 전기자동차 충전스탠드 제어시스템의 구성을 설명하기 위한 도면.
도 2는 도 1의 모바일 단말의 구성을 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차 충전스탠드 제어시스템을 이용하기 위한 서비스 가입 단계를 설명하기 위한 흐름도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차 충전스탠드 제어시스템을 이용한 충전 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 5는 도 4의 충전스탠드 제어요청단계를 설명하기 위한 흐름도.
도 6은 도 4의 충전스탠드의 충전제어단계와 충전상태정보 생성단계 및 충전상태정보 전송단계를 설명하기 위한 흐름도.
도 7은 도 4의 충전상태정보 출력단계 및 충전요금 결제단계를 설명하기 위한 흐름도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 충전관련정보 획득 방법을 설명하기 위한 흐름도.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 모바일 통신 기술을 이용한 전기자동차 충전스탠드 제어시스템을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 아래와 같다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 모바일 통신 기술을 이용한 전기자동차 충전스탠드 제어시스템의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 모바일 통신 기술을 이용한 전기자동차 충전스탠드 제어시스템은 복수의 충전스탠드(100), 관리서버(200), 모바일 단말(300)을 포함하여 구성된다. 이때, 관리서버(200)는 유무선 네트워크(500)를 통해 복수의 충전스탠드(100)와 데이터 송수신이 가능하도록 연결되고, 모바일 단말(300)과 위성(600)을 통한 모바일 통신으로 연결되어 충전스탠드(100)의 제어와 관련된 데이터를 송수신한다.
충전스탠드(100)는 운전자의 모바일 단말(300) 조작에 의해 원격에서 제어되어 전기자동차(400)에 전력을 공급하여 구동원인 배터리를 충전한다. 이때, 충전스탠드(100)는 충전중인 전기자동차(400)로부터 충전정보를 수신하여 충전량 및 충전요금을 산출한다. 충전스탠드(100)는 산출한 충전량 및 충전요금을 관리서버(200)에게로 전송한다.
충전스탠드(100)는 종래의 충전스탠드(100)와 달리 제어/모니터링용 디스플레이(예들 들면, LCD 등)를 포함하지 않는다. 즉, 충전스탠드(100)는 모바일 단말(300)기에 의해 제어되기 때문에 제어/모니터링용 디스플레이를 포함하지 않는다. 본 발명에 사용되는 충전스탠드(100)는 온도 습도 등의 기상상태에 따른 디스플레이의 민감한 반응으로 인한 충전스탠드(100)의 오작동을 최소화하기 위해 제어/모니터링용 디스플레이를 포함하지 않도록 구성한다. 이처럼, 모바일 통신 기술을 이용한 전기자동차 충전스탠드 제어시스템은 모바일 통신기기를 이용하여 무선으로(원격에서) 충전스탠드(100)를 제어하기 때문에, 터치스크린 및 LCD 패널을 충전스탠드(100)에서 제거하고, 터치스크린 및 LCD 패널이 하는 기능을 모바일 통신기기가 대신하게 된다. 따라서, 기존의 터치스크린 및 LCD 패널과 같이 온도 및 습도 등의 기상상태에 민감하게 반응하는 전자장치의 오작동을 방지할 수 있다. 부수적으로, 충전스탠드(100)에서 터치스크린 및 LCD 패널을 제거하기 때문에, 터치스크린 및 LCD 패널이 차지하는 전자장치의 부피를 줄일 수 있으므로 충전스탠드(100)를 경량화 및 소형화할 수 있고, 충전스탠드(100)의 생산단가 중 고가의 전자장치(즉, 디스플레이 장치)가 차지하는 비중을 줄여 충전스탠드(100)의 생산비용을 최소화할 수 있다.
관리서버(200)는 복수의 충전스탠드(100)를 관리한다. 이때, 관리서버(200)는 각각의 충전스탠드(100)에 고유번호를 부여하여 관리한다. 즉, 관리서버(200)는 충전스탠드(100) 제어를 위해 각각의 충전스탠드(100)를 구분할 수 있도록 하는 고유번호를 설정하여 관리한다.
관리서버(200)는 모바일 단말(300)로부터 충전스탠드(100)의 제어승인 요청에 따라 충전스탠드(100)의 제어승인 여부를 판단한다. 이때. 관리서버(200)는 운전자의 모바일 단말(300)에게로 인증정보 및 충전스탠드(100)의 고유번호를 요청하고, 모바일 단말(300)로부터 수신되는 인증정보 및 고유번호를 근거로 제어승인 여부를 결정한다. 이를 위해, 관리서버(200)는 복수의 사용자에 대한 인증정보(예를 들면, 아이디, 비밀번호 등)와, 복수의 충전스탠드(100) 각각에 대한 고유번호를 저장한다. 이외에도, 관리서버(200)는 모바일 단말(300)의 고유번호(예를 들면, 모바일 단말(300)의 시리얼 번호)와 같이 운전자의 인증이 가능한 데이터를 통해 충전스탠드(100)의 제어승인 여부를 판단할 수도 있다.
관리서버(200)는 충전스탠드(100)의 제어를 승인하여 운전자가 모바일 단말(300)을 이용하여 해당 충전스탠드(100)의 제어할 수 있도록 한다. 즉, 관리서버(200)는 제어승인으로 판단하면 모바일 단말(300)로 제어승인 정보를 전송하여 해당 충전스탠드(100)의 제어할 수 있도록 한다. 이때, 관리서버(200)는 모바일 단말(300)로부터 제어정보를 수신하고, 이를 해당 충전스탠드(100)에게로 전송하여 모바일 단말(300)을 이용한 충전스탠드(100)의 제어가 가능하도록 한다. 물론, 관리서버(200)는 모바일 단말(300)과 충전스탠드(100)의 무선 네트워크(500) 연결을 통해 모바일 단말(300)의 충전스탠드(100) 직접 제어가 가능하도록 할 수도 있다.
관리서버(200)는 전기자동차(400)를 충전하는 충전스탠드(100)로부터 수신되는 충전량 및 충전요금을 포함하는 충전상태정보를 충전스탠드(100)를 제어하는 모바일 단말(300)에게로 전송한다. 이때, 관리서버(200)는 전기자동차(400)가 충전중인 경우 소정 주기간격(즉, 실시간)으로 충전상태정보를 모바일 단말(300)로 전송한다. 물론, 관리서버(200)는 전기자동차(400)의 충전이 완료된 경우에만 충전상태정보를 모바일 단말(300)로 전송할 수도 있다.
모바일 단말(300)은 충전스탠드(100)의 제어를 위한 소프트웨어가 설치된다. 즉, 모바일 단말(300)은 관리서버(200) 및 충전스탠드(100)와의 데이터 통신을 위한 소프트웨어가 설치된다. 이를 위해, 모바일 단말(300)은 소프트웨어의 설치가 가능한 스마트 폰(smart phone)이 사용된다.
모바일 단말(300)은 위성(600)을 통해 모바일 통신으로 관리서버(200)와 연결되어, 관리서버(200)에게로 충전스탠드(100)의 제어승인을 요청한다. 이때, 모바일 단말(300)은 인증정보 및 충전스탠드(100)의 고유번호를 관리서버(200)로 전송하여 충전스탠드(100)의 제어승인을 요청한다. 여기서, 인증정보는 아이디/패스워드, 모바일 단말(300)의 고유번호 등이 사용될 수 있다.
모바일 단말(300)은 이동통신사 서버(미도시)를 통해 사용자 인증을 요청할 수도 있다. 즉, 모바일 단말(300)은 이동통신사 서버(미도시)에게로 사용자 인증을 요청하고, 이동통신사 서버(미도시)는 관리서버(200)에게로 모바일 단말(300)의 사용자 인증정보를 전송한다.
모바일 단말(300)은 관리서버(200)로부터 충전스탠드(100)의 제어승인이 완료되면, 무선통신을 통해 관리서버(200) 및 충전스탠드(100)와 연결되어 전기자동차(400)를 충전하도록 충전스탠드(100)를 제어한다. 이때, 모바일 단말(300)은 관리서버(200)에게로 충전스탠드(100)의 제어를 위한 제어정보를 전송하거나, 충전스탠드(100)로 제어정보를 직접 전송하여 충전스탠드(100)에 연결된 전기자동차(400)의 배터리로 전력을 공급하도록 충전스탠드(100)를 제어한다.
모바일 단말(300)은 전기자동차(400)의 충전상태정보를 출력하고, 전기자동차(400)에 충전된 충전량에 따른 충전요금을 결제처리한다. 즉, 모바일 단말(300)은 관리서버(200)로부터 충전중인 전기자동차(400)의 충전량 및 충전요금을 포함하는 충전상태정보를 수신하여 출력하고, 충전요금을 납부처리한다. 이때, 모바일 단말(300)은 충전량 및 충전요금을 포함하는 충전상태정보를 전기자동차(400)가 충전중인 경우 소정 주기간격(즉, 실시간)으로 관리서버(200)로부터 수신하여 출력한다. 물론, 모바일 단말(300)은 전기자동차(400)의 충전이 완료된 경우에만 충전상태정보를 관리서버(200)로부터 수신하여 출력할 수도 있다.
모바일 단말(300)은 업데이트 설정시간에 모바일 통신을 통해 관리서버(200)에 접속하여 충전관련정보를 획득하여 저장한다. 이때, 모바일 단말(300)은 관리서버(200)로부터 복수의 충전소에 대한 충전요금, 충전소 위치 정보 등으로 구성되는 충전관련정보를 획득하여 저장한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 모바일 단말(300)은 상술한 기능을 수행하기 위해 통신부(320), 입력부(340), 제어부(360), 출력부(380), 충전정보 획득부(390)를 포함한다.
통신부(320)는 모바일 통신을 통해 관리서버와 데이터를 송수신한다. 이때, 통신부(320)는 충전스탠드에서 산출한 충전량 및 충전요금을 관리서버를 통해 수신한다.
입력부(340)는 충전스탠드의 충전제어를 위해 충전스탠드의 고유번호, 사용자 인증정보, 제어정보 등을 입력받는다.
제어부(360)는 입력부(340)를 통해 입력된 고유번호를 통신부(320)를 통해 관리서버에게로 전송하여 충전스탠드의 제어승인을 요청한다. 이때, 제어부(360)는 이동통신사 서버를 통해 충전스탠드의 제어를 위한 사용자 인증을 요청한다.
제어부(360)는 관리서버를 통해 제어신호를 전송하여 충전스탠드를 제어한다. 이때, 제어부(360)는 충전스탠드의 제어승인이 완료되면 관리서버를 통해 충전스탠드의 계폐를 제어한다.
제어부(360)는 전기자동차의 충전상태정보를 출력하도록 출력부(380)를 제어한다. 이때, 제어부(360)는 전기자동차의 충전이 완료되면 전기자동차의 충전상태정보 출력하도록 출력부(380)를 제어한다. 물론, 제어부(360)는 소정주기간격으로 충전상태정보를 출력하도록 출력부(380)를 제어할 수도 있다.
출력부(380)는 제어부(360)의 제어에 따라 관리서버로부터 수신되는 전기자동차의 충전상태정보를 출력한다. 이때, 출력부(380)는 전기자동차의 충전량 및 충전요금을 포함하는 충전상태정보를 출력한다.
충전정보 획득부(390)는 업데이트 설정시간에 모바일 통신을 통해 관리서버(200)에 접속하여 충전관련정보를 획득하여 저장한다. 즉, 충전정보 획득부(390)는 사용자에 의해 설정된 시간이 도래하면 모바일 통신을 통해 과리서버(200)에 접속한다. 충전정보 획득부(390)는 관리서버로부터 복수의 충전소에 대한 충전요금, 충전소 위치정보 등과 같은 충전관련정보를 획득하여 저장한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 모바일 통신 기술을 이용한 전기자동차 충전스탠드 제어시스템은 전기자동차(400)의 충전시 모바일 통신기기를 이용하여 원거리에서 충전스탠드(100)를 제어함으로써, 충전스탠드(100)가 설치된 외부의 온도 및 습도 등의 기상상태에 관계없이 안전하게 전기자동차(400)를 충전할 수 있는 효과가 있다.
또한, 모바일 통신 기술을 이용한 전기자동차 충전스탠드 제어시스템은 전기자동차(400)의 충전시 모바일 통신기기를 이용하여 원거리에서 충전스탠드(100)를 제어함으로써, 충전 시 케이블 사용의 미숙으로 인한 단락 및 지락 사고의 피해를 최소화할 수 있는 효과가 있다.
부수적으로, 모바일 통신 기술을 이용한 전기자동차 충전스탠드 제어시스템은 전기자동차(400)의 충전시 모바일 통신기기를 이용하여 원거리에서 충전스탠드(100)를 제어 및 모니터링함으로써, 모바일 통신기기의 모니터(액정화면 등)를 통해 계통보호를 위한 차량의 연계상황도 실시간으로 통보받을 수 있는 효과가 있다.
또한, 모바일 통신 기술을 이용한 전기자동차 충전스탠드 제어시스템은 모바일 통신기기를 이용하여 무선으로(원격에서) 충전스탠드(100)를 제어하기 때문에, 터치스크린 및 LCD 패널을 충전스탠드(100)에서 제거하고, 터치스크린 및 LCD 패널이 하는 기능을 모바일 통신기기가 대신하게 된다. 따라서, 기존의 터치스크린 및 LCD 패널과 같이 온도 및 습도 등의 기상상태에 민감하게 반응하는 전자장치의 오작동을 방지할 수 있다.
부수적으로, 모바일 통신 기술을 이용한 전기자동차 충전스탠드 제어시스템은 충전스탠드(100)에서 터치스크린 및 LCD 패널을 제거하기 때문에, 터치스크린 및 LCD 패널이 차지하는 전자장치의 부피를 줄일 수 있으므로 충전스탠드(100)의 경량화 및 소형화할 수 있다.
부수적으로, 모바일 통신 기술을 이용한 전기자동차 충전스탠드 제어시스템은 터치스크린 및 LCD 패널을 제거하기 때문에, 충전스탠드(100)의 생산단가 중 고가의 전자장치가 차지하는 비중을 줄여 충전스탠드(100)의 생산비용을 최소화할 수 있다.
또한, 모바일 통신 기술을 이용한 전기자동차 충전스탠드 제어시스템은 설정시간이 도래하면 충전요금을 포함하는 충전관련정보를 수신하여 저장함으로써, 저렴한 충전요금의 충전소에서 전기자동차(400)의 충전을 유도하여 차량 유지비용을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차 충전스탠드 제어시스템을 이용한 충전 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 아래와 같다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차 충전스탠드 제어시스템을 이용하기 위한 서비스 가입단계를 설명하기 위한 흐름도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차 충전스탠드 제어시스템을 이용한 충전 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 5는 도 4의 충전스탠드 제어요청단계를 설명하기 위한 흐름도이고, 도 6은 도 4의 충전스탠드의 충전제어단계와 충전상태정보 생성단계 및 충전상태정보 전송단계를 설명하기 위한 흐름도이고, 도 7은 도 4의 충전상태정보 출력단계 및 충전요금 결제단계를 설명하기 위한 흐름도이다.
먼저, 모바일 단말(300)을 이용하여 충전스탠드(100)를 제어하기 위해서는 전력회사에 회원가입 및 제어 소프트웨어의 설치가 필요하다. 따라서, 전력회사에 회원가입이 안 되어 있는 경우(S10; NO), 운전자는 모바일 단말(300)을 이용하여 전력회사에 회원가입을 신청한다(S20). 운전자는 모바일 단말(300)에 충전스탠드(100) 제어 소프트웨어의 설치가 안 되어 있는 경우(S30; NO), 충전스탠드 제어 소프트웨어를 다운로드하여 모바일 단말(300)에 설치한다(S40).
다음으로, 운전자는 충전스탠드(100)의 충전케이블을 전기자동차(400)에 연결한 후에 모바일 단말(300)을 조작하여 충전스탠드(100)의 제어요청단계를 수행한다(S100).
먼저, 운전자를 모바일 단말(300)을 조작하여 설치된 충전스탠드(100) 제어 소프트웨어를 실행시켜 무선통신(즉, 모바일 통신)을 통해 관리서버(200)에 접속한다(S110).
관리서버(200)는 모바일 단말(300)과 모바일 통신을 통해 연결됨에 따라 해당 모바일 단말(300)에게로 사용자 인증 및 충전스탠드(100)의 고유번호 전송을 요청한다(S120). 그에 따라, 모바일 단말(300)은 관리서버(200)로부터 사용자 인증 및 충전스탠드(100)의 고유번호 전송 요청에 따라 인증정보 및 충전스탠드(100)의 고유번호 입력을 위한 UI를 화면출력하여 운전자에게 입력을 요청한다.
운전자는 모바일 단말(300)을 조작하여 인증정보 및 충전스탠드(100)의 고유번호를 입력한 후에 관리서버(200)로 전송한다(S130). 즉, 모바일 단말(300)은 운전자에 의해 충전스탠드 제어 소프트웨어가 실행됨에 따라 관리서버(200)에 접속되어 충전스탠드(100)의 제어를 요청한다. 이때, 관리서버(200)는 모바일 단말(300)에게로 인증정보 및 충전스탠드(100)의 고유번호를 요청하고, 운전자는 모바일 단말(300)을 이용하여 인증정보 및 충전스탠드(100)의 고유번호를 입력한다. 모바일 단말(300)은 모바일 통신을 통해 관리서버(200)에게로 인증정보 및 충전스탠드(100)의 고유번호를 전송하여 충전스탠드(100)의 제어승인을 요청한다. 이때, 모바일 단말(300)은 이동통신사 서버(미도시)에게 사용자 인증을 요청하여 관리서버(200)에게로 인증정보를 전송할 수도 있다.
관리서버(200)는 모바일 단말(300)로부터 수신되는 인증정보 및 충전스탠드(100)의 고유번호를 근거로 제어승인 여부를 판단한다. 즉, 관리서버(200)는 모바일 단말(300)로부터 수신된 인증정보(예를 들면, 아이디, 패스워드)를 저장된 인증정보와 비교하여 제어승인 여부를 판단한다. 관리서버(200)는 충전스탠드(100)의 제어승인으로 판단하면 제어정보를 모바일 단말(300)로부터 수신된 충전스탠드(100)의 고유번호에 해당하는 충전스탠드(100)로 전송하여 구동시킨다(S140).
이와 함께, 관리서버(200)는 충전스탠드(100)의 제어승인이 완료되었음을 알려주는 정보를 모바일 단말(300)에게로 전송한다(S150). 그에 따라, 모바일 단말(300)은 충전스탠드(100) 제어승인 완료 메시지를 출력하여 운전자에게 충전스탠드(100) 제어승인이 완료되었음을 알려준다.
다음으로, 운전자는 모바일 단말(300)을 조작하여 전기자동차(400)를 충전하도록 충전스탠드(100)를 제어하는 충전스탠드(100)의 충전제어단계를 수행한다(S200).
먼저, 운전자는 모바일 단말(300)을 조작하여 전기자동차(400)를 충전하도록 충전스탠드(100)를 제어하기 위한 충전제어정보를 생성한다. 그에 따라, 모바일 단말(300)은 무선통신(즉, 모바일 통신)을 통해 관리서버(200)에게로 충전제어정보를 전송한다(S210). 여기서, 모바일 단말(300)은 충전 스탠드의 계폐 제어를 위한 충전제어정보를 전송한다. 운전자는 모바일 단말(300)을 조작하여 전기자동차(400)의 충전량 또는 충전금액을 설정할 수도 있다.
관리서버(200)는 모바일 단말(300)로부터 충전제어정보를 수신함에 따라 해당 충전스탠드(100)에게로 충전에 필요한 정보를 전송한다(S220). 그에 따라, 충전스탠드(100)는 전기자동차(400)의 배터리 충전을 개시한다(S230).
전기자동차(400)는 배터리의 충전이 개시됨에 따라 충전정보를 생성하여 충전스탠드(100)에게로 전송한다(S240). 이때, 전기자동차(400)는 BMS(Battery Management System)을 통해 전기자동차(400)의 충전과 관련된 정보를 충전스탠드(100)에게로 전송한다.
다음으로, 충전스탠드(100)는 전기자동차(400)의 충전상태정보를 생성하는 전기자동차(400)의 충전상태정보 생성단계를 수행한다(S300). 즉, 충전스탠드(100)는 전기자동차(400)로부터 수신되는 충전정보를 근거로 충전상태정보를 생성한다. 이때, 충전스탠드(100)는 충전량 및 충전요금을 포함하는 충전상태정보를 생성한다.
다음으로, 충전스탠드(100)는 생성한 충전상태정보를 관리서버(200)에게로 전송하는 전기자동차(400)의 충전상태정보 전송단계를 수행한다(S400). 즉, 충전스탠드(100)는 충전량 및 충전요금을 포함하는 충전상태정보를 관리서버(200)에게로 전송하여 해당 충전상태정보를 모바일 단말(300)에게로 전송하도록 요청한다.
다음으로, 모바일 단말(300)은 전기자동차(400)의 충전상태정보를 출력하여 운전자에게 전기자동차(400)의 충전상태를 알려주는 전기자동차(400)의 충전상태정보 출력단계를 수행한다(S500).
먼저, 관리서버(200)는 충전스탠드(100)로부터 수신한 충전상태정보를 해당 모바일 단말(300)에게로 전송한다(S510). 즉, 관리서버(200)는 전기자동차(400)의 충전량 및 충전요금을 모바일 단말(300)로 전송한다.
모바일 단말(300)은 관리서버(200)로부터 수신한 충전량 및 충전요금을 포함하는 충전상태정보를 출력한다(S520). 즉, 모바일 단말(300)은 관리서버(200)로부터 수신된 충전량 및 충전요금을 화면출력하여 운전자에게 전기자동차(400)의 충전상태를 알려준다.
충전스탠드(100)는 산출한 충전량(또는 충전요금)이 설정된 충전량(또는 충전요금)과 동일해지면 관리서버(200)에게로 충전완료신호를 전송한다(S530). 즉, 충전스탠드(100)는 전기자동차(400)의 충전시 산출한 충전량(또는 충전요금)이 S210 단계에서 운전자에 의해 설정된 충전량(또는 충전요금)과 동일해지면 전기자동차(400)의 충전이 완료된 것으로 판단하여 충전완료신호를 관리서버(200)에게로 전송한다. 이때, 충전스탠드(100)는 충전완료시에 최종 산출한 충전량 및 충전요금을 포함하는 충전상태정보를 함께 전송한다.
여기서, 운전자는 모바일 단말(300)을 조작하여 전기자동차(400)의 충전완료신호(또는 충전중지신호)를 관리서버(200)로 전송하여 전기자동차(400)의 충전을 종료(또는 일시 정지)하도록 제어할 수도 있다.
다음으로, 운전자는 모바일 단말(300)을 이용하여 충전요금의 결제단계를 수행한다(S600).
먼저, 관리서버(200)는 충전스탠드(100)로부터 충전완료신호와 함께 수신된 충전량 및 충전요금을 포함하는 충전상태정보를 모바일 단말(300)에게로 전송한다. 이와 함께, 관리서버(200)는 충전요금에 대한 결제를 모바일 단말(300)에게로 요청한다(S610).
모바일 단말(300)은 관리서버(200)로부터 충전요금 결제요청을 수신함에 따라 충전요금의 결제를 위한 화면을 출력하여 운전자에게 충전요금의 결제를 요청한다. 운전자는 모바일 단말(300)을 조작하여 충전요금에 대한 결제정보를 입력한다. 모바일 단말(300)은 운전자로부터 입력된 결제정보를 관리서버(200)에게로 전송한다(S620).
관리서버(200)는 모바일 단말(300)로부터 수신한 결제정보를 근거로 충전요금에 대한 결제처리를 수행(S630)한 후에, 충전스탠드(100) 제어 종료를 위한 제어신호를 해당 충전스탠드(100)에게로 전송하여 모바일 단말(300)의 충전스탠드(100) 제어를 종료처리한다(S710).
관리서버(200)는 결제처리된 충전요금에 대한 정보를 모바일 단말(300)에게로 전송한다. 이와 함께, 관리서버(200)는 충전스탠드(100)의 제어가 종료되었음을 모바일 단말(300)에게로 전송한다(S720). 그에 따라, 모바일 단말(300)은 결제정보 및 충전스탠드(100)의 제어 종료 메시지를 화면출력하여 운전자에게 결제완료와 제어종료를 알려준다.
상술한 바와 같이, 모바일 통신 기술을 이용한 전기자동차 충전스탠드 제어시스템 및 이를 이용한 충전 방법은 전기자동차(400)의 충전시 모바일 통신기기를 이용하여 원거리에서 충전스탠드(100)를 제어함으로써, 충전스탠드(100)가 설치된 외부의 온도 및 습도 등의 기상상태에 관계없이 안전하게 전기자동차(400)를 충전할 수 있는 효과가 있다.
또한, 모바일 통신 기술을 이용한 전기자동차 충전스탠드 제어시스템 및 이를 이용한 충전 방법은 전기자동차(400)의 충전시 모바일 통신기기를 이용하여 원거리에서 충전스탠드(100)를 제어함으로써, 충전 시 케이블 사용의 미숙으로 인한 단락 및 지락 사고의 피해를 최소화할 수 있는 효과가 있다.
부수적으로, 모바일 통신 기술을 이용한 전기자동차 충전스탠드 제어시스템 및 이를 이용한 충전 방법은 전기자동차(400)의 충전시 모바일 통신기기를 이용하여 원거리에서 충전스탠드(100)를 제어 및 모니터링함으로써, 모바일 통신기기의 모니터(액정화면 등)를 통해 계통보호를 위한 차량의 연계상황도 실시간으로 통보받을 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 충전관련정보 획득 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 아래와 같다. 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 충전관련정보 획득 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
먼저, 제어부(360)는 업데이트 설정시간의 설정을 위해 시간을 입력하기 위한 UI를 출력하도록 출력부(380)을 제어한다. 그에 따라, 출력부(380)는 UI를 화면출력하여 운전자에게 업데이트 설정시간의 입력을 요청한다. 이때, 운전자는 모바일 단말(300)의 키패드 또는 터치스크린 조작을 통해 시간을 입력한다. 충전정보 획득부(390)는 운전자로부터 입력된 시간을 업데이트 설정시간으로 설정한다(S800).
기설정된 업데이트 설정시간이 도래하면(S820; YES), 충전정보 획득부(390)는 통신부(320)를 통해 관리서버(200)에 접속한다(S840).
충전정보 획득부(390)는 관리서버(200)로부터 충전소 요금정보를 포함하는 충전관련정보를 다운로드하여 저장한다(S860). 저장된 충전관련정보는 전기자동차의 위치가 충전소와 근접한 위치에 도달하면 출력부(380)를 통해 출력되거나, 운전자의 요청에 따라 출력된다. 여기서, 충전관련정보는 충전소 요금정보 이외에도 충전소 위치정보 등과 같이 전기자동차의 충전과 관련된 정보를 포함할 수 있으며, 다양한 방법으로 이용될 수 있다.
예를 들면, 사용자는 모바일 단말(300)의 사용량이 적은 새벽 시간(예를 들면, 00시~5시)을 업데이트 설정시간으로 설정한다. 충전정보 획득부(390)는 업데이트 시간인 새벽 시간이 도래하면 관리서버(200)와 접속하여 충전관련정보를 다운로드 받아 저장한다.
이처럼, 모바일 통신 기술을 이용한 전기자동차 충전스탠드 제어시스템 및 이를 이용한 충전 방법은 터치스크린 및 LCD 패널을 제거하기 때문에, 충전스탠드(100)의 생산단가 중 고가의 전자장치가 차지하는 비중을 줄여 충전스탠드(100)의 생산비용을 최소화할 수 있다.
본 실시예에서는 사용자가 실시간으로 모바일 단말(300)을 이용하여 충전스탠드(100)를 제어하는 것으로 설명하였으나, 모바일 단말(300)을 이용해 관리서버(200)에 충전스탠드 고유번호, 충전량(또는 충전요금), 충전 시작시간 등을 포함하는 충전예약정보를 전송하여 충전예약하여 전기자동차(400)를 충전할 수도 있다. 즉, 운전자는 전기자동차(400)를 야간시간에 근처의 충전소에 주차하고 충전스탠드를 전기자동차와 연결한다. 운전자는 모바일 단말(300)을 통해 관리서버(200)로 충전예약정보(충전스탠드 고유번호, 충전량(또는 충전요금), 충전 시작시간 등)을 전송하여 전기자동차의 자동 충전을 예약한다. 관리서버(200)는 예약시간에 맞춰 해당 충전스탠드를 제어하여 전기자동차(400)를 충전한다. 관리서버(200)는 충전이 완료되면 상술한 실시예와 같이 충전상태정보를 사용자의 모바일 단말(300)로 전송한다.
이외에도, 전기자동차(400)를 충전스탠드에 연결한 후에 모바일 단말(300)에 충전스탠드 고유번호, 충전예약시간, 충전량(또는, 충전요금) 등을 포함하는 충전예약정보를 입력하고, 충전예약시간이 도래하면 상술한 실시예와 같이, 설정된 충전량(또는, 충전요금)만큼 전기자동차(400)를 충전하도록 관리서버(200)를 통해 충전스탠드(100)를 제어할 수도 있다.
이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 다양한 형태로 변형이 가능하며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형예 및 수정예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.
100: 충전스탠드 200: 관리서버
300: 모바일 단말 320: 통신부
340: 입력부 360: 제어부
380: 출력부 390: 충전정보 획득부
400: 전기자동차 500: 네트워크
600: 위성

Claims (15)

  1. 전기자동차와 충전연결된 충전스탠드의 고유번호를 입력받는 입력부;
    상기 입력부를 통해 입력된 고유번호를 포함하는 제어요청정보를 관리서버에게로 전송하여 상기 충전스탠드의 제어승인을 요청하고, 상기 관리서버를 통해 제어신호를 전송하여 상기 전기자동차를 충전하도록 상기 충전스탠드를 제어하는 제어부; 및
    상기 제어부의 제어에 따라 상기 관리서버로부터 수신되는 상기 전기자동차의 충전상태정보를 출력하는 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일 단말.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는,
    충전스탠드의 제어승인이 완료되면 상기 관리서버를 통해 상기 충전스탠드의 계폐를 제어하는 것을 특징으로 하는 모바일 단말.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는,
    전기자동차의 충전이 완료되면 상기 전기자동차의 충전상태정보 출력하도록 상기 출력부를 제어하는 것을 특징으로 하는 모바일 단말.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 출력부는,
    전기자동차의 충전량 및 충전요금을 포함하는 충전상태정보를 출력하는 것을 특징으로 하는 모바일 단말.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는,
    이동통신사 서버를 통해 상기 충전스탠드의 제어를 위한 사용자 인증을 요청하는 것을 특징으로 하는 모바일 단말.
  6. 청구항 1에 있어서,
    제어승인 요청정보 및 제어정보를 상기 관리서버에게로 전송하고, 충전스탠드에서 산출한 충전량 및 충전요금을 상기 관리서버를 통해 수신하는 통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일 단말.
  7. 청구항 1에 있어서,
    업데이트 설정시간에 모바일 통신을 통해 상기 관리서버에 접속하여 충전관련정보를 획득하여 저장하는 충전정보 획득부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일 단말.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 충전정보 획득부는,
    상기 관리서버로부터 복수의 충전소에 대한 충전요금을 포함하는 충전관련정보를 획득하여 저장하는 것을 특징으로 하는 모바일 단말.
  9. 제어부에 의해, 전기자동차와 충전 연결된 충전스탠드의 고유번호를 포함하는 제어요청정보를 관리서버로 전송하여 상기 충전스탠드의 제어승인을 요청하는 제어요청단계;
    상기 제어부에 의해, 상기 충전스탠드의 제어승인이 완료되면 상기 관리서버를 통해 상기 충전스탠드를 제어하는 제어단계; 및
    상기 제어부에 의해, 상기 관리서버로부터 수신한 상기 전기자동차의 충전상태정보를 출력하도록 제어하는 충전상태 출력단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차 충전스탠드 제어시스템을 이용한 충전 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    입력부에 의해, 충전스탠드의 고유번호를 입력받는 입력단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차 충전스탠드 제어시스템을 이용한 충전 방법.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 충전상태 출력단계에서는,
    상기 제어부에 의해, 충전량 및 충전요금을 포함하는 충전상태정보를 출력하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전기자동차 충전스탠드 제어시스템을 이용한 충전 방법.
  12. 청구항 9에 있어서,
    상기 충전제어단계에서는,
    상기 제어부에 의해, 충전스탠드를 제어하기 위한 제어정보를 상기 관리서버를 통해 상기 충전스탠드에게로 전송하여 상기 충전스탠드의 계폐를 제어하는 것을 특징으로 하는 전기자동차 충전스탠드 제어시스템을 이용한 충전 방법.
  13. 청구항 9에 있어서,
    상기 제어요청단계에서는,
    제어부에 의해, 이동통신사 서버를 통해 상기 충전스탠드의 제어를 위한 사용자 인증을 요청하는 것을 특징으로 하는 전기자동차 충전스탠드 제어시스템을 이용한 충전 방법.
  14. 청구항 9에 있어서,
    충전정보 획득부에 의해, 업데이트 설정시간에 모바일 통신을 통해 상기 관리서버에 접속하여 충전관련정보를 획득하여 저장하는 충전정보 획득단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차 충전스탠드 제어시스템을 이용한 충전 방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 충전정보 획득단계에서는,
    상기 충전정보 획득부에 의해, 상기 관리서버로부터 복수의 충전소에 대한 충전요금을 포함하는 충전관련정보를 획득하여 저장하는 것을 특징으로 하는 전기자동차 충전스탠드 제어시스템을 이용한 충전 방법.
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