KR20120130080A - 전기 차량 충전 및 계산 - Google Patents

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KR20120130080A
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KR
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electric vehicle
charging
charging station
operator
vehicle charging
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KR1020127017459A
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밀턴 티. 토미
리차드 로웬델
제임스 솔로몬
Original Assignee
쿨롬 테크놀로지스, 인코포레이티드
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Abstract

전기 차량 충전 스테이션은 다른 시간 기간으로 프로그램될 수 있는 사용 시간 계량기를 포함하여 다른 요금이 그 다른 시간 기간의 에너지 눈금에 적용될 수 있다. 시간 기간은 전기 차량 운영자에 대해 특정될 수 있다. 요금은 또한 전기 차량 운영자에 대해 특정될 수 있고 다른 전기 시설로부터 전기를 공급받는 충전 세션에 적용할 수 있다.

Description

전기 차량 충전 및 계산{ELECTRIC VEHICLE CHARGING AND ACCOUNTING}
본 발명의 실시예는 전기 차량을 충전하는 분야에 관한 것으로, 특히 전기 차량 충전 및 계산에 관한 것이다.
전기 차량 충전 스테이션(electric vehicle charging stations)("충전 스테이션")은 전기 차량(예컨대, 전기 배터리 구동 차량, 가솔린/전기 배터리 구동 차량 하이브리드 등)을 위한 충전 지점(charging points)을 제공하는데 전형적으로 이용된다. 충전 스테이션은 지정된 충전 장소(예컨대, 가스 스테이션의 장소와 유사한), 주차 공간(예컨대, 공공 주차 공간 및/또는 사설 주차 공간) 등에 위치할 수 있다. 대부분의 전기 플러그-인 차량(electric plug-in vehicles)은 110V, 220V(유럽에서는 230V) 양쪽을 허용하고 10A에서 70A까지의 전류 레벨에서 전원을 얻는 탑재된 충전기를 갖는다.
몇몇 충전 스테이션은 전기 차량으로 충전 스테이션에 의해 공급되는 전류의 양을 측정하는 계량기(meter)를 포함한다. (kWh로 측정되고 계량기의 전류 눈금으로부터 추출된) 에너지 눈금(energy reading)은 해당 차량의 충전 비용을 결정할 때 계산하는(accounting) 동안 이용된다. 전형적으로, 단일 비율(또는 요금; kWh 당 비용으로서 정의된)이 특정 충전 스테이션에 의해 전기 차량으로 전송된 에너지의 총 금액(total amount of energy)에 대해 적용된다. 단일 요금은 전형적으로 충전 스테이션으로 전기를 공급하는 전력 그리드(power grid)를 동작시키는 전기 시설에 의해 설정된다.
충전 스테이션은 지리적으로 분포될 수 있고 다른 전기 시설에 의해 동작되어지는 다른 전력 그리드로부터 에너지를 공급받을 수 있다. 각 다른 전력 그리드 또는 전기 시설은 다른 에너지 요금(예컨대, 킬로와트-아워(kWh) 당 다른 통화 금액)을 갖을 수 있다. 전형적 전기 차량 충전 시스템에 있어서, 전기 차량 운용자는 그 충전 스테이션의 위치에 따라 다른 충전 스테이션에 의해 공급된 에너지의 동일한 금액에 대해 다른 통화 금액(monetary amounts)을 청구한다.
본 발명은 상기한 점을 감안하여 발명된 것으로, 전기 차량 충전 및 계산 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 전기 차량 충전 및 계산 방법에 관한 구성을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명의 1실시예에 따른 예시적 충전 시스템을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 1실시예에 따른 도 1에 도시된 충전 시스템의 예시적 실시예를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 1실시예에 따른 예시적 충전 스테이션 네트워크를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 1실시예에 따른 사용 시간 계량기를 갖는 충전 스테이션을 구비하는 충전 세션(charging session)을 위한 예시적 동작을 나타낸 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 1실시예에 따른 사용 시간 계량기를 갖고 있지 않은 충전 스테이션을 구비하는 충전 세션(charging session)을 위한 예시적 동작을 나타낸 흐름도이다.
이하의 설명에 있어서, 다양한 특정한 상세한 내용이 설명된다. 그러나, 본 발명의 실시예는 이들 특정한 상세한 내용 없이 실행될 수도 있음이 이해된다. 다른 예에 있어서, 잘 알려진 회로, 구조, 및 기술이 본 설명의 이해를 불명료하게 하지 않도록 하기 위해 상세하게 도시되지는 않는다. 내포된 설명에 따라 통상의 지식을 가진 자는 과도한 실험 없이 적절히 기능적으로 수행할 수 있다.
"1실시예", "실시예", "예시적 실시예" 등에 대한 명세서에서의 참조는 개시된 실시예가 특정 태양, 구조, 또는 특징을 포함할 수 있지만, 모든 실시예가 반드시 특정 태양, 구조, 또는 특징을 포함하지는 않을 수도 있음을 나타낸다. 더욱이, 이러한 문구는 반드시 동일한 실시예에 대해 언급되지는 않는다. 더욱이, 특정 태양, 구조, 또는 특징이 실시예와 관련하여 설명될 때, 명시적으로 개시되었는가의 여부를 다른 실시예와 관련하여 이 태양, 구조, 또는 특징을 초래하도록 당업자의 지식 내에 있음이 제기된다.
이하의 설명 및 청구항에 있어서, 그 파생어에 따라, 용어 "결합된" 및 "연결된"이 사용될 수 있다. 이들 용어는 서로에 대해 동의어로서 고려되는 것은 아니다. 오히려, 특정 실시예에 있어서, "연결된"은 2 이상의 엘리먼트가 서로 직접 물리적 또는 전기적 연결에 있음을 나타내는데 사용될 수 있다. "결합된"은 2 이상의 엘리먼트가 직접 물리적 또는 전기적 접촉에 있음을 의미할 수 있다. 그러나, "결합된"은 또한 2 이상의 엘리먼트가 서로 직접 접촉에 있지 않지만, 그럼에도 불구하고 여전히 서로 협력 또는 상호작용하고 있음을 의미할 수 있다.
도면에 도시된 기술은 코드(code) 및 저장된 데이터를 이용해서 구현되고 하나 이상의 컴퓨터 장치(예컨대, 전기 차량 충전 스테이션, 전기 차량 충전 스테이션 네트워크 서버 등) 상에서 실행될 수 있다. 여기서 이용되는 바와 같이, 충전 스테이션은, 전기 차량을 충전하는, 하드웨어 및 소프트웨어를 포함하는, 장비의 하나이다. 이러한 계산 장치는, 기계 저장 매체(예컨대, 자기 디스크; 광 디스크; RAM; ROM; 플래시 메모리 장치; 상변화 메모리) 및 기계 통신 매체(예컨대, 전기적, 광학적, 음향적 또는 다른 형태의 전파된 신호 - 반송파, 적외선 신호, 디지털 신호 등과 같은)와 같은, 기계-판독가능 매체를 이용해서 코드 및 데이터를 (내부적으로 그리고 네트워크를 거쳐 다른 계산 장치와) 저장 및 통신한다. 더욱이, 이러한 계산 장치는 전형적으로 저장 장치와 같은 하나 이상의 다른 구성요소에 결합된 하나 이상의 프로세서의 세트와, 하나 이상의 입력/출력 장치(예컨대, 키보드, 터치스크린 및/또는 디스플레이), 및 네트워크 연결를 포함한다. 프로세서의 세트와 다른 구성요소의 결합은 전형적으로 하나 이상의 버스 및 브릿지(또한 버스 콘트롤러로서 칭해지는)를 통한다. 각 네트워크 트래픽을 전달하는 신호 및 저장 장치는 하나 이상의 기계 저장 매체와 기계 통신 매체를 나타낸다. 따라서, 주어진 계산 장치의 저장 장치는 전형적으로 해당 장치의 하나 이상의 프로세서의 세트 상에서 실행을 위한 코드 및/또는 데이터를 저장한다. 물론, 본 발명의 실시예의 하나 이상의 부품은 소프트웨어, 펌웨어 및/또는 하드웨어의 다른 조합을 이용해서 구현될 수 있다.
이하, 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 실행할 수 있도록 하기 위해 본 발명의 도식적 예로서 제공되는 도면을 참조하면서 본 발명을 상세히 설명한다. 특히, 이하의 도면 및 예는 하나의 실시예로 본 발명의 요지를 제한하는 것은 아니고, 다른 실시예가 개시되거나 도시된 엘리먼트의 몇몇 또는 전부를 교환하는 방법에 의해 가능하다.
몇몇 실시예에 있어서, 전기 공급을 위한 요금은 개별 차량 운영자에 대해 특정되고 이들 요금은 다른 전기 시설(전기 차량 운영자 종속 요금)에 의해 동작된 다른 전력 그리드로부터 에너지를 공급받는 충전 스테이션에 대해 적용된다. 예컨대, 전기 차량 운영자는 전기 시설(예컨대, 운영자의 국지 전기 시설 또는 몇몇 다른 전기 시설인)에 따른 요금을 협상할 수 있고 해당 요금은 충전 스테이션의 위치에 관계없이 그들의 전기 차량(들)을 충전할 때 이용될 수 있고 이 전기 시설은 해당 충전 스테이션에 대한 전기 공급을 제어한다.
몇몇 실시예에 있어서, 충전 스테이션은 하루 중 다른 시간 기간을 위한 에너지 눈금을 기록하기 위해 사용 시간 계량기를 포함한다. 각 시간 기간은 전형적으로 전달된 전기를 위한 다른 요금과 관련된다. 이용되어질 수 있는 시간 기간의 예는 피크 시간, 비-피크 시간, 야간 시간, 주간 시간, 또는 다른 시간 기간을 포함한다. 몇몇 실시예에 있어서, 전기 차량 운영자는 각 다른 시간 기간에 대해 다른 전기 차량 운영자 종속 요금(electric vehicle operator dependent tariff)을 갖는 반면, 다른 실시예에 있어서 요금은 충전 스테이션의 전기 공급을 제어하는 전기 시설에 대해 특정된다. 다른 실시예에 있어서, 전기 차량 운영자는, 다른 전기 시설에 대해, 다른 시간 기간에 대해 다른 요금을 포함할 수 있는, 다른 전기 차량 운영자 종속 요금을 갖는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 예시적 충전 시스템을 나타낸다. 도 1에 도시된 충전 시스템은 전력선(135)을 거쳐 전력 그리드(130)와 결합된 충전 스테이션(120)을 포함한다. 몇몇 실시예에 있어서, 전력 그리드(130)는 전기 시설(190)에 의해 소유 및/또는 동작된다. 전력 그리드(130) 및 전기 시설(190)은 다른 독립체(entities)에 의해 소유 또는 운영될 수 있음을 이해해야만 한다. 더욱이, 전력 그리드(130)는 다중 전기 독립체에 의해 이용되어질 수 있음을 이해해야만 한다. 전기 시설(190)은 전형적으로 전력 그리드(130)를 국지적으로 운영하는 공공 독립체이지만, 전기 시설(190)은 개인 회사 또는 사람일 수 있다.
전기 차량의 운영자(예컨대, 전기 차량 운영자(145))는 그들의 전기 차량(예컨대, 전기 차량(110))을 충전하기 위해 충전 스테이션(120)을 이용한다. 예컨대, 전기 차량(예컨대, 전기 구동 차량, 가솔린/전기 구동 차량 하이브리드 등)의 전기 저장 장치(예컨대, 배터리, 슈퍼캐패시터 등)가 충전 스테이션(120)의 이용을 통해 충전될 수 있다. 전기 차량 운영자는 전기 차량의 운전자, 전기 차량의 승객, 및/또는 전기 차량의 서비스 담당자를 포함할 수 있음을 이해해야만 한다. 1실시예에 있어서, 전기 차량의 운영자는 그들 전기 차량을 충전하기 위해 그들 자신의 충전 코드를 제공하고(예컨대, 전기 차량 운영자(145)는 충전 스테이션(120)의 충전 지점 연결부(155)에 충전 코드(140)를 끼워 넣는다), 반면 다른 실시예에서는 충전 스테이션(120)의 충전 지점 연결부(155)는 부착된 충전 코드를 위한 회로를 포함한다(예컨대, 충전 코드(140)는 충전 스테이션(120)의 충전 지점 연결부(155)에 고정적으로 부착된다).
1실시예에 있어서, 충전 스테이션(120)은 다른 전압(예컨대, 120V 및 240V)에서 2중 모드로 충전할 수 있다. 예를 들어, 고정적으로 부착된 충전 코드가 전형적으로 더 높은 전압 모드(예컨대, 240V)에서 이용되고, 부착되지 않은 충전 코드가 전형적으로 더 낮은 전압 모드(예컨대, 120V)의 충전 스테이션(120)의 전원 콘센트에 삽입된다.
몇몇 실시예에 있어서, 전력의 흐름은 전력선(135) 상의 어느 쪽의 방향으로 될 수 있다. 즉, 전기 차량(110)은 전력 그리드(130)로부터 충전될 수 있거나 전력 그리드(130)가 전기 차량(110)으로부터 전원을 인가받을 수 있다(이하, "V2G"(vehicle-to-grid)로 언급함). 따라서, 본 발명의 몇몇 실시예에 있어서, 전기 차량(110)은 전력 그리드(130)로부터 전기를 소모할 수 있을 뿐만 아니라 전력 그리드(130)에 대해 전기를 전달할 수도 있다.
충전 스테이션(120)은 또한 데이터 제어 유닛(data control unit(DCU); 170)을 통해 서버(180)와 결합된다. DCU(170)는 서버(180)에 대한 게이트웨이(gateway)로서 기능하고, 충전 스테이션(120)과 서버(180) 사이에서 메시지 및 데이터를 중계한다. 충전 스테이션(120)은 LAN(Local Area Network) 링크(175)(예컨대, WPAN(Wireless Personal Area Network)(예컨대, 불루투스(Bluetooth), 지그비(ZigBee) 등), 또는 다른 LAN 링크(예컨대, 이더넷(Ethernet), PLC(Power Line Communication), WiFi 등))를 거쳐 DCU(170)와 메시지 및 데이터를 교환한다. DCU(170)는 WAN 링크(185)(예컨대, 셀룰러(Cellular)(예컨대, CDMA, GPRS 등) WiFi 인터넷 연결(Internet connection), POTS(Plain Old Telephone Service), 전용 회선(leased line) 등)를 거쳐 서버(180)와 메시지 및 데이터를 교환한다. 본 발명의 1실시예에 따르면, DCU(170)은 충전 스테이션(예컨대, 충전 스테이션(120) 또는 서버(180)와 결합된 다른 충전 스테이션)의 일부로서 포함되어질 수 있다. 다른 실시예에 있어서, DCU(170)는 충전 스테이션의 일부가 아닌 분리되는 장치이다. 몇몇 실시예에 있어서, 충전 스테이션(120)은 (예컨대, DCU를 통한 연결 없이) 직접적으로 서버(180)와 결합된다.
서버(180)는 권한부여(authorization) 서비스, 계산(accounting) 서비스, 사용 모니터링(usage monitoring), 충전 스테이션의 실시간 제어(real-time control of the charging stations) 등을 포함하는 다중 충전 스테이션을 위한 서비스를 제공한다. 이하 더욱 상세히 설명되어지는 바와 같이, 몇몇 실시예에 있어서, 서버(180)는 사용 명확성의 시간(예컨대, 이용 기간의 시간) 및/또는 다중 전기 시설로부터 전기를 공급받는 다중 충전 스테이션을 위한 요금을 제공한다. 더욱이, 몇몇 실시예에 있어서 서버(180)는 전기 시설(190) 보다는 다른 전기 시설에 의해 동작되는 전력 그리드에 연결된 다중 충전 스테이션을 위한 서비스를 제공한다.
1실시예에 있어서, 서버(180)는 차량 운영자 정보(예컨대, 운영자 계정 정보, 운영자 접촉 정보(예컨대, 운영자 성명, 거리 주소, 이메일 주소, 전화 번호, 등), 이용 기간의 시간, 충전 세션에 적용되는 요금(들) 등)와 충전 스테이션 구성 정보를 저장한다. 충전 스테이션 구성 정보는 각 충전 스테이션과 충전 스테이션 상의 충전 세션에 관한 정보를 포함할 수 있다. 예컨대, 각 충전 스테이션을 위해, 서버(180)는 다음을 저장할 수 있다: 충전 스테이션에 속하는 배선 그룹(wiring group)(여기서 이용된 바와 같이, 배선 그룹은 공통 회로 차단기에 대한 물리적 배선 연결에 대응한다), 배선 그룹의 전기 회로 용량(예컨대, 차단기 크기), 고장 회로 차단기 트립을 방지하는데 이용되는 트립 마진(trip margin), 현재 소모 또는 전달되어지는 전류의 양, 차량이 충전 스테이션에 끼워넣어져 있는가의 여부, 충전 세션의 길이(현재 및 과거), 해당 충전 스테이션에 적용되는 요금, 해당 충전 스테이션의 다른 시간 기간, 충전 스테이션이 사용 시간 계량기를 갖는가의 여부 등.
본 발명의 1실시예에 있어서, 서버(180)는 (그들의 전기 차량에 관한 정보의 제공, 지불 정보의 제공, 접촉 정보의 제공 등을 포함할 수 있는) 서비스 및 다른 기능(예컨대, 충전 세션을 위한 지불, 충전 세션의 이용가능성 결정, 그들의 전기 차량(들)의 충전 상태의 점검 등)을 위해 등록에 대해 가입자(전기 차량의 소유자 및 운영자)를 허용하는, 인터넷을 통해 이용가능한, 가입자 포털(subscriber portal)을 포함한다. 가입자 포털은 또한 (해당 운영자가 그의 집이나 사업장에서 전력에 대해 청구받는 요금으로 되거나 되지 않을 수 있는) 그들의 전기 차량을 충전하기 위한 운영자에 대한 특정 요금(운영자 종속 요금)을 협상 또는 확립하도록 전기 차량 운영자를 허용할 수 있다. 이하 더욱 상세히 설명되어지는 바와 같이, 운영자에 대한 특정의 전기 차량 충전 요금은 충전 스테이션의 위치에 관계없이 그리고 해당 충전 스테이션을 위한 전기 공급을 제어하는 전기 시설에 관계없이 적용되어질 수 있다.
1실시예에 있어서, 가입자 포털은 또한 충전 스테이션 상에서의 이용을 위한 선호 언어(language preference)(예컨대, 충전 스테이션 상에 디스플레이된 언어)를 설정 및/또는 변경하도록 차량 운영자를 허용한다. 예로써, 선호 언어를 설정한 후, 선택된 언어는 차량 운영자를 권한부여한 후, 디스플레이되어진다. 1실시예에 있어서, 선호 언어는 모바일 통신 장치(150)(예컨대, 모바일 통신 장치(150)가 스마트카드이면)에 기입되고 충전 세션을 요청하는 동안 판독된다. 다른 실시예에 있어서, 차량 운영자의 선호 언어가 서버(180)에 저장되고 차량 운영자를 권한부여하는 동안 또는 후에 충전 스테이션에 제공된다. 몇몇 실시예에 있어서, 전기 차량 운영자는 또한 충전 스테이션에서 그들의 선호 언어를 설정 및/또는 변경할 수 있다.
더욱이, 서버(180)는 그들의 충전 스테이션을 구성하고 다른 기능을 수행하도록(예컨대, 충전 스테이션의 평균 이용 결정 등) 충전 스테이션(120)(그리고 다른 충전 스테이션)의 소유자 또는 관리자를 허용하는, 인터넷을 통해 이용가능한, 호스트 포털(host portal)을 포함할 수 있다. 충전 스테이션은 또한 본 발명의 몇몇 실시예에서 다른 수단(예컨대, 텔넷(Telnet), 사용자 인터페이스(user interface) 등을 통해)을 이용해서 구성될 수 있다. 호스트 포털은 또한 이용하는 충전의 시간에 대한 요금(들) 및/또는 다른 시간 기간을 결정하도록 소유자 또는 관리자를 허용한다.
충전 스테이션(120)은 충전 지점 연결부(155)를 여기화(energizing) 및 비-여기화(de-energizing)시키는 것에 의해 충전 지점 연결부(155)와 전력 그리드(130) 사이에서 전기의 적용을 제어한다. 1실시예에 있어서, 서버(180)는 충전 지점 연결부(155)를 여기화시키도록 충전 스테이션(120)을 명령하고, 또한 충전 지점 연결부(155)를 비-여기화시키도록 충전 스테이션(120)을 명령할 수 있다. 1실시예에 있어서, 충전 지점 연결부(155)는 부착된 충전 코드를 위한 전원 콘센트 또는 회로이다(예컨대, 따라서 충전 스테이션(120)은 부착된 충전 코드를 위한 전원 콘센트 또는 회로를 여기화/비-여기화시킬 수 있다). 전원 콘센트는 NEMA(National Electrical Manufacturers Association) 표준 5-15, 5-20, 및 14-50 또는 다른 표준(예컨대, BS 1363, CEE7 등)을 준수하는 콘센트와 같은 소정 수의 형태의 콘센트일 수 있고, 다른 전압(예컨대, 120V, 240V, 230V 등)에서 동작할 수 있다.
전기 차량 운영자는 본 발명의 다른 실시예에서 다른 방법으로 그들의 전기 차량을 위한 충전 세션을 요청할 수 있다. 하나의 실시예로서, 전기 차량 운영자(145)는 전기 차량(110)을 위한 충전 세션을 초기화 및 요청하도록 통신 장치(150)를 이용할 수 있다. 통신 장치(150)는 WLAN 또는 WPAN 장치(예컨대, 하나 또는 양 방향 RFID(radio-frequency identification) 장치, 모바일 계산 장치(예컨대, 랩탑(laptops), 팝탑(palmtop), 스마트폰, 멀티미디어 모바일 폰(multimedia mobile phone), 셀룰러 폰(cellular phone) 등), 지그비(ZigBee) 장치 등)일 수 있다. 통신 장치(150)는, 서버(180)를 통해 직접 또는 간접적으로, 충전 스테이션(120)에 대해 특유 운영자-특정 정보(예컨대, 운영자 식별 정보 등)를 통신한다. 몇몇 실시예에 있어서, 전기 차량 운영자(145)는 전기 차량(110)의 충전 상태를 모니터하도록 통신 장치(150)를 이용할 수 있다. 본 발명의 1실시예에 있어서, 통신 장치(150)는 전기 차량(110)과 결합되거나 전기 차량(110)의 일부일 수 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 전기 차량 운영자(145)는 충전 스테이션(120)에 대한 충전 이용의 시간을 위한 운영자 종속 요금(들) 및/또는 운영자 종속 시간 기간을 통신하도록 통신 장치(150)를 이용할 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 전기 차량 운영자(145)는 언제 충전이 시작되어야 하는가 및/또는 어떠한 요금인가를 나타낼 수 있는 충전 스테이션(120)에 대해 충전 선호성(charging preferences)을 통신하도록 통신 장치(150)를 이용한다. 예컨대, 선호성은 배터리가 소정 범위의 양 이하로 남아 있음에도 불구하고(예컨대, 수마일 내) 주간 요금이 적용되는 동안 전기 차량을 충전하지 않아야만 함을 충전 스테이션(120)이 나타낼 수 있다.
충전 세션을 요청하는 다른 예로서, 전기 차량 운영자(145)는 충전 스테이션(120)과 결합된 지불 스테이션(160)과 상호작용할 수 있고, 이는 차량(110)의 충전과 관련하여 충전 스테이션(120)에 대해 적절한 명령(예컨대, 충전 지점 연결부(155)를 여기화시키는 명령)을 보낼 수 있다. 지불 스테이션(160)은 통신 장치(150) 및/또는 사용자 인터페이스(예컨대, 디스플레이 및 입력 버튼)를 통해 충전 세션 요청 및 지불을 수신하도록 구성될 수 있다. 지불 스테이션(160)은 주문형 지불(on-demand payment)을 위한 신용 카드 리더를 포함할 수 있다. 지불 스테이션(160)은 LAN 링크를 통해 충전 스테이션(120)과 결합된다. 지불 스테이션(160)은 주차 공간을 위한 지불 스테이션과 유사하게 기능할 수 있다. 더욱이, 지불 스테이션(160)은 주차 지불 및 충전 지불을 위한 양쪽에 이용될 수 있다.
또 다른 예로서, 전기 차량 운영자(145)는 전기 차량(110)을 위한 충전 스테이션을 요청하도록 충전 스테이션(120)의 사용자 인터페이스를 이용할 수 있다. 다른 예로서, 충전 세션을 위한 요청 및/또는 지불에 대해 전기 차량 운영자(145)는 통신 장치(150) 및 지불 스테이션(160)의 조합 또는 통신 장치(150) 및 충전 스테이션(120)의 조합을 이용할 수 있다.
몇몇 실시예에 있어서, 전기 차량 운영자는 하나 이상의 파라미터의 세트를 갖는 충전 세션을 요청할 수 있다. 예컨대, 전기 차량 운영자(145)는 한도(limit)에 도달할 때까지 전기 차량(110)을 충전하도록 요청할 수 있다. 한도는 전기의 통화 금액(monetary amount of electricity)(예컨대, 전기의 10달러 가치를 충전), 신용거래 금액(credit amount) (예컨대, 전기의 10 신용 가치를 충전), 시간의 금액(예컨대, 3시간 동안 충전) 등을 포함할 수 있다. 전기 차량 운영자(145)는 또한 충전 세션을 위한 우선도를 나타낼 수 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 더 높은 우선도 충전 세션은 더 낮은 우선도 충전 세션 이상의 비용이 들 수 있다.
다른 결제 모델을 갖는 다른 충전 플랜(charging plans)이 다른 실시예에서 이용될 수 있다. 예컨대, 전기 차량 운영자가 충전 세션의 시간에서 충전 세션에 대해 지불할 수 있는 선불 모델(pay-as-you-go model)이 이용될 수 있다. 운영자는 충전 세션을 위한 지불 또는 충전 스테이션(120)을 통해 직접적으로 충전 세션을 위한 지불에 대해 지불 스테이션(160)을 이용할 수 있다. 다른 실시예로서, 전기 차량 운영자가 충전 서비스에 따른 계정을 갖고서 어느 정도 간격(예컨대, 매일, 매주, 매월, 분기별 등)으로 그들에 대해 결제하는 후-결제 모델(bill-later model)이 이용될 수 있다. 다른 예로서, 전기 차량 운영자가 충전 서비스에 따른 계정을 갖고서 미리 서비스에 대해 지불하는 선불 예약지불 모델(prepaid subscription model)이 이용될 수 있다(금액은 각 충전 세션이 완료된 후 공제될 수 있음). 다른 예로서, 카드(예컨대, 모바일 통신 장치(150))가 소정 금액의 충전 신용거래(예컨대, 시간의 금액, 전기의 금액 등)를 포함하는 선불 카드 모델(prepaid card model)이 이용될 수 있다. 선불 카드 모델에 있어서, 신용거래는 그들이 이용되어지는 시간 및/또는 충전 세션의 우선도에 따라 가치가 다른 값으로 될 수 있다. 예컨대, 단일 신용거래는 피크 시간 보다는 비-피크 시간 동안 더욱 가치가 있을 수 있다(예컨대, 비-피크 시간 동안, 단일 신용거래는 충전의 1분 가치와 동등할 수 있는 반면 피크 시간에서의 신용거래는 충전의 30초 가치와 동등할 수 있다).
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 충전 스테이션(120)의 예시적 실시예를 나타낸다. 충전 스테이션(120)은 충전 지점 연결부(155), 하나 이상의 충전 스테이션 제어 모듈(205), 전기 제어 장치(210), 에너지 계량기(220), RFID 리더(230), 사용자 인터페이스(235), 디스플레이 유닛(240), 및 하나 이상의 트랜시버(250)(예컨대, 유선 트랜시버(wired transceiver(s))(예컨대, 이더넷(Ethernet), PLC(power line communication) 등) 및/또는 무선 트랜시버(wireless transceiver(s))(예컨대, 802.15.4(예컨대, 지그비(ZigBee) 등), 블루투스(Bluetooth), WiFi, 적외선(Infrared), GPRS/GSM, CDMA 등))을 포함한다. 도 2는 충전 스테이션의 예시적 구조를 나타내고, 그 외, 다른 구조가 여기서 설명된 발명의 실시예에 이용될 수 있음을 이해해야만 한다. 예컨대, 충전 스테이션의 몇몇 구현은 사용자 인터페이스, RFID 리더, 또는 네트워크에 대한 연결을 포함하지 않을 수도 있다.
RFID 리더(230)는 충전 스테이션(120)을 이용하기 원하는 운영자의 RFID 가능 장치(예컨대, RFID 태그가 내장된 스마트카드(smartcards), 열쇠 고리(key fobs) 등)로부터 RFID 태그를 판독한다. 예컨대, 운영자(145)는 충전 스테이션(120)으로부터 충전 세션을 요청하도록 RFID 리더(230) 가까운 모바일 통신 장치(150)(만약 RFID 가능 장치)를 흔들고/때리고(wave/swipe) 할 수 있다.
RFID 리더(230)는 충전 스테이션 제어 모듈(205)로 판독된 정보를 지나가게 한다. 충전 스테이션 제어 모듈(205)은 차량과 함께 충전 세션을 확립하는 명령을 포함하도록 프로그램된다. 1실시예에 있어서, 운영자(145)는 RFID 리더(230)가 수신하는 정보를 기초로 인증 및 권한부여된다. 발명의 1실시예에 있어서, 충전 스테이션(120)이 국지적으로 권한부여 정보를 저장하는 동안(구성/운영자 데이터 저장부(270)에), 발명의 다른 실시예에서는 충전 스테이션 제어 모듈(205)이 트랜시버(250) 중 하나를 매개로 원격 장치(예컨대, 서버(180))로 권한부여 요청(authorization request)을 전송한다. 예컨대, 충전 스테이션 제어 모듈(205)은 WPAN 트랜시버(예컨대, 블루투스, 지그비) 또는 LAN 트랜시버를 거쳐 데이터 제어 유닛(170)에 대해 전송될 권한부여 요청을 야기시킨다. 데이터 제어 유닛(170)은 서버(180)에 대해 권한부여 요청을 중계한다.
몇몇 실시예에 있어서, RFID 가능 장치를 구비하는 충전 세션을 시작하는 차량 운영자에 부가하여 또는 대신, 차량 운영자는 충전 세션을 시작하도록 사용자 인터페이스(235)를 이용할 수 있다. 예컨대, 차량 운영자는 사용자 인터페이스(235)를 통해 계정 및/또는 지불 정보로 들어갈 수 있다. 예컨대, 사용자 인터페이스(235)는 유저네임/패스워드(또는 다른 정보) 및/또는 지불 정보로 들어가도록 운영자(145)를 허용할 수 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 차량 운영자는 또한 충전 세션 동안 공급된 전기의 비용에 영향을 미칠 수 있는 그들의 요청의 우선도 레벨 또는 특권(privilege)(예컨대, 즉시 충전, 언제라도 충전 등)을 정의할 수 있다.
충전 스테이션 제어 모듈(205)은 여기화 또는 비-여기회되도록 충전 지점 연결부(155)를 야기시킨다. 예컨대, 충전 스테이션 제어 모듈(205)은 전력 그리드(130)에 대해 전력선(135)의 연결을 완료하는 것에 의해 여기화되도록 전기 제어 장치(210)를 야기시킨다. 1실시예에 있어서, 전기 제어 장치(210)는 충전 스테이션 제어 모듈(205)에 의해 제어되는 고체 장치(solid-state device) 또는 전기의 흐름을 제어하기 위한 적절한 다른 소정의 다른 장치이다. 몇몇 실시예에 있어서, 충전 스테이션 제어 모듈(205)은 서버(180) 또는 지불 스테이션(160)으로부터 수신된 메시지를 기초로 여기화 또는 비여기화되도록 충전 지점 연결부(155)를 야기시킨다.
에너지 계량기(220)는 (예컨대, 전기 차량(110)과 충전 스테이션(120) 사이에서) 충전 지점 연결부(155)를 통해 전력선(135) 상에 흐르는 에너지의 양을 측정한다. 몇몇 실시예에 있어서, 에너지 계량기(220)는 (예컨대, V2G 경우에서) 전기 차량으로부터 전력 그리드(130)로 흐르는 에너지와 전기 차량에 대해 흐르는 에너지를 측정할 수 있다. 에너지 계량기(220)는 전류를 측정하기 위해 유도 코일(induction coil) 또는 다른 적절한 장치를 포함하거나 결합될 수 있다. 에너지 계량기(220)는 충전 스테이션 제어 모듈(205)과 결합된다. 충전 스테이션 제어 모듈(205)은 에너지 계량기로부터의 출력을 모니터하고 에너지 눈금(예컨대, 주어진 시간 기간에 걸쳐 이용되어지는 전기의 양, 전형적으로 킬로와트-아워(kWh))을 계산하는(calculate) 명령으로 프로그램된다. 몇몇 실시예에 있어서, 에너지 계량기(220)는 다른 시간 기간으로 프로그램될 수 있는 사용 시간 계량기이어서 다른 에너지 눈금은 다른 시간 기간에 대해 만들어질 수 있다.
디스플레이 유닛(240)은 운영자(145)에 대해 메시지(예컨대, 충전 상태, 확인 메시지, 에러 메시지, 통보 메시지 등)를 디스플레이하는데 이용된다. 디스플레이 유닛(240)은 또한 충전 스테이션(120)이 주차 계량기로서 동작하면 주차 정보를 디스플레이할 수 있다(예컨대, 수 분 내로 남아있는 시간의 양, 주차 위반 등). 구성/운영자 데이터 저장부(270)는 관리자, 소유자, 또는 충전 스테이션(120)의 제조업자에 의해 설정될 수 있는 구성 정보를 저장한다.
도 1이 단일 충전 스테이션(120)을 나타내는 반면, 많은 충전 스테이션은 (하나 이상의 데이터 제어 유닛을 통해) 서버(180) 및/또는 서로에 대해 네트워크되어짐을 이해해야 한다. 더욱이, 서버(180)는 다른 전기 시설에 의해 동작 또는 제어된 다른 전력 그리드로부터 에너지를 공급받는 다중 충전 스테이션과 결합될 수 있다.
도 3은 본 발명의 1실시예에 따른 예시적 충전 스테이션 네트워크를 나타낸다. 도 3에 도시된 바와 같이, 다른 지리적 영역의 다른 전기 시설이 충전 스테이션에 전기를 공급하는 다른 전력 그리드를 동작 및/또는 제어한다. 예컨대, 전기 시설(190)은 전력 그리드(130)를 제어 및/또는 동작시키고, 이는 충전 스테이션(310)의 그룹에 전기를 공급한다(충전 스테이션(120)은 충전 스테이션(310)의 일부이다). 전기 시설(340)은 전력 그리드(350)를 제어 및/또는 동작시키고, 이는 충전 스테이션(320)의 그룹에 전기를 공급한다. 전기 시설(360)은 전력 그리드(370)를 제어 및/또는 동작시키고, 이는 충전 스테이션(330)의 그룹에 전기를 공급한다. 예로서, 전기 시설(190,340,360)은 다른 회사/조직이고, 전기 소비에 대해 다른 요금을 부과한다. 도 3에 도시되지 않음에도 불구하고, 충전 스테이션 그룹(310,320,330)의 몇몇 충전 스테이션은 사용 시간 계량기(time of use meters)를 포함할 수 있음을 이해해야만 한다. 다중 전기 시설은 동일한 그리드를 공유 및 이용할 수 있고 다른 요금을 적용할 수 있음이 이해되어져야 한다.
도 3은 또한 다른 전기 시설에 의해 동작 및/또는 제어되는 다른 전력 그리드로부터 전기를 공급받는 다른 충전 스테이션을 이용하는 전기 차량 운영자(145)를 나타낸다. 도 3에 도시된 바와 같이, 전기 차량 운영자(145)는, 전기 시설(190)과 관련된, 하나 이상의 운영자 종속 요금(380)을 갖는다. 운영자 종속 요금(380)은 다음 중 하나 이상을 포함할 수 있다: 사용 시간 요금(사용 시간 계량을 위해 이용되는 각 시간 기간을 위한 다른 요금), 우선도 요금((추가요금을 포함할 수 있는) 높은 우선도 충전 세션을 위한 요금), 비-사용시간 충전 스테이션 요금(충전 스테이션이 사용 시간 계량기를 갖고 있지 않을 때 이용된 요금), 로밍 요금(roaming tariff(s))(전기 차량 운영자가 (또한 추가요금을 포함할 수 있는) 다른 전기 차량 충전 서비스의 충전 스테이션을 이용할 때 이용된 요금) 등. 예로서, 요금(380)은, 전기 차량 운영자(145)의 국지적 시설일 수 있는, 전기 시설(190)과 협상된다. 요금(380; tariff(s))은 여기서 이후 설명되어지는 바와 같이 사용 시간 계량을 위해 이용될 수 있다(예컨대, 다른 요금이 다른 시간 기간에 적용될 수 있다.) 1실시예에 있어서, 충전 스테이션 그룹(310,320,33)과 결합되는, 서버(180)는 그러한 충전 스테이션 상의 충전 세션을 위해 적용된 요금(380)을 야기시킨다.
도 3의 목적을 위해, 요금(380)은 충전 스테이션 그룹(310,320,330)의 어느 충전 스테이션이 전기 차량을 충전하는데 이용되는지에 관계없이 전기 차량 운영자(145)의 충전 세션에 적용될 전기 차량 운영자 종속 요금이다. 따라서, 전기 차량 운영자(145)는 어느 전기 시설이 충전 스테이션에 대해 전기를 공급하는지에 관계없이 동일한 요금을 이용해서 청구한다. 따라서, 전기 시설(190,340,360)에 의해 각각 전기를 공급함에도 불구하고, 운영자(145)는 충전 스테이션(310,320,330)을 이용할 때 요금(380)을 이용해서 청구하게 된다.
상기한 바와 같이, 전기 시설(190,340,360)은 일반적으로 다른 요금을 적용할 수 있지만, 전기 차량 운영자(145)는 그들 전기 시설의 요금과 달리됨에 관계없이 요금(380)을 이용해서 청구하게 된다. 1실시예에 있어서, 전기 차량 충전 서비스에 의해 전기 차량 운영자에 대해 청구된 금액과 전기 차량 충전 서비스에 대해 전기 시설에 의해 청구된 금액 사이의 차이는 전기 차량 충전 서비스에 의해 정산된다(예컨대, 충전 서비스는 청구된 금액이 전기 차량 운영자에 대해 청구된 금액 이하이면 차이를 유지할 수 있고, 청구된 금액이 전기 차량 운영자에 대해 청구된 금액 이상이면 차이를 지불할 수 있다).
도 3이 특정 전기 시설(예컨대, 전기 시설(190))과 관련된 요금을 나타내는 한편, 본 발명의 실시예는 그에 한정되지 않는다. 예컨대, 요금은 (예컨대, 전기 차량 운영자의 등록 동안) 전기 차량 충전 서비스에 의해 할당될 수 있고, 소정 전기 시설과 관련되지 않을 수 있다.
도 3이 단일 차량 운영자에 대해 특정되는 차량 운영자 종속 요금에 관하여 발명의 실시예를 나타내는 한편, 몇몇 실시예에서 요금은 차량 운영자의 그룹(예컨대, 회사의 종업원, 여행 그룹의 회원, 또는 다른 그룹)에 대해 특정된다. 예로서, 회사는 종업원들을 위해 법인 요금(corporate tariff(s))을 협상할 수 있고, 이들 요금은 충전 스테이션의 위치 및 이들 충전 스테이션에 대해 전기 서비스를 제공하는 전기 시설에 관계없이 이용될 수 있다.
도 3이 미국 대륙을 나타내고 있는 한편, 전기 시설과 충전 스테이션은 다른 나라에 위치할 수도 있음을 이해해야만 한다. 몇몇 실시예에 있어서, 차량 운영자 종속 요금은 다른 나라에서 적용된다.
상기한 바와 같이, 몇몇 충전 스테이션은 사용 시간 계량기를 포함할 수 있다. 예컨대, 몇몇 실시예에 있어서 에너지 계량기(220)는 다른 시간 기간으로 프로그램될 수 있는 사용 시간 계량기이어서 다른 에너지 눈금이 다른 시간 기간 동안 취해질 수 있다. 도 4는 본 발명의 1실시예에 따른 사용 시간 계량기를 갖춘 충전 스테이션 상의 충전 세션을 위한 예시적 동작을 나타내는 흐름도이다. 도 4는 도 2의 예시적 실시예에 따라 설명되지만, 도 4의 동작은 도 2를 참조하여 논의된 것 외의 발명의 실시예에 의해 수행될 수 있고, 도 2를 참조하여 논의된 실시예는 도 4를 참조하여 논의된 것과는 다른 동작을 수행할 수 있음을 이해해야 한다. 도 4는 충전 스테이션(120)과 서버(180)를 참조하여 설명되어지지만, 그러나 다른 충전 스테이션(예컨대, 충전 스테이션 그룹(310,320,330)의 충전 스테이션)이 유사한 동작을 수행할 수 있음을 이해해야 한다.
블록(410)에서, 충전 세션 요청(charging session request)이 전기 차량 운영자(145)로부터 충전 스테이션(120)에서 수신된다. 상기한 바와 같이, 충전 세션 요청은 통신 장치(150), 지불 스테이션(160)을 매개로, 및/또는 직접 사용자 인터페이스(235)를 통해 수신되어질 수 있다. 충전 세션 요청은 전기 차량 운영자(145)를 식별한다(예컨대, 요청은 전기 차량 운영자(145)와 관련된 식별자(identifier)를 포함한다). 요청은 또한 하나 이상의 파라미터의 세트를 포함할 수 있다(예컨대, 충전 세션 지속 한계(예컨대, 통화 금액, 신용거래 금액, 시간의 금액), 우선도 레벨 등). 제어가 충전 스테이션(120)이 서버(180)에 대해 충전 세션 요청을 전송하는 블록(420)으로 흐른다.
블록(430)에서, 서버(180)는 (하나 이상의 시간 기간을 식별하는) 사용 시간 정의(time of use definition)의 결정과 충전 세션을 위해 적용되는 대응하는 요금을 포함하는 충전 세션 요청을 처리한다. 1실시예에 있어서, 사용 시간 정의 및/또는 요금이 전기 차량 운영자(145)에 대해 특정되는 한편, 다른 실시예에서 사용 시간 정의 및/또는 요금은 차량 운영자의 다른 그룹(예컨대, 회사의 종업원, 여행 그룹의 회원 등)에 대해 특정되거나 충전 스테이션(120), 전기 시설(190) 또는 전력 그리드(130)에 대해 특정된다. 전기 차량 운영자에 대해 특정되는 사용 시간 정의 및/또는 요금은 충전 스테이션 또는 전기 시설에 대해 특정되는 사용 시간 정의 및/또는 요금을 대체할 수 있다. 만약 요금이 전기 차량 운영자 종속 요금이면, 그 요금은 요청이 수신되는 어느 충전 스테이션(그리고, 어느 전기 시설이 충전 스테이션을 위한 전기를 발생시키기 위해 책임이 있는지)에 관계없이 이용됨을 이해해야만 한다. 따라서, 전기 차량 운영자 종속 요금은 다른 전기 시설과 관련된 다른 충전 스테이션에 적용가능하다. 요금은 또한 요청이 수신된 시간에 의존할 수 있다. 예컨대, 다른 요금이 다른 시간 기간(예컨대, 피크 시간, 비-피크 시간, 야간 시간, 주간 시간 등)을 기초로 적용될 수 있다. 이들 다른 요금은 또한 전기 차량 운영자(145)에 대해 특정되거나 충전 스테이션(120) 또는 전기 시설(190)에 대해 특정될 수 있다.
1실시예에 있어서, 시간 기간(time period(s)) 및 요금(tariff(s))의 조합이 이용될 수 있다. 예컨대, 사용 시간 정의(time of use definition)는 충전 스테이션(120), 또는 전기 시설(190)에 대해 특정되어질 수 있는 한편, 요금은 전기 차량 운영자(145)에 대해 특정되어질 수 있다.
서버(180)는 또한 전기 차량 운영자가 요청 시에 충전 스테이션(120)을 이용하도록 권한부여되는가의 여부를 결정하기 위해 권한부여 절차를 수행한다. 1실시예에 있어서, 서버(180)는 전기 차량 운영자가 권한부여되지 않으면 사용 시간 정의 또는 요금을 결정하지 않는다.
몇몇 실시예에 있어서, 사용 시간 계량기를 위한 시간 기간은 전기 시설에 대해 특정되고 전기 차량 운영자로부터 요청을 수신하기 이전에 사용 시간 계량기에 프로그램된다. 이러한 예에 있어서, 서버(180)는 사용 시간 정의를 결정하지 않는다.
흐름이 블록(430)으로부터 서버(180)가 충전 스테이션(120)에 대해 사용 시간 정의 및 선택적으로 요금을 포함하는 충전 세션 응답을 전송하는 블록(440)으로 이동한다. 1실시예에 따르면, 요금은 통화 금액 한도 또는 신용거래 금액 한도를 포함하는 요청의 수신에 따라 충전 스테이션(120)에 대해 전송되고, 충전 스테이션(120)은 한도가 도달되어질 때를 결정하기 위해 소모된 전기의 비용을 계산하도록 그 요금을 이용한다. 흐름은 블록(440)으로부터 블록(450)으로 이동한다.
블록(450)에서, 충전 스테이션(120)은 서버(180)로부터 수신된 사용 시간 정의를 이용해서 그 사용 시간 계량기를 프로그램한다. 예컨대, 사용 시간 정의에서 나타내어진 다른 시간 기간은 충전 스테이션(120)의 사용 시간 계량기(220)에 프로그램된다.
흐름이 블록(450)으로부터 충전 세션이 확립되고 충전이 개시되도록 허용되는 블록(460)으로 이동한다. 1실시예에 있어서, 충전 세션을 확립하는 것은 전기 차량과 충전 스테이션(120) 사이에서 전류가 흐를 수 있도록 하는 것을 포함한다. 예컨대, 충전 스테이션 제어 모듈(205)은 충전 지점 연결부(155)를 여기화시키도록 전기 제어 장치(210)를 야기시킨다. 충전 세션 동안, 충전 스테이션(120)은 다른 시간 기간에 대해 소비된 전류의 양을 측정하고 그 다른 시간 기간에 대한 에너지 눈금(energy readings)(예컨대, kWh 눈금)을 계산한다. 몇몇 실시예에 있어서, 충전 스테이션(120)은 또한 에너지 눈금과 서버(180)로부터 수신된 대응하는 요금을 기초로 소비된 전기의 비용을 계산한다.
흐름은 블록(460)으로부터 충전 세션이 정지되는 블록(470)으로 이동한다. 예컨대, 전기 차량 운영자는, 요청된 한도가 도달되는 등, 충전 세션을 종료한다. 예컨대, 요청이 전기의 통화 금액을 기초로 하는 한도를 포함하면(예컨대, 전기의 10 달러 가치), 충전 스테이션(120)은 전기의 금액이 소모되고 나면 충전을 중지한다. 몇몇 실시예에 있어서, 충전 세션 지속 한도(charging session duration limit)(예컨대, 통화, 신용거래 등)가 맞추어졌기 때문에 충전 세션이 종료되었음을 운영자에게 경보를 발하는 통보 메시지(예컨대, 이메일, 텍스트 메시지 등)가 차량 운영자(145)에게 전송된다. 통보 메시지는 충전 스테이션(120) 또는 서버(180)에 의해 전송될 수 있다. 도 2를 참조하면, 충전 스테이션 제어 모듈(205)은 전기 차량과 충전 스테이션(120) 사이에서 전송되는 것으로부터 전기를 방지하기 위해 충전 지점 연결부(155)를 비-여기화하도록 전기 제어 장치(210)를 야기시킨다.
흐름은 블록(470)으로부터 충전 스테이션(120)이 서버(180)로 에너지 눈금(들)을 전송하는 블록(480)으로 이동한다. 충전이 다중 사용 시간 기간 동안 야기되었는가의 여부에 따라 다중 에너지 눈금이 있을 수 있다. 에너지 눈금(들)은 충전 세션이 종료되었음을 서버(180)에게 통보하는 충전 세션 종료 메시지에 따라 보내질 수 있다. 물론, 충전 스테이션(120)은 충전 세션이 진행 중에 있는 동안 서버(180)에 대해 에너지 눈금을 전송할 수 있음을 이해해야 한다.
흐름이 블록(480)으로부터 서버(180)가 눈금(들) 및 대응하는 요금(들)을 기초로 전기 차량 운영자의 계정을 조화시키는 블록(490)으로 이동한다. 예컨대, 서버(180)는 눈금(들) 및 요금(들)을 기초로 전기 차량 운영자에게 청구한다(또는 전기 차량 운영자의 계정 또는 선불 카드 또는 플랜(plan)으로부터 공제한다). 다른 예로서, V2G의 경우, 서버(180)는 눈금(들) 및 요금(들)을 기초로 전기 차량 운영자의 계정을 신용거래한다.
요금(들)이 차량 운영자 종속 요금(들)인 실시예에 있어서, 전기 차량 운영자에게 청구하기 위한 금액을 결정하는데(또는 계정 또는 다른 선불카드 또는 플랜(plan)으로부터 공제하는데) 부가하여, 서버(180)는 또한 전기 시설이 차량 운영자 종속 요금(들)에 대한 것이 아님에도 청구된 금액을 결정할 수 있다. 1실시예에 있어서, 금액 사이의 차이는 전기 차량 충전 서비스(예컨대, 서버(180)를 제어/동작시키는 엔티티(entity))에 의해 정산된다. 예컨대, 시설에 의해 청구된 금액이 전기 차량 운영자에 대해 청구된 금액 이하이면 차이를 유지하고 시설에 의해 청구된 금액이 전기 차량 운영자에 대해 청구된 금액 이상이면 차이를 지불한다.
도 4가 충전 스테이션(120)에 대해 사용 시간 정의 및/또는 요금(들)을 제공하는 서버(180)를 나타내는 한편, 몇몇 실시예에 있어서 전기 차량 운영자는 사용 시간 정의 및/또는 요금(들)을 제공한다. 예로서, 전기 차량 운영자(145)는 충전 스테이션(120)의 사용 시간 계량기에서 이용하기 위한 다른 시간 기간 및/또는 요금(들)을 통신하도록 모바일 통신 장치(150)를 이용할 수 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 요금(들) 및/또는 사용 시간 정의는 모바일 통신 장치(150) 상에 암호화된 형태로 저장되고 충전 스테이션(120)에 의해 해독된다.
따라서, 사용 시간 계량기를 포함하지 않는 전형적 충전 스테이션과는 달리, 본 발명의 실시예는 다중 시간 기간에 대해 에너지 눈금을 측정하도록 충전 스테이션을 허용한다. 이는 다른 요금이 하루 중 다른 시간(예컨대, 피크 시간, 비-피크 시간, 야간 시간 등)에 대해 부과될 수 있으므로 전기를 위한 청구의 더 큰 세분(granularity)을 허용한다. 더욱이, 몇몇 실시예에 있어서 사용 시간 기간은 개별 전기 차량 운영자에 대해 특정되고, 다른 전기 시설로부터 전기 서비스를 수용하는 다중 충전 스테이션에 대해 적용한다.
도 4가 사용 시간 계량기를 갖춘 충전 스테이션으로 수행된 예시적 동작을 나타내는 한편, 몇몇 충전 스테이션은 사용 시간 계량기를 포함하지 않는다. 예컨대, 몇몇 실시예에 있어서 충전 스테이션(120)의 에너지 계량기(220)는 사용 시간 계량기가 아니다. 도 5는 본 발명의 1실시예에 따른 사용 시간 계량기를 갖추지 않은 충전 스테이션 상에서의 충전 세션을 위한 예시적 동작을 나타내는 흐름도이다. 도 4와 마찬가지로, 도 5는 충전 스테이션(120)과 서버(180)를 참조하여 설명되지만; 그러나 다른 충전 스테이션(예컨대, 충전 스테이션 그룹(310,320,330)의 충전 스테이션)이 유사한 동작을 수행할 수 있음을 이해해야 한다.
블록(510)에서, 충전 세션 요청이 도 4의 블록(410)에서 설명된 충전 세션 요청과 유사한 방법으로 전기 차량 운영자(145)로부터 충전 스테이션(120)에서 수신된다. 상기한 바와 같이, 충전 세션 요청은 통신 장치(150), 지불 스테이션(160)을 매개로 및/또는 사용자 인터페이스(235)를 통해 수신될 수 있다. 제어는 충전 스테이션(120)이 서버(180)로 충전 세션 요청을 전송하는 블록(520)으로 흐른다.
블록(530)에서, 서버(180)는 요청되어진 충전 세션을 위해 적용되도록 요금을 결정하는 것을 포함하는 충전 세션 요청을 처리한다. 1실시예에 있어서, 요금은 전기 차량 운영자(145)에 대해 특정되고(전기 차량 운영자 종속 요금), 한편 다른 실시예에 있어서 요금은 차량 운영자의 다른 그룹(예컨대, 회사의 종업원, 여행 그룹의 회원 등)에 대해 특정되거나, 충전 스테이션(120), 전기 시설(190) 또는 전력 그리드(130)에 대해 특정된다.
선택된 요금은 또한 요청이 수신된 시간에 의존할 수 있다. 예컨대, 다른 요금이 다른 시간 기간(예컨대, 피크 시간, 비-피크 시간, 야간 시간, 주간 시간 등)에 적용될 수 있다. 이들 차이 요금은 전기 차량 운영자(145), 충전 스테이션(120), 전력 그리드(130), 및/또는 차량 운영자의 다른 그룹(예컨대, 회사의 종업원, 여행 그룹의 회원 등)에 대해 특정될 수 있다. 도 4의 블록(430)을 참조하여 상기 설명한 바와 같이, 서버는 또한 전기 차량 운영자가 권한부여된 사용자인지의 여부를 결정하도록 권한부여 절차를 수행할 수 있다.
도 4를 참조하면, 충전 스테이션(120)이 사용 시간 계량기를 포함하지 않으므로, 서버(180)는 충전 세션을 요청하는 차량 운영자와 관련될 수 있는 사용 시간 기간을 결정하지 않는다. 충전 세션을 요청하는 차량 운영자가 다른 시간 기간에 대한 다중 요금과 관련되는 경우, 서버(180)는 요금의 사용 및/또는 평균에 대해 그들 요금 중 하나를 선택할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 전기 차량 운영자는 또한 사용 시간 계량기를 포함하지 않은 그러한 충전 스테이션을 위한 다른 요금과 관련된다.
흐름은 블록(530)으로부터 차량 운영자가 권한부여되고 또한 선택적으로 충전 세션을 위해 결정된 요금을 포함함을 나타내는 충전 세션 응답(charging session reply)을 전송하는 블록(540)으로 이동한다. 1실시예에 따르면, 요금은 요청이 통화 금액 한도 또는 신용거래 금액 한도를 포함하는 경우에 소비된 전기의 비용을 계산하도록 충전 스테이션(120)에 의해 이용된다.
흐름은 블록(540)으로부터 충전 세션이 확립되고 충전이 도 4의 블록(460)을 참조하여 설명된 것과 같이 마찬가지로 개시되도록 허용하는 블록(550)으로 이동한다. 충전 세션 동안, 충전 스테이션(120)은 소비된 전류의 양을 측정하고 충전 세션을 위한 에너지 눈금(예컨대, kWh 눈금)을 계산하는 해당 정보를 이용한다. 몇몇 실시예에 있어서, 충전 스테이션(120)은 또한 서버(180)로부터 수신된 요금 및 에너지 눈금을 기초로 소비된 전기의 비용을 계산한다.
이어 흐름이 충전 세션이 중지되는 블록(560)으로 이동한다. 예컨대, 충전 세션은, 요청된 한도가 도달된, 전기 차량 운영자(145) 등에 의해 종료된다. 몇몇 실시예에 있어서, 충전 세션 지속 한도(charging session duration limit)(예컨대, 통화, 신용거래 등)가 맞추어졌기 때문에 충전 세션이 종료되었음을 운영자에게 경보를 발하는 통보 메시지(예컨대, 이메일, 텍스트 메시지 등)가 차량 운영자(145)에게 전송된다. 흐름은 블록(560)으로부터 충전 스테이션(120)이 서버(180)로 에너지 눈금(예컨대, 충전 세션 동안 소비된 kWh)을 전송하는 블록(570)으로 이동한다. 에너지 눈금은 충전 세션이 종료되었음을 서버(180)에게 통보하는 충전 세션 종료 메시지와 함께 보내질 수 있다. 물론, 충전 스테이션(120)은 충전 세션이 진행 중에 있는 동안 서버(180)로 에너지 눈금을 전송할 수 있음을 이해해야 한다.
흐름이 블록(570)으로부터 서버(180)가 눈금 및 요금을 기초로 전기 차량 운영자의 계정을 조화시키는 블록(580)으로 이동한다. 예컨대, 서버(180)는 에너지 눈금 및 요금을 기초로 전기 차량 운영자에게 청구한다(또는 전기 차량 운영자의 계정 또는 선불 카드 또는 플랜(plan)으로부터 공제한다). 요금이 차량 운영자 종속 요금인 실시예에 있어서, 전기 차량 운영자에게 청구하기 위한 금액을 결정하는데(또는 계정 또는 다른 선불카드 또는 플랜(plan)으로부터 공제하는데) 부가하여, 서버(180)는 또한 전기 시설이 차량 운영자 종속 요금에 대한 것이 아님에도 청구된 금액을 결정할 수 있다. 1실시예에 있어서, 금액 사이의 차이는 전기 차량 충전 서비스(예컨대, 서버(180)를 제어/동작시키는 엔티티(entity))에 의해 정산된다. 예컨대, 시설에 의해 청구된 금액이 전기 차량 운영자에 대해 청구된 금액 이하이면 차이를 유지하고 시설에 의해 청구된 금액이 전기 차량 운영자에 대해 청구된 금액 이상이면 차이를 지불한다.
도 5가 충전 스테이션(120)에 대해 요금을 제공하는 서버(180)를 나타내는 한편, 몇몇 실시예에 있어서 전기 차량 운영자가 요금을 제공한다. 예로서, 전기 차량 운영자(145)는 충전 스테이션(120)에 대해 요금을 통신하도록 모바일 통신 장치(150)를 이용할 수 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 요금은 모바일 통신 장치(150) 상에 암호화된 형태로 저장되고 충전 스테이션(120)에 의해 해독된다.
따라서, 요금이 위치 종속이고 전기 시설에 의해 설정되는 전형적 충전 서비스와는 달리, 본 발명의 실시예는 이용되어지는 전기 차량 운영자 종속 요금(들)을 허용한다. 상기한 바와 같이, 전기 차량 운영자 종속 요금(들)은 다른 전기 시설로부터 전기적 서비스를 받는 다중 충전 스테이션에 대해 적용할 수 있다. 이는 차량이 다른 전기 시설에 의해 서비스된 다른 지리적 위치에 대해 여행을 하게 됨에 따라 충전 서비스를 위해 청구된(또는 정산된) 금액에 관하여 차량 운영자를 위해 일정한 경험을 제공한다.
도 4 및 도 5가 충전 스테이션(120)에 대해 사용 시간 정의 및/또는 요금(들)을 제공하는 서버(180)와 관련하여 설명된 반면, 다른 실시예에 있어서 DCU(170)는 충전 스테이션(120)에 대해 사용 시간 정의 및/또는 요금(들)을 제공한다. 더욱이, 각 개별 충전 스테이션은 사용 시간 정의 및/또는 요금(들)으로 프로그램될 수 있다.
도면들에서의 흐름도는 본 발명의 소정 실시예에 의해 수행된 동작의 특정 순서를 나타내는 반면, 이러한 순서는 예시적임을 이해해야 한다(예컨대, 다른 실시예는 다른 순서, 소정 동작을 조합, 소정 동작을 중첩 등으로 수행될 수 있다).
한편, 본 발명은 상기한 실시예로 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

Claims (19)

  1. 전기 차량과 전기 차량 충전 스테이션 사이에서 충전 세션을 확립하는 단계로서, 확립된 충전 세션 동안 전기 차량이 충전되도록 허용하는 단계와;
    충전 세션이 활성화(active)인 동안 사용 시간 계량기에 프로그램된 다수의 시간 기간을 위한 에너지 눈금을 계산하는(calculating) 단계로서, 사용 시간 계량기가 그 시간 기간의 에너지를 측정하여 다른 요금이 그 시간 기간에 적용될 수 있도록 하는 단계;를 갖추어 이루어진 것을 특징으로 하는 사용 시간 계량기를 갖춘 전기 차량 충전 스테이션 상에서 전기 차량을 충전하기 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    계산(accounting)을 위해 전기 차량 충전 스테이션 네트워크 서버로 충전 세션을 위한 계산된 에너지 눈금을 전송하는 단계를 더 갖추어 이루어진 것을 특징으로 하는 사용 시간 계량기를 갖춘 전기 차량 충전 스테이션 상에서 전기 차량을 충전하기 위한 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    충전 세션을 확립하는 단계가 다음의 단계;
    전기 차량의 운영자를 대신하여 충전 세션을 요청하는 전기 차량 충전 스테이션 네트워크 서버로 메시지를 전송하는 단계로서, 메시지가 전기 차량의 운영자와 관련된 식별자를 포함하는 단계와;
    충전 세션이 권한부여되었음을 나타내는 전기 차량 충전 스테이션 네트워크 서버로부터 응답(reply)을 수신하는 단계; 및
    응답을 수신함에 응답해서, 전기 차량 충전 스테이션과 전기 차량 사이에서 전류가 흐르도록 허용하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 사용 시간 계량기를 갖춘 전기 차량 충전 스테이션 상에서 전기 차량을 충전하기 위한 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    전기 차량의 운영자와 관련된 식별자를 기초로 전기 차량 충전 스테이션 네트워크 서버로부터 사용 시간 정의를 수신하는 단계로서, 사용 시간 정의가 사용 시간 계량기를 위한 시간 기간을 나타내는 단계와;
    사용 시간 정의를 수신함에 응답해서, 사용 시간 계량기에 시간 기간을 프로그래밍하는 단계;를 더 갖추어 이루어진 것을 특징으로 하는 사용 시간 계량기를 갖춘 전기 차량 충전 스테이션 상에서 전기 차량을 충전하기 위한 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    다수의 시간 기간에 대응하는 다수의 요금을 수신하는 단계로서, 다수의 요금이 전기 차량의 운영자에 대해 특정되고, 전기 차량 충전 스테이션이 전기 시설에 의해 동작된 전력 그리드로부터 전기를 공급하며, 다수의 요금이 다른 전기 시설로부터 전기를 공급받는 다른 전기 차량 충전 스테이션 상의 운영자를 위해 적용가능한 단계와;
    한도에 도달했을 때 충전 세션을 종료하는 단계로서, 한도가 각 시간 기간에 대한 에너지 눈금과 그 시간 기간의 요금을 기초로 하고, 한도가 통화 금액과 신용거래 기반 시스템의 신용거래 금액 중 하나인 단계;를 더 갖추어 이루어진 것을 특징으로 하는 사용 시간 계량기를 갖춘 전기 차량 충전 스테이션 상에서 전기 차량을 충전하기 위한 방법.
  6. 제3항에 있어서,
    다수의 요금이 전기 차량 충전 스테이션 네트워크 서버와 전기 차량 운영자 중 하나로부터 수신되는 것을 특징으로 하는 사용 시간 계량기를 갖춘 전기 차량 충전 스테이션 상에서 전기 차량을 충전하기 위한 방법.
  7. 전기 시설로부터 전기를 공급받는 전기 차량 충전 스테이션 상에서 전기 차량을 충전하기 위한 방법으로,
    전기 차량과 전기 차량 충전 스테이션 사이에서 충전 세션을 확립하는 단계로서, 확립된 충전 세션 동안 전기 차량이 충전되도록 허용하는 단계와;
    충전 세션 동안 전기 차량에 의해 소모된 전기의 금액을 나타내는 충전 세션을 위해 하나 이상의 에너지 눈금을 계산하는(calculating) 단계; 및
    전기 차량의 운영자에 대한 하나 이상의 요금 특정을 기초로 하는 계산(accounting)을 위해 전기 차량 충전 스테이션 네트워크 서버에 대해 하나 이상의 에너지 눈금을 전달하는 단계로서, 전기 차량의 운영자에 대한 하나 이상의 요금 특정이 다른 전기 시설로부터 전기를 공급받는 다른 전기 차량 충전 스테이션에 적용가능한 단계;를 갖추어 이루어진 것을 특징으로 하는 전기 차량 충전 스테이션 상에서 전기 차량을 충전하기 위한 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    충전 세션을 확립하는 단계가,
    전기 차량의 운영자로부터 충전 세션을 위한 요청을 수신하는 단계와;
    권한부여를 위해 전기 차량 충전 스테이션 네트워크 서버로 요청을 전송하는 단계;
    충전 세션이 권한부여되었음을 나타내는 전기 차량 충전 스테이션 네트워크 서버로부터 응답을 수신하는 단계; 및
    응답을 수신함에 응답해서, 전기 차량 충전 스테이션과 전기 차량 사이에서 전류가 흐르도록 허용하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 차량 충전 스테이션 상에서 전기 차량을 충전하기 위한 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    전기 차량 충전 스테이션 네트워크 서버와 전기 차량의 운영자 중 하나로부터 전기 차량의 운영자에 대한 하나 이상의 요금 특정을 수신하는 단계와;
    한도에 도달했을 때 충전 세션을 종료하는 단계로서, 한도가 하나 이상의 에너지 눈금과 하나 이상의 요금을 기초로 하고, 한도가 통화 금액 및 신용거래 기반 시스템의 신용거래 금액 중 하나인 단계;를 더 갖추어 이루어진 것을 특징으로 하는 전기 차량 충전 스테이션 상에서 전기 차량을 충전하기 위한 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    전기 차량의 운영자에 대한 적어도 2개의 요금 특정이 있고, 전기 차량 충전 스테이션 상의 사용 시간 계량기의 적어도 2개의 시간 기간으로부터의 측정을 기초로 충전 세션을 위한 적어도 2개의 에너지 눈금이 있는 것을 특징으로 하는 전기 차량 충전 스테이션 상에서 전기 차량을 충전하기 위한 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    적어도 2개의 시간 기간이 전기 차량 충전 스테이션 네트워크 서버로부터 수신되는 것을 특징으로 하는 전기 차량 충전 스테이션 상에서 전기 차량을 충전하기 위한 방법.
  12. 전기 시설에 의해 동작되는 전력 그리드와 결합된 전력선에 전기 차량을 결합하는 충전 지점 연결부와;
    다수의 다른 시간 기간에 대해 계량(metering)을 제공하는 프로그램가능 사용 시간 계량기;
    전기 차량 충전 스테이션 네트워크 서버와 통신하는 트랜시버; 및
    프로그램가능 사용 시간 계량기 및 트랜시버와 결합된 하나 이상의 제어 모듈을 구비하여 구성되고, 하나 이상의 제어 모듈이,
    다수의 시간 기간으로 프로그램가능 사용 시간 계량기를 프로그램하고;
    충전 지점 연결부를 통해 전류가 흐를 수 있도록 충전 지점 연결부를 여기화시키며;
    시간 기간에 대한 에너지 눈금을 계산함;을 수행하는 것을 특징으로 하는 전기 차량을 충전하기 위한 전기 차량 충전 스테이션.
  13. 제12항에 있어서,
    하나 이상의 제어 모듈이 또한 계산(accounting)을 위해 전기 차량 충전 스테이션 네트워크 서버로 에너지 눈금이 전송되도록 하는 것을 특징으로 하는 전기 차량을 충전하기 위한 전기 차량 충전 스테이션.
  14. 제13항에 있어서,
    다수의 시간 기간이 전기 차량의 개별 운영자에 대해 특정되고, 다수의 시간 기간이 전기 차량 충전 스테이션 네트워크 서버로부터 수신되는 것을 특징으로 하는 전기 차량을 충전하기 위한 전기 차량 충전 스테이션.
  15. 제13항에 있어서,
    다수의 시간 기간을 위한 다수의 요금이 전기 차량 충전 스테이션 네트워크 서버로부터 수신되고, 적어도 몇몇 다수의 요금이 전기 차량의 개별 운영자에 대해 특정되고 다른 전기 시설에 의해 전기가 공급되는 다른 전기 차량 충전 스테이션에 적용가능하며, 하나 이상의 제어 모듈이 또한 에너지 눈금 및 그 시간 기간의 요금 중 적절한 하나를 기초로 도달되어지는 충전 세션의 한도를 기초로 충전 지점 연결부를 비-여기화시키는 것을 특징으로 하는 전기 차량을 충전하기 위한 전기 차량 충전 스테이션.
  16. 다수의 전기 차량 충전 스테이션 중 다른 하나가 다른 전기 시설로부터 전기를 공급받고,
    각 전기 차량 충전 스테이션이,
    충전 세션을 위한 에너지 눈금을 계산하고(calculates);
    전기 차량 충전 스테이션 네트워크 서버에 대해 계산된 에너지 눈금을 전송함;을 수행하는,
    전기 차량을 충전하는 다수의 전기 차량 충전 스테이션과;
    전기 차량 충전 스테이션 네트워크 서버가 수신된 에너지 눈금에 대해 적절한 전기 차량 운영자 특정 요금을 적용함을 포함하는 계산(accounting)을 수행하는,
    각 다수의 전기 차량 충전 스테이션과 결합된 전기 차량 충전 스테이션 네트워크 서버;를 구비하여 구성되고,
    각 전기 차량 운영자 특정 요금은 차량 운영자에 대해 특정되고, 해당 전기 차량 충전 스테이션에 전기를 공급하는 어느 전기 시설에 관계없이 각 다수의 전기 차량 충전 스테이션에 적용하는 것을 특징으로 하는 전기 차량 충전 시스템.
  17. 제16항에 있어서,
    적어도 몇몇 다수의 전기 차량 충전 스테이션이 다수의 다른 시간 기간을 위한 계량(metering)을 제공하도록 사용 시간 계량기를 더 포함하고, 전기 차량 충전 스테이션 네트워크 서버는 그 전기 차량 충전 스테이션에 대한 다른 시간 기간을 제공하는 것을 특징으로 하는 전기 차량 충전 시스템.
  18. 제17항에 있어서,
    다른 시간 기간이 개별 전기 차량 동작에 대해 특정되는 것을 특징으로 하는 전기 차량 충전 시스템.
  19. 제17항에 있어서,
    전기 차량 충전 스테이션 네트워크 서버가 또한 전기 차량 충전 스테이션에 대해 적절한 전기 차량 운영자 특정 비율을 제공하고, 전기 차량 충전 스테이션이 충전 세션을 위한 한도에 도달함을 기초로 충전 세션을 종료하며, 한도가 에너지 눈금 및 전기 차량 운영자 특정 비율을 기초로 하는 것을 특징으로 하는 전기 차량 충전 시스템.
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