KR20130047039A - 전기 자전거의 배터리 교환 방법 - Google Patents

전기 자전거의 배터리 교환 방법 Download PDF

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KR20130047039A
KR20130047039A KR1020110111807A KR20110111807A KR20130047039A KR 20130047039 A KR20130047039 A KR 20130047039A KR 1020110111807 A KR1020110111807 A KR 1020110111807A KR 20110111807 A KR20110111807 A KR 20110111807A KR 20130047039 A KR20130047039 A KR 20130047039A
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정용관
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(주)베텍이엠
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Abstract

본 발명은 전기 자전거의 배터리 교환 방법에 관한 것으로, 배터리가 남아있는 배터리 에너지의 양에 따른 배터리 상태 정보를 휴대단말기로 전달하는 (a)단계, 휴대단말기가 배터리 상태정보를 수신하면 GPS모듈을 통해 현재 위치정보를 수집하고, 상기 배터리 상태 정보를 바탕으로 최대 이동 가능한 거리를 산출하는 (b)단계, 휴대단말기가 배터리 상태정보, 회원정보, 현재 위치정보 및 최대 이동 가능한 거리 정보를 중앙관리서버로 전달하는 (c)단계, 중앙관리서버가 상기 (c)단계에서 전달받은 최대 이동 가능한 거리 정보 내에 위치한 배터리 교환센터의 위치 정보 리스트를 생성하여 휴대단말기로 전달하는 (d)단계, 휴대단말기가 상기 배터리 교환센터의 위치 정보 리스트를 전달받아 표시하고, 선택된 특정 배터리 교환센터로 길안내를 시작하는 (e)단계를 포함한다.
이를 통해 본 발명은 휴대단말기를 통해 배터리의 상태를 주기적으로 전달받아 확인함으로써, 배터리가 완전히 방전되기 전에 배터리 교환센터에 구비된 충전된 배터리로 교체할 수 있도록 하여 사용자가 전기 자전거를 통해 장거리 주행이 가능한 효과가 있다.
또한 고가의 배터리를 대여하여 사용할 수 있도록 하는 시스템을 구축함으로써, 고가의 배터리를 사용자가 여러개 구입하지 않아도 전기 자전거를 운행할 수 있는 효과가 있다.
또한 배터리 교환센터에서 방전된 배터리를 반납하고, 충전된 배터리를 바로 제공받음으로써, 방전된 배터리를 다시 충전하는데 소요되는 시간을 절약할 수 있는 효과가 있다.

Description

전기 자전거의 배터리 교환 방법{METHOD FOR BATTERY CHANGING OF ELECTRIC BICYCLE}
본 발명은 전기 자전거의 배터리 교환 방법에 관한 것으로, 전기 자전거 운행시 휴대단말기를 통해 배터리의 상태를 주기적으로 전달받아 확인하고, 배터리 교환센터에서 방전된 배터리를 교환함으로써, 전기 자전거 운행을 원활하게 할 수 있도록 하기 위한 전기 자전거의 배터리 교환 방법에 관한 것이다.
일반적으로 자전거는 사용자의 페달링(Pedaling)에 의한 압력을 이용하여 주행하는 것으로 운동부족으로 인한 현대인의 건강 문제가 이슈화되면서 스포츠, 레저로 자전거를 즐기는 인구가 점차로 증가하고 있다.
최근에는 환경오염 및 에너지 고갈 문제에 당면하면서 전기 자전거를 보조 교통수단으로 사용하는 사례가 늘고 있으며, 전력을 동력으로 이용하여 체력소모를 줄이면서 근거리를 간편하게 이동할 수 있어 전기 자전거의 보급이 확대되고 있는 추세이다.
이러한 전기 자전거는 전기 에너지가 충전된 배터리에 의해 구동되는 모터의 동력으로 바퀴를 구동시켜 주행한다.
하지만 전기 자전거는 모터의 구동 전원으로 배터리에 기충전된 전력에만 의존할 수밖에 없어 배터리의 용량 한계로 인해 주행거리가 매우 제한적일 뿐 아니라 배터리의 가격이 매우 비싸 사용자가 여러개의 배터리를 소지하기에 어려움이 따른다.
또한 방전된 배터리를 다시 충전하는데 오랜 시간이 소요되어 전기 자전거의 사용을 기피하고 있는 실정이다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 휴대단말기를 통해 배터리의 상태를 주기적으로 전달받아 확인함으로써, 배터리가 완전히 방전되기 전에 배터리 교환센터에 구비된 충전된 배터리로 교체할 수 있도록 하여 사용자가 전기 자전거를 통해 장거리 주행이 가능하도록 하는 전기 자전거의 배터리 교환 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한 고가의 배터리를 대여하여 사용할 수 있도록 하는 시스템을 구축함으로써, 고가의 배터리를 사용자가 여러개 구입하지 않아도 전기 자전거를 운행할 수 있도록 하는 전기 자전거의 배터리 교환 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한 배터리 교환센터에서 방전된 배터리를 반납하고, 충전된 배터리를 바로 제공받음으로써, 방전된 배터리를 다시 충전하는데 소요되는 시간을 절약할 수 있도록 하는 전기 자전거의 배터리 교환 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 전기 자전거의 배터리 교환 방법에 관한 것으로, 휴대단말기에서 수행되어지되, 전기 자전거에 실장된 배터리로부터 배터리 상태 정보를 전달받는 (a)단계, GPS모듈을 통해 현재 위치정보를 추출하고 상기 배터리 상태 정보에 따른 최대 이동 가능한 거리를 계산하는 (b)단계, 휴대단말기의 정보, 상기 현재 위치정보, 상기 최대 이동 가능한 거리를 중앙관리서버로 전달하는 (c)단계, 상기 중앙관리서버로부터 상기 최대 이동 가능 거리 내에 위치한 배터리 교환센터의 위치 정보 리스트를 전달받아 표시하는 (d)단계 및 상기 배터리 교환 센터의 위치 정보 리스트 중 선택된 배터리 교환 센터로 길 안내를 시작하는 (e)단계를 포함한다.
또한 상기 배터리 상태 정보는 배터리에 남아있는 에너지에 따른 배터리 충전 레벨, 배터리 방전/충전 사이클 수, 배터리 방전/충전 횟수에 따른 사용기간 정보를 포함한다.
또한 상기 (c)단계는 상기 배터리 상태 정보를 중앙관리서버로 전달한다.
또한 본 발명은 전기 자전거의 배터리 교환 방법은 중앙관리서버에서 수행되어지되, 휴대단말기로부터 배터리 상태 정보, 휴대단말기 정보, 현재 위치정보, 최대 이동 가능 거리 정보를 전달받으면, 최대 이동 가능 거리 내에 설치된 배터리 교환센터의 위치 정보 리스트를 생성하는 (a)단계, 상기 생성한 배터리 교환센터의 위치 정보 리스트를 휴대단말기로 전달하는 (b)단계, 상기 배터리 상태 정보를 바탕으로 미리 저장된 배터리 정보를 업데이트하는 (c)단계를 포함한다.
또한 배터리 교환센터로부터 회원정보가 수신되면, 미리 등록된 회원인지 판단하고, 미리 등록된 회원일 경우 회원승인 신호를 전달하는 (d)단계, 상기 배터리 교환센터로부터 배터리 반납정보, 배터리 대여정보, 배터리 관리센터 상태정보 중 어느 하나를 전달받으면, 전달받은 정보를 바탕으로 데이터베이스를 업데이트하는 (e)단계를 더 포함한다.
또한 상기 배터리 반납정보는 회원정보, 반납된 배터리의 고유 아이디이고, 상기 배터리 대여정보는 회원정보, 대여된 배터리의 고유 아이디이며, 상기 배터리 교환센터 상태정보는 충전 중인 배터리의 개수, 충전이 완료된 배터리의 개수 정보이다.
또한 본 발명은 전기 자전거의 배터리 교환 방법은 배터리 교환센터에서 수행되어지되, 회원번호가 입력되면, 상기 회원번호를 중앙관리서버로 전달하여 회원 인증을 승인받는 (a)단계, 승인된 회원으로부터 배터리 반납 또는 대여를 요청받으면, 반납된 배터리에 부착된 RFID태그 또는 대여된 배터리에 부착된 RFID태그를 리딩하여 고유 아이디를 추출하는 (b)단계, 상기 승인된 회원의 회원번호 및 상기 배터리의 고유 아이디를 중앙관리서버로 전달하며 배터리 반납 또는 배터리 대여를 요청하는 (c)단계를 포함한다.
또한 충전 중인 배터리의 개수와 충전이 완료된 배터리의 개수를 포함하는 배터리 교환센터 상태 정보를 주기적으로 중앙관리서버로 전달하는 (d)단계를 더 포함한다.
또한 본 발명은 전기 자전거의 배터리 교환 방법은 배터리가 남아있는 배터리 에너지의 양에 따른 배터리 상태 정보를 휴대단말기로 전달하는 (a)단계, 휴대단말기가 배터리 상태정보를 수신하면 GPS모듈을 통해 현재 위치정보를 수집하고, 상기 배터리 상태 정보를 바탕으로 최대 이동 가능한 거리를 산출하는 (b)단계, 휴대단말기가 배터리 상태정보, 회원정보, 현재 위치정보 및 최대 이동 가능한 거리 정보를 중앙관리서버로 전달하는 (c)단계, 중앙관리서버가 상기 (c)단계에서 전달받은 최대 이동 가능한 거리 정보 내에 위치한 배터리 교환센터의 위치 정보 리스트를 생성하여 휴대단말기로 전달하는 (d)단계, 휴대단말기가 상기 배터리 교환센터의 위치 정보 리스트를 전달받아 표시하고, 선택된 특정 배터리 교환센터로 길안내를 시작하는 (e)단계를 포함한다.
또한 본 발명은 전기 자전거의 배터리 교환 방법은 배터리 교환센터가 회원정보를 입력받고, 입력받은 회원정보를 중앙관리서버로 전달하는 (a)단계, 상기 중앙관리서버가 미리 등록된 회원정보에 상기 (a)단계에서 전달받은 회원정보가 있으면 승인신호를 상기 배터리 교환센터로 전달하는 (b)단계, 상기 배터리 교환센터가 배터리 반납 또는 배터리 대여 메뉴를 선택받으면 반납된 배터리에 부착된 RFID태그 또는 대여할 배터리에 부착된 RFID태그를 리딩하여 배터리의 고유 아이디를 추출하고, 회원정보와 추출한 고유 아이디를 상기 중앙관리서버로 전달하는 (c)단계, 상기 중앙관리서버가 배터리 반납에 따른 회원정보와 고유 아이디를 전달받으면 데이터 베이스를 업데이트하고, 배터리 대여에 따른 회원정보와 고유 아이디를 전달받으면 해당 회원에게 대여 요금을 부과하는 (d)단계를 포함한다.
본 발명은 휴대단말기를 통해 배터리의 상태를 주기적으로 전달받아 확인함으로써, 배터리가 완전히 방전되기 전에 배터리 교환센터에 구비된 충전된 배터리로 교체할 수 있도록 하여 사용자가 전기 자전거를 통해 장거리 주행이 가능한 효과가 있다.
또한 고가의 배터리를 대여하여 사용할 수 있도록 하는 시스템을 구축함으로써, 고가의 배터리를 사용자가 여러개 구입하지 않아도 전기 자전거를 운행할 수 있는 효과가 있다.
또한 배터리 교환센터에서 방전된 배터리를 반납하고, 충전된 배터리를 바로 제공받음으로써, 방전된 배터리를 다시 충전하는데 소요되는 시간을 절약할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자전거의 배터리 교환 시스템 사시도,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자전거의 배터리 교환 시스템에서 배터리 및 휴대단말기의 내부 구성도,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자전거의 배터리 교환 시스템에서 배터리 교환센터에 설치된 키오스크의 내부 구성도,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자전거의 배터리 교환 시스템에서 휴대단말기를 통해 배터리 상태를 확인하는 과정을 나타낸 흐름도,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 전기 자전거의 배터리 교환 시스템에서 전기 자전거의 배터리를 교환하는 과정을 나타낸 흐름도.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자전거의 배터리 교환 시스템 사시도이다.
전기 자전거의 배터리 교환 시스템은 전기 자전거에 부착되는 배터리(100), 휴대단말기(200), 배터리 교환센터의 키오스크(300), 중앙관리서버(400)를 포함한다.
전기 자전거에 부착되는 배터리(100)는 전기 자전거에 결합되며, 전기 자전거를 구동하는 전기 모터로 에너지를 공급한다.
배터리(100)는 전기 에너지를 저장하는 것으로 리튬이온배터리, 리튬인산철배터리, 납배터리, 니켈카드늄배터리 등이 될 수 있다.
또한 배터리(100)는 주기적으로 전기 모터 구동에 사용되는 전기 에너지를 측정하고, 남아있는 전기 에너지의 양을 측정하여 배터리 충전 레벨 정보를 생성한다.
또한 배터리(100)는 배터리의 방전/충전 사이클 수와 배터리의 방전/충전 횟수에 따른 사용기간을 확인하고, 배터리 충전 레벨 정보와 함께 배터리 상태 정보를 생성하여 휴대단말기(200)로 전달한다.
휴대단말기(200)는 자전거 배터리 관리 애플리케이션을 다운로드 받아 설치하며, 자전거 배터리 관리 애플리케이션을 통해 전기 자전거에 실장된 배터리(100)로부터 배터리 상태 정보를 전달받아 표시한다.
그리고 휴대단말기(200)는 배터리 상태 정보에 따라 최대 이동 가능한 거리를 계산하여 표시하고, 배터리 상태 정보, 회원정보, 현재 위치 정보 및 최대 이동 가능한 거리 정보를 중앙관리서버(400)로 전달한다.
그리고 휴대단말기(200)는 중앙관리서버(400)로부터 최대 이동 가능한 거리 내에 위치한 배터리 교환센터의 위치 정보 리스트를 전달받아 표시한다.
그리고 휴대단말기(200)는 배터리 교환센터의 위치 정보 리스트 중 어느 한곳이 선택되면, 선택된 배터리 교환센터로 길 안내를 시작한다.
배터리 교환센터(300)는 도로 곳곳에 설치되며, 배터리 반납 및 대여를 수행하기 위한 키오스크가 설치되어 있다.
배터리 교환센터(300)에 설치된 키오스크는 전기 자전거의 사용자로부터 회원 정보를 입력받으면, 입력받은 회원 정보를 중앙관리서버(400)로 전달하여 유효회원인지 인증받는다.
이때 회원정보는 전기 자전거 사용자가 미리 등록한 회원번호, 휴대단말기번호, 주민등록번호 중 어느 하나가 될 수 있다.
그리고 배터리 교환센터(300)에 설치된 키오스크는 전기 자전거의 사용자가 유효한 회원일 경우 방전된 전기 자전거의 배터리를 반납받고, 충전된 전기 자전거의 배터리를 대여한다.
이때 배터리 교환센터(300)는 반납된 배터리(100)의 고유 아이디와 회원정보를 중앙관리서버(400)로 전달하고, 대여된 배터리(100)의 고유 아이디와 회원정보를 중앙관리서버(400)로 전달하여 배터리(100) 대여에 따른 요금이 부과될 수 있도록 한다.
이때 배터리(100)의 고유 아이디는 배터리(100)의 일측에 부착되는 RFID 태그에 의해 수집될 수 있다.
또한 배터리 교환센터(300)는 주기적으로 충전 중인 배터리(100)의 개수와 충전된 배터리(100)의 개수 정보를 포함하는 배터리 교환센터의 상태 정보를 중앙관리서버(400)로 전달한다.
중앙관리서버(400)는 전기 자전거 배터리 대여 프로그램에 가입된 회원들의 정보, 배터리 교환센터의 상태 정보, 대여된 배터리의 상태정보가 저장된 데이터베이스(410)를 포함하며, 휴대단말기(200)로부터 배터리 상태정보, 회원정보, 현재 위치정보 및 최대 이동 가능한 거리 정보를 전달받으면 최대 이동 가능한 거리 내에 위치한 배터리 교환센터(300)의 위치 정보 리스트를 생성하여 휴대단말기(200)로 전달한다.
그리고 중앙관리서버(400)는 휴대단말기(200)로부터 전달받은 배터리 상태정보를 바탕으로 데이터베이스(410)에 저장된 대여중인 배터리의 상태정보를 업데이트 한다.
그리고 중앙관리서버(400)는 배터리 교환센터(300)로부터 회원정보를 전달받으면 유효회원 인지 확인 후 인증신호를 전달하고, 배터리 교환센터(300)로부터 회원정보 및 배터리 반납정보를 받으면 데이터 베이스(410)를 업데이트하여 회원이 배터리를 반납했음을 등록한다.
또한 중앙관리서버(400)는 배터리 교환센터(300)로부터 회원정보 및 배터리 대여정보를 전달받으면, 회원정보를 바탕으로 배터리 대여 비용을 부과하고, 데이터 베이스(410)를 업데이트하여, 회원정보와 매칭하여 대여한 배터리의 고유 아이디를 저장한다.
또한 중앙관리서버(400)는 배터리 교환센터(300)로부터 주기적으로 배터리 교환센터의 상태정보를 전달받아 데이터 베이스(410)를 업데이트한다.
이를 통해 전기 자전거 사용자는 중앙관리서버(400)로부터 배터리 대여가 가능한 배터리 교환센터의 정보를 전달받을 수 있어 원활하게 방전된 배터리를 충전된 배터리로 교체할 수 있다
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자전거의 배터리 교환 시스템에서 배터리 및 휴대단말기의 내부 구성도이다.
배터리(100)는 배터리측 제어부(110), 배터리셀(120), 배터리 충방전 관리부(130), 무선통신부(140) 및 배터리측 표시부(150)를 포함한다.
배터리측 제어부(110)는 배터리의 전반적인 동작을 제어하며, 배터리셀(120)에 저장된 에너지를 전기 모터로 공급하도록 제어하고, 배터리 충방전 관리부(130)로부터 배터리 상태 정보를 전달받아 휴대단말기(200)로 전달한다.
여기서 배터리 상태 정보는 배터리 충전레벨, 배터리의 방전/충전 사이클 수와 배터리의 방전/충전 횟수에 따른 사용기간을 포함하며, 배터리의 남아있는 에너지를 바탕으로 배터리 충전레벨을 생성하는 과정과 배터리의 방전/충전 사이클 수, 배터리의 방전/충전 횟수에 따른 사용기간을 추출하는 방법은 종래기술에 해당함으로 자세한 설명은 생략한다.
배터리셀(120)은 전기 에너지가 저장되며, 전기 자전거의 전기 모터로 구동 에너지를 공급한다.
배터리 충방전 관리부(130)는 배터리셀(120)의 전기 에너지를 관리하며, 배터리셀(120)에 저장된 전기 에너지를 통해 배터리 충전 레벨을 결정하고, 배터리 방전/충전 사이클 수, 배터리의 방전/충전 횟수에 따른 사용기간을 추출하여 배터리 상태 정보를 생성한다.
무선통신부(140)는 데이터를 송수신하는 기능을 수행하며, 특히 휴대단말기(100)로 배터리 상태 정보를 전달한다.
무선통신부(140)는 블루투스, RFID(Radio Frequency IDentification), 와이파이(Wi-Fi) 및 지그비(ZigBee) 중 어느 하나가 적용될 수 있다.
배터리측 표시부(150)는 배터리측 제어부(110)의 제어하에 데이터를 표시하며, 남아있는 배터리 충전 레벨을 표시한다.
휴대단말기(200)는 제어부(210), 송수신부(220), 음성처리부(230), 저장부(240), GPS부(250), 키입력부(260), 표시부(270)를 포함한다.
제어부(210)는 휴대단말기(200)의 전반적인 동작을 제어하며, 배터리(100)로부터 배터리 상태 정보를 전달받으면, 미리 설치된 자전거 배터리 관리 애플리케이션을 활성화한다.
그리고 제어부(210)는 GPS부(250)를 통해 파악한 현재 위치와 배터리(100)로부터 전달받은 배터리 상태 정보를 통해 현재 남아있는 배터리의 에너지 양으로 최대 이동 가능한 거리를 계산한다.
그리고 제어부(210)는 회원정보, 현재 위치정보 및 최대 이동 가능한 거리 정보를 중앙관리서버(400)로 전달하고, 중앙관리서버(400)로부터 최대 이동 가능한 거리 내에 위치한 배터리 교환센터(300)의 위치 정보 리스트를 전달받아 표시한다.
그리고 제어부(210)는 배터리 교환센터(300)의 위치 정보 리스트로부터 어느 한곳이 선택되면, GPS부(250)를 통해 선택된 배터리 교환센터(300)로 음성 및 영상을 이용해 길 안내를 시작한다.
송수신부(220)는 유무선 통신을 수행하며, 배터리(100)로부터 무선통신을 통해 배터리 상태 정보를 전달받고, 중앙관리서버(400)로부터 배터리 교환센터(300)의 위치 정보 리스트를 전달받는다.
또한 송수신부(220)는 회원정보, 현재 위치정보 및 최대 이동 가능한 거리 정보를 중앙관리서버(400)로 전달한다.
음성처리부(230)는 각종 정보를 소리로 알려주는 스피커를 포함하며, 스피커를 통해 각종 정보를 오디오로 출력하는 기능을 수행한다. 특히 배터리 교환센터(300)로 길 안내시 길 안내 음성을 출력하는 기능을 수행한다.
저장부(240)는 배터리(100)로부터 전달받은 배터리 상태 정보를 저장하며, 중앙관리서버(400)로부터 배터리 교환센터(300)의 위치 정보 리스트를 전달받아 저장한다.
GPS부(250)는 자전거 배터리 관리 애플리케이션과 동시에 활성화되며, 일정시간 간격으로 GPS위성과 통신하여 현재 전기 자전거의 위치에 대한 좌표 데이터를 수집하고, 수집한 좌표 데이터를 제어부(210)로 전달한다.
키입력부(260)는 일반적인 키 매트릭스 구조 또는 표시부(270)와 함께 터치 스크린 방식으로 구현될 수 있으며, 배터리 교환센터의 위치 정보 리스트 중 어느 하나를 선택받는데 사용된다.
표시부(270)는 제어부(210)의 제어하에 배터리 상태 정보를 통해 추출한 잔여 배터리 충전 레벨을 표시하고, 그에 따른 최대 이동 가능 거리를 표시하며, 배터리 교환센터의 위치 정보 리스트 및 길 안내 지도를 표시한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자전거의 배터리 교환 시스템에서 배터리 교환센터의 내부 구조도이다.
배터리 교환센터(300)는 키오스크를 구비하며, 키오스크는 배터리 교환센터 제어부(310), 배터리 교환센터 표시부(320), 배터리 교환센터 키입력부(330), 배터리 수집부 및 배터리 배출부(340), RFID 리더기(350), 배터리 교환센터 송수신부(360), 음성처리부(370)를 포함한다
배터리 교환센터 제어부(310)는 배터리 교환센터(300)에 설치된 키오스크의 전반적인 동작을 제어하며, 회원정보가 입력되면 회원정보를 중앙관리서버(400)로 전달하여 유효 회원인지 인증받고, 유효회원일 경우 전기 자전거 사용자의 선택에 따라 방전된 배터리를 반납받거나 또는 충전된 배터리를 대여하도록 배터리 수집부 및 배터리 배출부(340)를 제어한다.
배터리 교환센터 표시부(320)는 배터리 교환센터 제어부(310)의 제어하에 데이터를 표시하며, 입력받은 회원정보 및 배터리 대여시 결제 요금에 따른 정보를 표시한다.
배터리 교환센터 키입력부(330)는 키 매트릭스 구조 또는 배터리 교환센터 표시부(320)와 함께 터치 스크린 방식으로 구현될 수 있으며, 전기 자전거 사용자로부터 회원 정보를 입력받아 배터리 교환센터 제어부(310)로 전달한다.
배터리 수집부 및 배터리 배출부(340)는 키오스크에 설치된 수집장치와 배출장치를 제어하며, 배터리 수집부는 방전된 배터리의 반납을 감지하고, 배터리 배출부는 충전된 배터리를 전기 자전거 사용자가 가져갈 수 있도록 배출한다.
RFID리더기(350)는 배터리 교환센터(300)의 일측에 부착되며, 전기 자전거 사용자가 반납할 배터리의 RFID 태그를 리딩하여 RFID 태그 정보를 추출하고, 추출한 RFID 태그 정보에 포함된 배터리의 고유 아이디 정보를 배터리 교환센터 제어부(310)로 전달한다.
배터리 교환센터 송수신부(360)는 전기 자전거 사용자로부터 입력받은 회원정보를 중앙관리서버(400)로 전달하고, 충전 중인 배터리의 개수와 충전된 배터리의 개수 정보를 포함하는 배터리 교환센터의 상태정보를 주기적으로 중앙관리서버(400)로 전달한다.
또한 배터리 반납 또는 배터리 대여시 회원정보와 함께 배터리의 교유 아이디를 중앙관리서버(400)로 전달한다.
음성처리부(370)는 각종 정보를 소리로 알려주는 스피커를 포함하며, 스피커를 통해 각종 정보를 오디오로 출력하는 기능을 수행한다. 특히 배터리 반납 또는 배터리를 대여하는 방법에 대해 안내하는 음성을 오디오로 출력한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자전거의 배터리 교환 시스템에서 휴대단말기를 통해 배터리 상태를 확인하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
배터리(100)는 S401단계에서 전기 자전거가 구동되면 전기 모터로 에너지를 전달하고, S402단계에서 남아있는 배터리의 에너지를 체크하며 배터리 상태를 확인한다.
그리고 배터리(100)는 S403단계에서 남아있는 배터리의 에너지 즉 배터리 충전 레벨을 포함하는 배터리 상태 정보를 생성하여 휴대단말기(200)로 전달한다.
휴대단말기(200)는 S404단계에서 배터리(100)로부터 배터리 상태 정보를 전달받으면 자전거 배터리 관리 애플리케이션을 활성화한다.
그리고 휴대단말기(200)는 S405단계에서 GPS부(250)를 통해 현재 위치 정보를 수집하고, S406단계에서 배터리 상태에 따른 최대 이동 가능 거리를 분석한다.
그리고 휴대단말기(200)는 미리 저장된 회원정보, 현재 위치정보 및 최대 이동 가능한 거리 정보를 포함하는 배터리 종합정보를 중앙관리서버(400)로 전달한다.
이때 미리 저장된 회원정보는 회원아이디, 휴대단말기번호, 주민등록번호 중 어느 하나가 될 수 있다.
중앙관리서버(400)는 S408단계에서 휴대단말기(200)로부터 배터리 종합정보를 전달받으면 전달받은 배터리 종합정보를 바탕으로 데이터베이스(410)를 업데이트한다.
그리고 중앙관리서버(400)는 S409단계에서 배터리 종합 정보에 포함된 최대 이동 가능한 거리 내에 설치된 배터리 교환센터의 위치 정보 리스트를 생성한다.
그리고 중앙관리서버(400)는 S411단계에서 수집한 배터리 교환센터의 위치 정보 리스트를 휴대단말기(200)로 전달한다.
휴대단말기(200)는 S412단계에서 배터리 교환센터의 위치 정보 리스트를 전달받아 표시하고, S413단계에서 배터리 교환센터의 위치 정보 리스트 중 어느 하나를 선택받으면 S414단계에서 선택받은 배터리 교환센터(300)로 가는 길의 안내를 음성 및 영상을 통해 시작한다.
이하 상세설명에서는 배터리 교환센터(300)의 키오스크에서 행해지는 동작을 설명의 편의를 위해 배터리 교환센터(300)로 정의하여 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 전기 자전거의 배터리 교환 시스템에서 전기 자전거의 배터리를 교환하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
배터리 교환센터(300)는 S501단계에서 회원정보를 입력받으면, S502단계에서 입력받은 회원정보를 중앙관리서버(400)로 전달한다.
중앙관리서버(400)는 S503단계에서 배터리 교환센터(300)로부터 전달받은 회원정보가 유효한 회원인지 판단하고, 유효한 회원일 경우 S504단계에서 회원 인증 신호를 배터리 교환센터(300)로 전달한다.
배터리 교환센터(300)는 S505단계에서 전기 자전거 사용자로부터 배터리 반납 메뉴를 선택받으면 S506단계에서 배터리가 반납되었는지 판단하고, 반납된 배터리의 RFID 태그를 리딩하여 배터리 고유 아이디를 추출한다.
그리고 배터리 교환센터(300)는 S507단계에서 회원 정보와 함께 반납된 배터리 고유 아이디를 중앙관리서버(400)로 전달한다.
중앙관리서버(400)는 S508단계에서 배터리 교환센터(300)로부터 회원정보와 함께 반납된 배터리 고유 아이디 정보를 전달받으면, 해당 회원이 배터리를 반납한 것으로 데이터 베이스(410)를 업데이트한다.
그리고 중앙관리서버(400)는 S509단계에서 배터리 반납 완료 신호를 전달한다.
배터리 교환센터(300)는 중앙관리서버(400)로부터 배터리 반납 완료신호를 전달받으면 S510단계에서 배터리 반납이 성공되었음을 알리는 안내문을 배터리 교환센터 표시부(320)에 표시한다.
배터리 교환센터(300)는 S511단계에서 전기 자전거 사용자로부터 배터리 대여 메뉴를 선택받으면 S512단계에서 충전된 배터리 즉 대여할 배터리에 부착된 RFID의 태그정보를 수집하여 배터리 고유 아이디를 추출하고, 배터리 배출부(340)를 통해 배터리를 대여한다.
그리고 배터리 교환센터(300)는 S513단계에서 회원 정보 및 대여한 배터리의 고유 아이디를 중앙관리서버(400)로 전달한다.
그러면 중앙관리서버(400)는 S514단계에서 전달받은 회원이 전달받은 고유 아이디에 해당하는 배터리를 대여한 것으로 데이터 베이스(410)를 업데이트하고, S515단계에서 회원정보를 바탕으로 배터리 대여 요금을 부과한다.
이렇게 함으로써, 사용자는 충전된 배터리를 따로 소지하지 않아도, 전기 자전거를 운행하는 중에 방전된 배터리를 충전된 배터리로 교체할 수 있음으로서, 간편하게 전기 자전거를 장시간, 장거리 운행할 수 있다.
이상의 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 제시하여 설명하였으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경할 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
100: 배터리 110: 배터리측제어부
120: 배터리셀 130: 배터리 충방전 관리부
140: 무선통신부 150: 배터리측 표시부
200: 휴대단말기 210: 제어부
220: 송수신부 230: 음성처리부
240: 저장부 250: GPS부
260: 키입력부 270: 표시부
300: 배터리 교환센터 310: 배터리 교환센터 제어부
320: 배터리 교환센터 표시부 330: 배터리 교환센터 키입력부
340: 배터리 수집부/배터리 배출부 350: RFID리더기
360: 배터리 교환센터 송수신부 370: 음성처리부
400: 중앙관리서버
410: 배터리 대여 서비스 회원 정보 데이터 베이스

Claims (10)

  1. 휴대단말기에서 수행되어지되,
    전기 자전거에 실장된 배터리로부터 배터리 상태 정보를 전달받는 (a)단계;
    GPS모듈을 통해 현재 위치정보를 추출하고 상기 배터리 상태 정보에 따른 최대 이동 가능한 거리를 계산하는 (b)단계;
    휴대단말기의 정보, 상기 현재 위치정보, 상기 최대 이동 가능한 거리를 중앙관리서버로 전달하는 (c)단계;
    상기 중앙관리서버로부터 상기 최대 이동 가능 거리 내에 위치한 배터리 교환센터의 위치 정보 리스트를 전달받아 표시하는 (d)단계; 및
    상기 배터리 교환 센터의 위치 정보 리스트 중 선택된 배터리 교환 센터로 길 안내를 시작하는 (e)단계를 포함하는 전기 자전거의 배터리를 교환하는 방법.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 배터리 상태 정보는,
    배터리에 남아있는 에너지에 따른 배터리 충전 레벨, 배터리 방전/충전 사이클 수, 배터리 방전/충전 횟수에 따른 사용기간 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자전거의 배터리 교환하는 방법.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 (c)단계는,
    상기 배터리 상태 정보를 중앙관리서버로 전달하는 것을 특징으로 하는 전기 자전거의 배터리 교환 방법.
  4. 중앙관리서버에서 수행되어지되,
    휴대단말기로부터 배터리 상태 정보, 휴대단말기 정보, 현재 위치정보, 최대 이동 가능 거리 정보를 전달받으면, 최대 이동 가능 거리 내에 설치된 배터리 교환센터의 위치 정보 리스트를 생성하는 (a)단계;
    상기 생성한 배터리 교환센터의 위치 정보 리스트를 휴대단말기로 전달하는 (b)단계;
    상기 배터리 상태 정보를 바탕으로 미리 저장된 배터리 정보를 업데이트하는 (c)단계를 포함하는 전기 자전거의 배터리 교환 방법.
  5. 제4 항에 있어서,
    배터리 교환센터로부터 회원정보가 수신되면, 미리 등록된 회원인지 판단하고, 미리 등록된 회원일 경우 회원승인 신호를 전달하는 (d)단계;
    상기 배터리 교환센터로부터 배터리 반납정보, 배터리 대여정보, 배터리 관리센터 상태정보 중 어느 하나를 전달받으면, 전달받은 정보를 바탕으로 데이터베이스를 업데이트하는 (e)단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전지 자전거의 배터리 교환 방법.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 배터리 반납정보는 회원정보, 반납된 배터리의 고유 아이디이고,
    상기 배터리 대여정보는 회원정보, 대여된 배터리의 고유 아이디이며,
    상기 배터리 교환센터 상태정보는 충전 중인 배터리의 개수, 충전이 완료된 배터리의 개수 정보인 것을 특징으로 하는 전기 자전거의 배터리 교환 방법.
  7. 배터리 교환센터에서 수행되어지되,
    회원번호가 입력되면, 상기 회원번호를 중앙관리서버로 전달하여 회원 인증을 승인받는 (a)단계;
    승인된 회원으로부터 배터리 반납 또는 대여를 요청받으면, 반납된 배터리에 부착된 RFID태그 또는 대여된 배터리에 부착된 RFID태그를 리딩하여 고유 아이디를 추출하는 (b)단계;
    상기 승인된 회원의 회원번호 및 상기 배터리의 고유 아이디를 중앙관리서버로 전달하며 배터리 반납 또는 배터리 대여를 요청하는 (c)단계를 포함하는 전기 자전거의 배터리 교환 방법.
  8. 제7 항에 있어서,
    충전 중인 배터리의 개수와 충전이 완료된 배터리의 개수를 포함하는 배터리 교환센터 상태 정보를 주기적으로 중앙관리서버로 전달하는 (d)단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자전거의 배터리 교환 방법.
  9. 배터리가 남아있는 배터리 에너지의 양에 따른 배터리 상태 정보를 휴대단말기로 전달하는 (a)단계;
    휴대단말기가 배터리 상태정보를 수신하면 GPS모듈을 통해 현재 위치정보를 수집하고, 상기 배터리 상태 정보를 바탕으로 최대 이동 가능한 거리를 산출하는 (b)단계;
    휴대단말기가 배터리 상태정보, 회원정보, 현재 위치정보 및 최대 이동 가능한 거리 정보를 중앙관리서버로 전달하는 (c)단계;
    중앙관리서버가 상기 (c)단계에서 전달받은 최대 이동 가능한 거리 정보 내에 위치한 배터리 교환센터의 위치 정보 리스트를 생성하여 휴대단말기로 전달하는 (d)단계;
    휴대단말기가 상기 배터리 교환센터의 위치 정보 리스트를 전달받아 표시하고, 선택된 특정 배터리 교환센터로 길안내를 시작하는 (e)단계를 포함하는 전기 자전거의 배터리 교환 방법.
  10. 배터리 교환센터가 회원정보를 입력받고, 입력받은 회원정보를 중앙관리서버로 전달하는 (a)단계;
    상기 중앙관리서버가 미리 등록된 회원정보에 상기 (a)단계에서 전달받은 회원정보가 있으면 승인신호를 상기 배터리 교환센터로 전달하는 (b)단계;
    상기 배터리 교환센터가 배터리 반납 또는 배터리 대여 메뉴를 선택받으면 반납된 배터리에 부착된 RFID태그 또는 대여할 배터리에 부착된 RFID태그를 리딩하여 배터리의 고유 아이디를 추출하고, 회원정보와 추출한 고유 아이디를 상기 중앙관리서버로 전달하는 (c)단계;
    상기 중앙관리서버가 배터리 반납에 따른 회원정보와 고유 아이디를 전달받으면 데이터 베이스를 업데이트하고, 배터리 대여에 따른 회원정보와 고유 아이디를 전달받으면 해당 회원에게 대여 요금을 부과하는 (d)단계를 포함하는 전기 자전거의 배터리 교환 방법.
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