KR20130048383A - 전기 자동차의 전력 관리 장치 및 방법 - Google Patents

전기 자동차의 전력 관리 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전기 자동차의 전력 관리에 관한 것으로서, 특히 기상 정보 및 차량 공조기의 사용패턴을 고려한 전기 자동차의 전력 관리 장치 및 방법에 관한 것으로서, 전기 자동차의 전력 관리 장치에서, 전기 자동차의 주행 정보 및 전력 상태 정보를 수집하고, 주행에 따른 기상 정보 및 공조기의 사용 패턴 정보를 수집하여 수집된 정보들을 반영하여 미리 저장된 이력 데이터를 갱신하고, 기상 정보 및 공조기의 사용 패턴 정보를 고려하여 확보 전력량을 산출하고, 산출된 확보 전력량에 현재 전력 상태(잔여 전력량)를 반영하여 주행에 필요한 전력 장치(배터리)의 최종 전력 공급량을 산출하고, 산출된 최종 전력 공급량에 따른 전력 장치의 전력 공급 관리함으로써, 갑작스러운 외출이나, 기상 상태, 차량 내/외부 환경 조건 등에 따라 배터리가 모두 소진되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

전기 자동차의 전력 관리 장치 및 방법{apparatus and method for managing power of electric vehicle}
본 발명은 전기 자동차의 전력 관리에 관한 것으로서, 특히 기상 정보 및 차량 공조기의 사용패턴을 고려한 전기 자동차의 전력 관리 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 환경에 대한 관심이 급증함에 따라 자동차 산업에서도 친환경적인 자동차에 대한 관심이 증가하고 있는데, 이를 반영하기 위해 자동차 산업은 차츰 화석 연료의 연소로 구동되는 기존의 자동차 산업 기술에서 전기 에너지로부터 연료를 공급받는 전기 자동차 산업 기술로 변해가고 있다.
이러한 전기 자동차의 개발은 일찍부터 시도되었으나, 차내에 장착하는 배터리의 무게와 충전 시간 등으로 인해 일반적으로 실용화되지 못하고 있었으나, 최근 급속도로 전기 자동차 시장이 발전하고 있는 추세이다.
전기 자동차에 있어서 배터리는 가장 큰 핵심으로서, 이러한 배터리의 전력 관리 즉, 배터리 충전/방전 제어는 전기 자동차의 구동에 매우 중요한 문제가 되고 있다.
현재까지 이러한 전기 자동차의 배터리 충전/방전에 대한 기술은 많이 개발되고 있으나, 전기 자동차가 일반화되어 있지 않은 상태이므로 전기 자동차의 배터리 용량이 일반자동차의 구동에 견줄 만큼의 전력을 충전할 수 없으며, 충전을 위한 충전소가 충분한 상태가 아니므로 배터리의 전력을 절약하기 위해서는 배터리의 전력 관리가 매우 중요하다.
때문에 주행 시 배터리 충전이 쉽지 않은 상황에서 배터리 전력을 모두 소진한 경우 다음 충전 시까지 전기 자동차를 사용할 수 없고, 미리 배터리를 충분하게 충전하지 않은 경우 갑작스러운 외출이나, 기상 상태, 차량 내/외부 환경 조건 등에 따라 배터리가 소진되는 경우에 대처할 수 없으므로 어느 정도의 전력을 확보 전력을 남겨두어야 한다는 문제점이 있다.
이에 본 발명은 종래의 불편함을 해소하기 위하여 제안된 것으로서, 기상 정보를 고려하여 전기 자동차의 전력장치(배터리) 전력을 관리하기 위한 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
더하여, 본 발명은 차량 공조기의 사용 패턴을 고려하여 전기 자동차의 전력장치(배터리) 전력을 관리하기 위한 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 전력 및 공조기의 사용을 감시하는 감시부; 전기 자동차의 주행에 따른 주행 정보를 검출하는 검출부; 및 감시부로부터 수신되는 전력 상태 정보 및 공조기의 사용에 따른 공조기 감시 정보와 검출부로부터 수신되는 주행 정보를 수집하여 미리 저장된 이력 데이터를 갱신하고, 이력 데이터를 이용하여 공조기의 사용패턴을 예측하고, 감시된 현재 전력 상태에 따라 예측된 사용패턴 정보 및 이력 데이터를 반영하여 확보 전력량을 산출하고, 산출된 확보 전력량에 따라 최종 전력 공급량을 산출하여 전력 장치의 전력 공급을 관리하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 전력 관리 장치를 제공한다.
본 발명에 의한 전기 자동차의 전력 관리 장치는 검출부 및 감시부로부터 수집된 정보들로 갱신되는 이력 데이터를 저장하는 저장부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 전기 자동차의 전력 관리 장치는 사용자로부터 주행 정보 및 공조기의 사용패턴 정보를 직접 입력받는 입력부; 및 현재 전력 상태 및 전력 공급 관리를 위한 화면을 표시하는 출력부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 전기 자동차의 전력 관리 장치에 있어서, 제어부는, 검출부 및 검사부로부터 수신되는 정보들을 수집하는 정보 수집부; 정보 수집부에서 수집된 정보들로 미리 저장된 이력 데이터를 갱신하는 이력 데이터 관리부; 정보 수집부에서 수집한 공조기 감시 정보와 이력 데이터를 반영하여 공조기의 사용 패턴을 예측하는 사용 패턴 예측부; 감시된 현재 전력 상태에 따라 예측된 사용 패턴 정보 및 이력 데이터를 이용하여 확보 전력량을 산출하고, 확보 전력량에 따라 최종 전력 공급량을 산출하는 연산부; 및 산출된 최종 전력 공급량에 따라 전력장치의 전력 공급을 관리하는 전력 관리부를 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 전기 자동차의 전력 관리 장치에 있어서, 제어부는, 정보 수집부에서 수집된 주행 정보를 이용하여 주행 이력 정보를 생성하여 생성된 주행 이력 정보를 이력 데이터에 반영하기 위해 이력 데이터 관리부로 전달하는 하는 주행 이력 처리부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 전기 자동차의 전력 관리 장치에 있어서, 제어부는, 정보 수집부에서 수집된 기상 정보를 이력 데이터에 반영하기 위해 이력 데이터 관리부로 전달하고, 주행에 따른 기상 정보를 예측하여 확보 전력량의 산출을 위해 연산부로 전달하는 기상 정보 처리부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 전기 자동차의 전력 관리 장치에 있어서, 확보 전력량은 도출된 이력 데이터 내의 사용 전력량 정보들에서 예측된 공조기 사용 패턴 정보에 따른 사용 전력량을 산출하고, 산출된 사용 전력량에 현재 전력 상태를 반영하여 산출될 수 있다.
본 발명에 의한 전기 자동차의 전력 관리 장치에 있어서, 최종 공급 전력량은 확보 전력량에 비상 전력량을 합하여 현재 전력의 잔여량을 제외하여 산출될 수 있다.
본 발명에 의한 전기 자동차의 전력 관리 장치에 있어서, 검출부는 주행 환경 정보 및 기상 정보를 검출할 수 있다.
더하여, 본 발명은 과제를 해결하기 위한 또 다른 수단으로서, 전력 관리를 위한 정보들을 수집하는 단계; 수집된 정보들을 반영하여 미리 저장된 이력 데이터를 갱신하는 단계; 주행 정보에 따른 미리 저장된 이력 데이터 및 예측된 공조기의 사용 패턴 정보를 이용하여 주행에 필요한 확보 전력량을 산출하는 단계; 및 산출된 확보 전력량을 이용하여 전력 장치에 공급할 최종 공급 전력량을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 전력 관리 방법을 제공한다.
본 발명에 의한 전기 자동차의 전력 관리 방법은, 현재 전력 상태 및 전력 공급 관리를 위한 화면을 표시하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 전기 자동차의 전력 관리 방법에 있어서, 전력 관리를 위한 정보들을 수집하는 단계는, 전력 장치의 전력 및 공조기의 사용을 감시하는 단계; 전기 자동차의 주행에 따른 주행 정보를 검출하는 단계; 및 감시된 정보들 및 검출된 정보들을 수집하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 전기 자동차의 전력 관리 방법에 있어서, 전력 관리를 위한 정보들을 수집하는 단계는, 현재 차량 외부 또는 외부의 기상 정보를 검출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 전기 자동차의 전력 관리 방법에 있어서, 주행에 필요한 확보 전력량을 산출하는 단계는, 감시된 전력 상태 정보를 이용하여 현재 전력 상태를 확인하는 단계; 공조기의 감시된 사용 정보 및 미리 저장된 이력 데이터를 이용하여 공조기의 사용 패턴 정보를 예측하는 단계; 주행 정보에 따른 미리 저장된 이력 데이터를 도출하는 단계; 도출된 이력 데이터 및 예측된 사용 패턴 정보를 이용하여 사용 전력량을 산출하는 단계; 및 산출된 사용 전력량에 확인된 현재 전력 상태를 반영하여 확보 전력량을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 전기 자동차의 전력 관리 방법에 있어서, 주행에 필요한 확보 전력량을 산출하는 단계는, 감시된 전력 상태 정보를 이용하여 현재 전력 상태를 확인하는 단계; 공조기의 감시된 사용 정보 및 미리 저장된 이력 데이터를 이용하여 공조기의 사용 패턴 정보를 예측하는 단계; 수집된 기상 정보 및 미리 저장된 이력 데이터를 이용하여 주행에 따른 기상 정보를 예측하는 단계; 주행 정보에 따른 미리 저장된 이력 데이터를 도출하는 단계; 도출된 이력 데이터, 예측된 기상 정보 및 예측된 사용 패턴 정보를 이용하여 사용 전력량을 산출하는 단계; 및 산출된 사용 전력량에 확인된 현재 전력 상태를 반영하여 확보 전력량을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
더하여, 본 발명은 과제를 해결하기 위한 또 다른 수단으로서, 전기 자동차가 주행을 개시하면, 주행 개시 이력을 검출하는 단계; 전력 장치의 현재 전력 상태를 확인하는 단계; 주행 개시 이력을 기반으로 한 미리 저장된 이력 데이터를 도출하는 단계; 도출된 이력 데이터와, 수집된 기상 정보 및 공조기의 사용 정보를 기반으로 주행에 따른 기상 정보 및 공조기의 사용 패턴 정보를 예측하는 단계; 예측된 기상 정보 및 예측된 사용 패턴 정보에 해당하는 미리 저장된 이력 데이터 내의 사용 전력량 정보를 도출하여 주행을 위한 사용 전력량을 산출하는 단계; 전력 공급이 필요한지를 확인하는 단계; 전력 공급이 필요한 경우, 산출된 사용 전력량에 확인된 현재 전력 상태를 반영하여 확보 전력량을 산출하는 단계; 및 산출된 확보 전력량을 이용하여 전력 장치에 공급할 최종 공급 전력량을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 전력 관리 방법을 제공한다.
본 발명에 의한 전기 자동차의 전력 관리 방법은, 주행이 완료되면, 주행에 따른 주행 완료 이력을 검출하는 단계; 주행 완료까지 사용한 현재 사용 전력량을 산출하는 단계; 산출된 사용 전력량 및 주행에 따른 정보들을 반영하여 미리 저장된 이력 데이터를 갱신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 전기 자동차의 전력 관리 방법에 있어서, 전력 공급이 필요한지를 확인하는 단계는, 현재 전력 상태가 산출된 사용 전력량보다 작은 경우 전력 장치의 전력 공급이 필요한 것으로 판단됨을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 전기 자동차의 전력 관리 방법은, 실시간 또는 미리 설정된 주기로 전력 관리를 위한 정보들을 수집하는 단계; 및 수집된 정보들을 반영하여 미리 저장된 이력 데이터를 갱신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 전기 자동차의 전력 관리 방법은, 전력 장치의 전력 공급이 필요한 경우 사용자에게 전력 공급을 알리는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 전기 자동차의 주행에 따른 기상 정보 및 공조기의 사용 패턴 정보를 고려하여 산출한 확보 전력량을 통해 주행에 필요한 전력 장치(배터리)의 전력 공급량을 결정하고, 전력을 관리함으로써, 갑작스러운 외출이나, 기상 상태, 차량 내/외부 환경 조건 등에 따라 배터리가 모두 소진되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 이전의 주행에 따라 소비된 전력(사용 전력량) 및 주행에 따른 다양한 정보들을 이력 데이터에 데이터베이스를 구축하여 관리하고, 기상 정보뿐만 아니라 공조기의 사용 패턴을 파악하여 이에 대한 정보를 이력 데이터에 반영하여 관리함으로써 보다 정확하게 필요한 전력을 확보할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차의 전력 관리 장치를 나타낸 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전력 관리 장치의 제어부의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 전기 자동차의 전력 관리 장치에서 전기 자동차의 전력을 관리하기 위한 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 전력 관리 장치의 제어부에서 주행 시의 전력 관리를 위한 방법을 나타낸 흐름도이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 다만, 하기의 설명 및 첨부된 도면에서 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 공지 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도면 전체에 걸쳐 동일한 구성 요소들은 가능한 한 동일한 도면 부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다.
그러면 기상 정보 및 차량 공조기의 사용 패턴을 고려하여 전기 자동차의 전력을 관리하기 위한 전력 관리 장치 및 방법에 대해 설명하기로 한다. 우선, 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차의 전력 관리 장치에 대해 첨부된 도면들을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차의 전력 관리 장치를 나타낸 블럭도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 전력 관리 장치(100)는 전력 장치(200)및 전력 공급 장치(300)와 연결되어 전력 공급 장치(300)로 하여금 기상 정보 및 공조기 사용패턴을 고려하여 산출한 전력을 전력 장치(200)에 공급할 수 있도록 한다. 여기서, 전력 장치(200)는 전기 자동차의 배터리에 일종이며, 전력 공급 장치(300)는 배터리에 전력을 충방전하기 위한 충전하기 위한 충전기에 일종이다.
우선, 전력 관리 장치(100)는 기상정보 및 차량 공조기의 사용 패턴 정보를 고려하여 전력 장치(200)의 전력을 관리할 수 있으며, 제어부(110), 감시부(120), 검출부(130), 입력부(140), 저장부(150) 및 출력부(160)를 포함하여 구성할 수 있다.
제어부(110)는 감시부(120) 및 검출부(130)로부터 수집된 정보들 이용하여 확보 전력량을 산출하여 확보 전력량에 따라 전력 장치(200)로의 전력 공급을 제어하며, 첨부된 도 2에 도시된 바와 같이, 정보 수집부(111), 주행 이력 처리부(112), 기상 정보 처리부(113), 사용 패턴 예측부(114), 연산부(115), 이력 데이터 관리부(116) 및 전력 관리부(117)를 포함하여 구성할 수 있다.
도 2를 참조하면, 정보 수집부(111)는 감시부(120)로부터 감시된 전력 상태 정보 및 차량 공조기의 사용에 따른 사용 정보를 수집하고, 검출부(130)로부터 검출된 차량의 주행에 따른 주행 이력 정보, 주행 환경 정보 및 기상 정보를 수집한다.
주행 이력 처리부(112)는 정보 수집부(111)로부터 수집된 주행 정보를 수신하여 주행 이력을 처리한다. 즉, 주행 이력 처리부(112)는 주행 정보를 확인하여 주행을 위한 전원을 온(on)한 경우 일시(년, 월, 일, 요일 및 시간 등)를 확인하여 주행 개시 이력을 설정하고, 주행을 완료 또는 전원을 오프(off)한 경우 일시를 확인하여 주행 완료 이력을 설정한다. 또한, 주행 이력 처리부(113)는 주행 완료까지의 실제 주행 시간 및 주행 거리 등을 주행 이력으로 설정하고, 설정된 주행 개시 이력, 주행 완료 이력 및 주행 이력을 주행 이력 정보에 포함하여 이력 데이터 관리부(116)로 전달하여 미리 설정된 이력 데이터를 갱신하도록 한다. 여기서 주행 정보는 주행 정보는 차량 전원 on/off, 주행 장소(출발지, 목적지), 주행 거리, 주행 경로, 주행 환경 및 네비게이션 정보 등 주행에 관련된 다양한 정보들을 포함할 수 있다.
기상 정보 처리부(113)는 정보 수집부(111)에서 수집된 기상 정보를 시간대별로 설정하여 이력 데이터 관리부(116)로 전달하고, 주행 정보에 따른 기상 정보를 예측하여 예측된 기상 정보를 연산부(115)로 전달한다. 여기서 기상 정보는 차량 내부 및 외부의 온도, 습도 정보와 날씨 정보 등을 포함할 수 있다.
사용 패턴 예측부(114)는 정보 수집부(111)에서 수집된 차량 공조기의 사용 정보를 이용하여 사용 패턴 정보를 설정하여 설정된 사용 패턴 정보를 이력 데이터 관리부(116)로 전달하여 이력 데이터를 갱신하도록 한다. 또한, 사용 패턴 예측부(114)는 미리 저장된 이력 데이터 이용하여 주행 시의 공조기 사용 패턴을 예측할 수 있다. 즉, 사용 패턴 예측부(114)는 미리 저장된 이력 데이터 내의 주행 이력 정보를 확인하고, 주행할 계절, 요일 및 시간대에 해당하는 이력 데이터 내의 공조기 사용 패턴 정보를 추출하여 주행할 시간대에 예측된 기상 정보를 반영 주행 시의 공조기 사용 패턴을 예측할 수 있다. 여기서 이력 데이터 내에 저장된 사용 패턴 정보는 일정 기간 동안 수집된 공조기의 사용 정보에 따라 사용 패턴을 설정하여 데이터베이스를 구축하여 미리 저장된 정보이다.
연산부(115)는 정보 수집부(111)로부터 수집된 전력 상태 정보에 따라 미리 저장된 이력 데이터를 이용하여 사용 전력량 및 확보 전력량을 산출한다. 구체적으로, 연산부(115)는 확보 전력량을 산출하기 위해 미리 저장된 이력 데이터를 확인하여 주행 정보에 포함된 주행 장소, 주행 일시(요일, 시간대 등)에 해당하는 사용 전력량 정보들을 도출하고, 여기서 예측된 기상 정보와 매칭되는 이력 데이터 내의 사용 전력량 정보를 도출하여 사용 전력량을 산출한다. 이에 따라 연산부(115)는 산출한 사용 전력량을 현재 전력 상태 정보(잔여 전력량)에 반영하여 확보 전력량을 산출할 수 있다. 이때, 연산부(115)는 예측된 공조기의 사용 패턴 정보에 매칭되는 이력 데이터 내의 사용 전력량 정보를 도출하고, 사용 패턴에 따른 도출된 사용 전력량 정보를 반영한 확보 전력량을 산출할 수 있다. 최종적으로 연산부(115)는 확보 전력량에 비상 전력량을 합하여 잔여 전력량을 뺀 최종 공급 전력량을 산출한다. 이러한 최종 확보 전력량은 사용 전력량 및 이력 데이터 내에 포함된 정보들을 반영하는 방법에 따라 정확도가 달라질 수 있으며, 어느 정보를 반영할 지 즉, 산출식은 사업자(또는 사용자)에 의해 결정되어 프로그램화되어 구축될 수 있다. 또한, 연산부(115)는 주행 이력 처리부(112)에서 처리된 현재 주행 이력에 따라 주행 개시부터 완료까지의 감시된 전력 상태 정보를 기반으로 사용 전력량을 산출하여 저장부(150)의 이력 데이터에 저장한다.
이력 데이터 관리부(116)는 확보 전력량 및 사용 전력량을 산출하기 위해 필요한 이력 데이터를 관리한다. 또한, 이력 데이터 관리부(116)는 정보 수집부(111)로부터 수집된 정보들을 수신하여 저장부(150)에 미리 저장된 이력 데이터 내의 각 해당 정보를 갱신하고, 주행 이력 처리부(112) 및 기상 정보 처리부(113)로부터 처리된 정보들을 수신하여 저장부(150)에 저장된 이력 데이터 내의 각 해당 정보를 갱신한다.
전력 관리부(117)는 연산부(115)에서 산출된 최종 공급 전력량에 따라 배터리 전력의 충방전을 관리 및 제어하며, 사용자에게 확보 전력량 및 최종 공급 전력량을 표시하도록 출력부(140)로 제어 신호를 전송하고, 사용자의 입력 신호에 따라 전력 장치(200)에 전력을 공급하도록 한다. 또한, 전력 관리부(117)는 주행을 하지 않을 시 전력이 충분한 상태인 경우 다음 충전 시까지의 잉여 전력을 외부(주택 또는 외부 장치)에서 사용할 전력으로 방전시킬 수 있도록 전력을 관리할 수 있다.
다음으로, 감시부(120)는 전력 상태 및 차량 공조기의 사용을 감시하기 위해 전력 감시부(121) 및 공조기 감시부(122)를 포함하여 구성될 수 있으며, 전력 장치(200) 및 차량의 공조기로부터 수신된 신호에 따라 감시할 수 있다.
전력 감시부(121)는 실시간 또는 미리 설정된 일정 주기로 전력 장치(200)의 전력 상태를 감시하여 감시된 전력 상태 정보를 제어부(110)로 전송한다. 여기서 전력 상태 정보는 감시 시점의 잔여 전력량을 의미하며, 감시된 정보들은 사용자가 확인할 수 있도록 출력부(160)의 화면에 표시될 수 있다.
공조기 감시부(122)는 실시간 또는 미리 설정된 일정 주기로 사용자에 의한 차량 공조기의 사용을 감시하여 감시된 공조기 사용 정보를 제어부(110)로 전송한다. 여기서 공조기 사용 정보는 공조기의 on/off 상태, 사용 시간, 시간대별 사용 단계, 미리 설정된 시간 간격 동안의 공조기 사용 횟수, 일별 총 사용 시간 및 일별 총 사용 횟수 등의 정보를 포함할 수 있다.
다음으로, 검출부(130)는 차량의 주행에 따른 기상 정보를 검출하는 기상 정보 검출부(131) 및 주행 정보를 검출하는 주행 정보 검출부(132)를 포함하여 구성될 수 있다. 검출부(130)는 차량의 외부 또는 내부에 설치된 다양한 센서들을 포함할 수 있으며, 이들 센서들로부터 검출된 신호들을 제어부(110)의 정보 수집부(111)로 전송한다. 검출된 정보는 출력부(160)의 화면에 표시될 수 있다. 여기서 출력부(160)는 예를 들어, 차량에 설치된 LCD, LED 등의 화면일 수 있으며, 네비게이션, 휴대 단말 장치 등과 연동하여 이들의 화면을 출력부로 적용할 수 있다.
다음으로, 입력부(140)는 사용자의 조작에 따라서 사용자의 요청이나 정보에 해당하는 사용자 입력 신호를 발생한다. 특히, 본 발명에 의한 입력부(140)는 사용자로부터 주행을 위한 전원의 on/off 및 주행에 따른 주행 정보 및 공조기의 사용패턴 정보를 직접 입력 받을 수 있다.
다음으로, 저장부(150)는 이력 데이터를 데이터베이스로 구축하여 저장하고, 미리 저장된 이력 데이터를 갱신하기 위해 제어부(110)로부터 수신된 정보들을 해당 항목에 저장한다. 이러한 저장부(150)는 본 발명의 실시예에서는 전력 관리 장치(100)에 포함하는 것으로 설명하였으나, 관리 장치의 외부에 설치되는 저장매체를 적용할 수도 있다.
마지막으로, 출력부(160)는 전력 관리 장치(100)의 동작 결과나 상태를 사용자가 인식할 수 있도록 제공하는 수단으로서, 예를 들면, 화면을 통해 시각적으로 출력하는 표시부나, 가청음을 출력하는 스피커 등을 포함할 수 있다. 특히, 본 발명에 의한 출력부(160)는 사용자에게 현재 전력 상태 및 전력 공급 제어에 따른 화면을 표시한다. 이에 따라 사용자는 현재 전력 상태 및 전력 공급 제어를 위한 확보 전력량을 확인하여 최종 공급 전력량에 따라 전력 장치(200)에 전력을 공급(충전)/방전하게 된다.
그러면 이와 같이 구성된 전기 자동차의 전력 관리 장치에서 전기 자동차의 전력을 관리하기 위한 방법에 대해 첨부된 도면들을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 전기 자동차의 전력 관리 장치에서 전기 자동차의 전력을 관리하기 위한 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 1101단계에서 전력 관리 장치(100)는 감시부(120)를 통해 실시간 또는 미리 설정된 일정 주기로 전력 장치(200)의 전력 상태를 감시하고, 차량 공조기의 사용을 감시한다. 이와 동시에 전력 관리 장치(100)는 검출부(120)를 통해 실시간 또는 미리 설정된 일정 주기로 기상 정보 및 차량의 주행에 따른 주행 정보를 검출한다.
1102단계에서 전력 관리 장치(100)는 감시부(120)에서 감시된 전력 상태 정보 및 공조기의 사용 정보를 수집하고, 검출부(120)에서 감시된 기상 정보 및 주행 정보를 수집하여 수집된 정보들의 관리를 위한 처리를 한다. 즉, 전력 관리 장치(100)는 주행 이력 처리부(112)를 통해 수집된 주행 정보를 이용하여 현재 주행에 따른 주행 개시 이력, 주행 완료 이력을 설정하고, 주행 완료까지의 실제 주행 시간 및 주행 거리 등을 주행 이력으로 설정하여 설정된 주행 개시 이력, 주행 완료 이력 및 주행 이력을 주행 이력 정보에 포함시킨다. 또한, 전력 관리 장치(100)는 기상 정보 처리부(113)를 통해 수집된 기상 정보를 시간대별로 설정하고, 사용 패턴 예측부(114)를 통해 수집된 공조기의 사용 정보를 이용하여 사용 패턴 정보를 설정한다.
1103단계에서 전력 관리 장치(100)는 처리된 정보들을 저장부(150)에 미리 저장된 이력 데이터의 각 해당 항목에 저장하여 이력 데이터를 갱신한다.
1104단계에서 전력 관리 장치(100)는 수집된 현재 전력 상태를 확인하여 전력 장치(200)의 잔여 전력량을 확인한다.
1105단계에서 전력 관리 장치(100)는 수집된 현재의 기상 정보에 미리 저장된 이력 데이터 내의 기상 정보를 반영하여 현재 주행에 따른 기상 정보를 예측한다. 이때, 전력 관리 장치(100)는 수집된 주행 정보에 따른 미리 저장된 이력 데이터 내의 주행 이력 정보를 확인하여 주행 이력 정보에 해당하는 이력 데이터 내의 공조기 사용 패턴 정보를 추출하고, 추출된 사용 패턴 정보에 예측된 기상 정보를 반영하여 현재 주행에 따른 공조기의 사용 패턴을 예측한다. 예를 들어, 주행 정보의 주행 시기가 여름(월, 일 정보로 확인)이고, 월요일 12~2시 사이에 전기 자동차를 주행할 예정이라면, 일일 중 가장 더운 시간대로 사용자는 차량의 공조기를 에어컨으로 하여 최대로 자주 사용할 수 있으며, 이에 따른 전력을 많이 소비하게 될 수 있다. 따라서 이를 바탕으로 이전에 이 시기 동안 미리 설정하여 저장한 이력 데이터 내의 공조기 사용 패턴 정보 즉, on/off 사용횟수는 1회, 에어컨 사용시간이 2시간이고, 3단계로 사용했다는 정보를 도출하여 이를 기반으로 현재 주행에서 에어컨 사용 패턴을 예측할 수 있다.
1106단계에서 전력 관리 장치(100)는 현재 주행 정보에 해당하는 미리 저장된 이력 데이터를 도출한다. 주행 정보의 입력 조건에 따라 이력 데이터 내의 사용 전력량 정보는 하나 이상일 수 있으며, 예측된 기상 정보 및 예측된 공조기의 사용 패턴 정보 또는 각각의 정보에 따라 이력 데이터에서보다 정확한 사용 전력량 정보를 도출할 수 있다.
1107단계에서 전력 관리 장치(100)는 도출된 이력 데이터 내에 포함된 사용 전력량 정보들에서 예측된 기상 정보 및 예측된 공조기 사용 패턴 정보에 따른 사용 전력량을 산출하고, 산출된 사용 전력량에 현재 전력 상태(잔여 전력량)를 반영하여 확보 전력량을 산출한다. 이때, 전력 관리 장치(100)는 비상 전력량 및 확보 전력량을 합하여 합한 확보 전력량에서 잔여 전력량을 제외하여 실제 충전할 최종 공급 전력량을 산출한다.
1108단계에서 전력 관리 장치(100)는 산출된 확보 전력량 및 최종 공급 전력량에 따른 전력 공급을 사용자에게 알리고, 사용자가 전력을 공급 시 최종 공급 전력량에 따른 전력 공급을 제어한다.
이에 따라 사용자는 전력 장치(200)를 전력 공급 장치(300)에 연결하여 공급 전력량만큼 전기자동차의 배터리 전력을 충전하게 된다. 이러한 과정을 실행 중에도 정보 수집부(111)에서 수집된 정보들은 실시간 또는 일정 주기로 계속해서 갱신될 수 있다.
다음으로, 본 발명의 실시예에 따라 전기 자동차가 실제 주행 시 전력 관리 장치(100)의 제어부에서 전력을 관리하기 위한 구체적인 방법을 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 전기 자동차가 실제 주행 시에도 상술한 도 3의 전력 관리를 위한 방법에서와 마찬가지로 실시간 또는 일정 주기로 정보들의 수집 및 수집된 정보들을 반영하여 이력 데이터를 갱신한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 전력 관리 장치의 제어부에서 주행 시의 전력 관리를 위한 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 1201단계에서 전력 관리 장치(100)의 제어부(110)는 수집된 주행 정보를 통해 전기 자동차의 전원이 온(on) 되어 주행이 개시되었는지를 확인한다.
주행이 개시되면, 1202단계에서 제어부(110)는 주행 개시 이력을 검출하여 검출된 주행 개시 이력 정보를 이력 데이터에 저장한다. 여기서 주행 개시 이력 정보는 주행 개시 일시(일, 요일, 시간), 장소(출발지, 목적지), 주행 경로, 예상 소요 시간 등이 정보를 포함한다.
1203단계에서 수집된 전력 상태 정보를 통해 현재 전력량을 확인한다. 이때, 확인된 현재 전력량은 사용자가 확인할 수 있도록 출력부(160)의 화면에 표시한다.
1204단계에서 제어부(110)는 수집된 주행 정보 또는 주행 개시 이력 정보에 해당하는 미리 저장된 이력 데이터를 도출한다.
1205단계에서 제어부(110)는 도출된 이력 데이터와, 수집된 기상 정보 및 공조기의 사용 정보를 처리하여 처리된 정보들을 기반으로 현재 주행에 따른 기상 정보 및 공조기의 사용 패턴 정보를 예측한다.
1206단계에서 제어부(110)는 주행정보, 예측된 기상 정보 및 사용 패턴 정보에 해당하는 또는 각각에 해당하는 이력 데이터 내에 포함된 사용 전력량 정보를 도출하여 현재 주행을 위한 사용 전력량을 산출한다.
1207단계에서 제어부(110)는 현재 전기 자동차의 주행이 완료되었는지를 확인하여 주행이 완료된 경우에는 1208단계를 수행하고, 주행이 완료되지 않은 경우에는 1211단계로 진행하여 해당 단계를 수행한다.
주행이 완료되면, 1208단계에서 제어부(110)는 주행 완료 이력을 검출하여 검출된 주행 완료 이력 정보를 이력 데이터에 저장한다. 여기서 주행 완료 이력 정보는 주행 완료 일시(일, 요일, 시간), 장소(출발지, 목적지), 주행한 경로, 주행한 소요 시간 등이 정보를 포함한다.
1209단계에서 제어부(110)는 주행 개시부터 주행 완료까지의 현재 주행 시 사용한 사용 전력량을 산출한 후, 1210단계에서 제어부(110)는 산출한 사용 전력량 정보 및 현재 주행에 따른 주행 이력 정보를 설정하여 설정된 정보들로 미리 저장된 이력 데이터를 갱신한다.
이후, 1211단계에서 제어부(110)는 전력 공급(충전)이 필요한지를 확인한다. 이때, 충전 여부는 사용 전력량 정보와 잔여 전력량 정보를 비교하여 잔여 전력량이 적은 경우 필요한 전력이 부족한 경우이므로 충전이 필요한 것으로 판단한다.
확인 결과, 충전이 필요한 경우에는 1212단계에서 제어부(110)는 미리 저장된 이력 데이터를 이용하여 확보 전력량 및 최종 공급 전력량을 산출하고, 1213단계에서 산출된 확보 전력량 및 최종 공급 전력량을 출력부(160)의 화면에 표시하거나, 특정 알람을 발생하여 사용자에게 충전이 필요함을 알린 후 전력 관리 동작을 종료한다. 반면, 확인 결과 충전이 필요하지 않은 경우에는 그대로 전력 관리 동작을 종료한다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 개시하였으나, 여기에 개시된 실시 예외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다. 또한, 본 명세서와 도면에서 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.
본 발명은, 전기 자동차의 주행에 따른 기상 정보 및 공조기의 사용 패턴 정보를 고려하여 전기 자동차의 전력을 관리하기 위해 기상 정보 및 공조기의 사용 패턴 정보를 이용하여 산출한 확보 전력량을 통해 주행에 필요한 전력 장치(배터리)의 전력 공급량을 결정하고, 전력을 관리함으로써, 갑작스러운 외출이나, 기상 상태, 차량 내/외부 환경 조건 등에 따라 배터리가 모두 소진되는 것을 방지할 수 있다.
100: 전력 관리 장치 110: 제어부
120: 감시부 121: 전력 감시부
122: 공조기 감시부 130: 검출부
131: 기상 정보 검출부 132: 주행 정보 검출부
140: 입력부 150: 저장부
160: 출력부 200: 전력 장치
300: 전력 공급 장치

Claims (20)

  1. 전력 및 공조기의 사용을 감시하는 감시부;
    전기 자동차의 주행에 따른 주행 정보를 검출하는 검출부; 및
    상기 감시부로부터 수신되는 전력 상태 정보 및 상기 공조기의 사용에 따른 공조기 감시 정보와 상기 검출부로부터 수신되는 주행 정보를 수집하여 미리 저장된 이력 데이터를 갱신하고, 상기 이력 데이터를 이용하여 상기 공조기의 사용패턴을 예측하고, 감시된 현재 전력 상태에 따라 예측된 사용패턴 정보 및 상기 이력 데이터를 반영하여 확보 전력량을 산출하고, 산출된 확보 전력량에 따라 최종 전력 공급량을 산출하여 전력 장치의 전력 공급을 관리하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 전력 관리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 검출부 및 상기 감시부로부터 수집된 정보들로 갱신되는 상기 이력 데이터를 저장하는 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 전력 관리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    사용자로부터 주행 정보 및 공조기의 사용패턴 정보를 직접 입력받는 입력부; 및
    현재 전력 상태 및 전력 공급 관리를 위한 화면을 표시하는 출력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 전력 관리 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 검출부 및 상기 검사부로부터 수신되는 정보들을 수집하는 정보 수집부;
    상기 정보 수집부에서 수집된 정보들로 미리 저장된 이력 데이터를 갱신하는 이력 데이터 관리부;
    상기 정보 수집부에서 수집한 상기 공조기 감시 정보와 상기 이력 데이터를 반영하여 상기 공조기의 사용 패턴을 예측하는 사용 패턴 예측부;
    감시된 현재 전력 상태에 따라 예측된 사용 패턴 정보 및 상기 이력 데이터를 이용하여 상기 확보 전력량을 산출하고, 상기 확보 전력량에 따라 최종 전력 공급량을 산출하는 연산부; 및
    산출된 최종 전력 공급량에 따라 상기 전력장치의 전력 공급을 관리하는 전력 관리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 전력 관리 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 정보 수집부에서 수집된 상기 주행 정보를 이용하여 주행 이력 정보를 생성하여 생성된 주행 이력 정보를 상기 이력 데이터에 반영하기 위해 상기 이력 데이터 관리부로 전달하는 하는 주행 이력 처리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 전력 관리 장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 정보 수집부에서 수집된 기상 정보를 상기 이력 데이터에 반영하기 위해 상기 이력 데이터 관리부로 전달하고, 주행에 따른 기상 정보를 예측하여 상기 확보 전력량의 산출을 위해 상기 연산부로 전달하는 기상 정보 처리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 전력 관리 장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 확보 전력량은 도출된 이력 데이터 내의 사용 전력량 정보들에서 상기 예측된 공조기 사용 패턴 정보에 따른 사용 전력량을 산출하고, 산출된 사용 전력량에 현재 전력 상태를 반영하여 산출됨을 특징으로 하는 전기 자동차의 전력 관리 장치.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 최종 공급 전력량은 상기 확보 전력량에 비상 전력량을 합하여 현재 전력의 잔여량을 제외하여 산출됨을 특징으로 하는 전기 자동차의 전력 관리 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 검출부는 주행 환경 정보 및 기상 정보를 검출함을 특징으로 하는 전기 자동차의 전력 관리 장치.
  10. 전력 관리를 위한 정보들을 수집하는 단계;
    수집된 정보들을 반영하여 미리 저장된 이력 데이터를 갱신하는 단계;
    주행 정보에 따른 미리 저장된 이력 데이터 및 예측된 공조기의 사용 패턴 정보를 이용하여 주행에 필요한 확보 전력량을 산출하는 단계; 및
    산출된 확보 전력량을 이용하여 상기 전력 장치에 공급할 최종 공급 전력량을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 전력 관리 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    현재 전력 상태 및 전력 공급 관리를 위한 화면을 표시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 전력 관리 방법
  12. 제10항에 있어서, 상기 전력 관리를 위한 정보들을 수집하는 단계는,
    전력 장치의 전력 및 공조기의 사용을 감시하는 단계;
    전기 자동차의 주행에 따른 상기 주행 정보를 검출하는 단계; 및
    감시된 정보들 및 검출된 정보들을 수집하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 전력 관리 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 전력 관리를 위한 정보들을 수집하는 단계는,
    현재 차량 외부 또는 외부의 기상 정보를 검출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 전력 관리 방법.
  14. 제10항에 있어서, 상기 주행에 필요한 확보 전력량을 산출하는 단계는,
    감시된 전력 상태 정보를 이용하여 현재 전력 상태를 확인하는 단계;
    상기 공조기의 감시된 사용 정보 및 상기 미리 저장된 이력 데이터를 이용하여 공조기의 사용 패턴 정보를 예측하는 단계;
    상기 주행 정보에 따른 미리 저장된 이력 데이터를 도출하는 단계;
    도출된 이력 데이터 및 예측된 사용 패턴 정보를 이용하여 사용 전력량을 산출하는 단계; 및
    산출된 사용 전력량에 확인된 현재 전력 상태를 반영하여 확보 전력량을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 전력 관리 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 주행에 필요한 확보 전력량을 산출하는 단계는,
    감시된 전력 상태 정보를 이용하여 현재 전력 상태를 확인하는 단계;
    상기 공조기의 감시된 사용 정보 및 상기 미리 저장된 이력 데이터를 이용하여 상기 공조기의 사용 패턴 정보를 예측하는 단계;
    수집된 기상 정보 및 상기 미리 저장된 이력 데이터를 이용하여 상기 주행에 따른 기상 정보를 예측하는 단계;
    상기 주행 정보에 따른 미리 저장된 이력 데이터를 도출하는 단계;
    도출된 이력 데이터, 예측된 기상 정보 및 예측된 사용 패턴 정보를 이용하여 사용 전력량을 산출하는 단계; 및
    산출된 사용 전력량에 확인된 현재 전력 상태를 반영하여 확보 전력량을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 전력 관리 방법.
  16. 전기 자동차가 주행을 개시하면, 주행 개시 이력을 검출하는 단계;
    전력 장치의 현재 전력 상태를 확인하는 단계;
    상기 주행 개시 이력을 기반으로 한 미리 저장된 이력 데이터를 도출하는 단계;
    도출된 이력 데이터와, 수집된 기상 정보 및 공조기의 사용 정보를 기반으로 상기 주행에 따른 기상 정보 및 공조기의 사용 패턴 정보를 예측하는 단계;
    예측된 기상 정보 및 예측된 사용 패턴 정보에 해당하는 상기 미리 저장된 이력 데이터 내의 사용 전력량 정보를 도출하여 상기 주행을 위한 사용 전력량을 산출하는 단계;
    전력 공급이 필요한지를 확인하는 단계;
    전력 공급이 필요한 경우, 산출된 사용 전력량에 확인된 현재 전력 상태를 반영하여 확보 전력량을 산출하는 단계; 및
    산출된 확보 전력량을 이용하여 상기 전력 장치에 공급할 최종 공급 전력량을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 전력 관리 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 주행이 완료되면, 상기 주행에 따른 주행 완료 이력을 검출하는 단계;
    상기 주행 완료까지 사용한 현재 사용 전력량을 산출하는 단계;
    산출된 사용 전력량 및 상기 주행에 따른 정보들을 반영하여 상기 미리 저장된 이력 데이터를 갱신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 전력 관리 방법.
  18. 제16항에 있어서,
    전력 공급이 필요한지를 확인하는 단계는, 상기 현재 전력 상태가 산출된 사용 전력량보다 작은 경우 상기 전력 장치의 전력 공급이 필요한 것으로 판단됨을 특징으로 하는 전기 자동차의 전력 관리 방법.
  19. 제16항에 있어서,
    실시간 또는 미리 설정된 주기로 전력 관리를 위한 정보들을 수집하는 단계; 및
    수집된 정보들을 반영하여 상기 미리 저장된 이력 데이터를 갱신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 전력 관리 방법.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 전력 장치의 전력 공급이 필요한 경우 사용자에게 전력 공급을 알리는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 전력 관리 방법.
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