KR20150098287A - 이동형 충전을 통합 제어하는 시스템 및 방법 - Google Patents

이동형 충전을 통합 제어하는 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 관리 서버, 사용자의 차량 단말기 및 충전 스테이션 중 어느 하나 이상으로부터 상기 사용자의 차량 상태 정보 및 상기 충전 스테이션의 스테이션 상태 정보를 수신하는 상태 정보 수신부, 자체 충전 발전기를 통하여 예비 배터리의 전력을 충전하는 모드를 제공하는 자체 충전 모드, 상기 충전된 예비 배터리의 전력을 충전용 커넥터를 통하여 상기 사용자의 차량 배터리에 충전하는 모드를 제공하는 차량 충전 모드 및 상기 충전된 예비 배터리와 상기 충전 스테이션의 방전된 배터리를 교환하는 모드를 제공하는 배터리 교체 모드를 포함하는 이동형 충전을 통합 제어하는 시스템 및 방법을 개시한다.

Description

이동형 충전을 통합 제어하는 시스템 및 방법{integrated control system and Method with mobile charging}
본 발명은 이동형 충전을 통합 제어하는 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전기 공급 인프라를 제공하는 이동형 충전을 통합 제어하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 자동차는 가솔린이나 디젤을 연료로 사용하는데, 가솔린과 디젤은 인간에게 유해한 물질을 발생하여 대기오염을 일으킬 뿐만 아니라 원유의 고갈로 인하여 각 산업계에서는 대체에너지 개발을 서두르고 있으며 이에 대한 대안으로 전기차를 개발하여 운행하고 있다.
하지만 전기차의 경우 현재 충전에 소요되는 시간이 가솔린과 디젤차량 보다 많이 소요되어 운행에 지장을 초래하고 있고, 충전인프라 또한 부족하여 전기차를 상용화하는데 많은 어려움이 있다.
현재 이에 대한 해결책으로 배터리와 연료를 같이 사용하는 하이브리드 자동차가 제공되어 사용하고 있으나, 하이브리드 자동차 경우에도 주행시 연료를 소모하여 대기오염을 일으키는 배기가스 배출을 억제 할수 없고, 전기모터로 구성된 차에 비해 가격이 비싸고 차체가 무거워지는 문제점이 발생한다
따라서, 한국공개특허 제2012-0139558호는 배선전로를 이용한 이동형 전기자동차 충전시스템 및 그 운용방법에 대해서 개시하고 있으나, 상기 특허에 개시된 기술은 배전선로를 통해 전기차를 충전하기 때문에 전선주가 설치되지 않은 곳에서는 활용이 불가능하고, 충전시간이 길기 때문에 도시와 같이 차량이 많은 과밀지역에서는 활용하기가 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 이동형 충전 차량의 자체 발전을 통하여 배터리를 충전하는 환경을 제공한다.
본 발명은 이동형 충전 차량의 자체 발전된 배터리를 충전 스테이션까지 신속하게 공급 및 회수하여 전기 자동차의 주행거리 제한을 극복한다.
본 발명은 응급상황에 처한 방전된 차량의 배터리를 충전 또는 교환하여 응급상황을 효과적으로 대처한다.
본 발명은 전기 공급 인프라를 제공하여 탄소 배출량 감소, 운전자의 이용편의 증대 및 전기 자동차의 교통수단의 극대화를 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따른 이동형 충전을 통합 제어하는 시스템은 관리 서버, 사용자의 차량 단말기 및 충전 스테이션 중 어느 하나 이상으로부터 상기 사용자의 차량 상태 정보 및 상기 충전 스테이션의 스테이션 상태 정보를 수신하는 상태 정보 수신부, 자체 충전 발전기를 통하여 예비 배터리의 전력을 충전하는 모드를 제공하는 자체 충전 모드, 상기 충전된 예비 배터리의 전력을 충전용 커넥터를 통하여 상기 사용자의 차량 배터리에 충전하는 모드를 제공하는 차량 충전 모드 및 상기 충전된 예비 배터리와 상기 충전 스테이션의 방전된 배터리를 교환하는 모드를 제공하는 배터리 교체 모드를 포함한다.
본 발명의 일측에 따른 이동형 충전을 통합 제어하는 시스템은 상기 상태 정보를 기초하여 상기 충전된 예비 배터리를 상기 차량 배터리에 상기 충전하는 모드 또는 상기 충전된 예비 배터리를 상기 충전 스테이션의 방전된 배터리를 상기 교환하는 모드를 판단하는 모드 판단부 및 상기 예비 배터리의 충전하는 상태, 상기 차량 배터리에 충전하는 상태 및 상기 충전 스테이션의 방전된 배터리를 교환하는 상태를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 이동형 충전을 통합 제어하는 방법은 관리 서버, 사용자의 차량 단말기 및 충전 스테이션 중 어느 하나 이상으로부터 상기 사용자의 차량 상태 정보 및 상기 충전 스테이션의 스테이션 상태 정보를 수신하는 단계, 자체 충전 발전기를 통하여 예비 배터리의 전력을 충전하는 모드를 제공하는 단계, 상기 충전된 예비 배터리의 전력을 충전용 커넥터를 통하여 상기 사용자의 차량 배터리에 충전하는 모드를 제공하는 단계 및 상기 충전된 예비 배터리와 상기 충전 스테이션의 방전된 배터리를 교환하는 모드를 제공하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일측에 따른 이동형 충전을 통합 제어하는 방법은 상기 상태 정보를 기초하여 상기 충전된 예비 배터리를 상기 차량 배터리에 상기 충전하는 모드 또는 상기 충전된 예비 배터리를 상기 충전 스테이션의 방전된 배터리를 상기 교환하는 모드를 판단하는 단계 및 상기 예비 배터리의 충전하는 상태, 상기 차량 배터리에 충전하는 상태 및 상기 충전 스테이션의 방전된 배터리를 교환하는 상태를 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 이동형 충전 차량의 자체 발전을 통하여 배터리를 충전하는 환경을 제공할 수 있다.
본 발명은 이동형 충전 차량의 자체 발전된 배터리를 충전 스테이션까지 신속하게 공급 및 회수하여 전기 자동차의 주행거리 제한을 극복할 수 있다.
본 발명은 응급상황에 처한 방전된 차량의 배터리를 충전 또는 교환하여 응급상황을 효과적으로 대처할 수 있다.
본 발명은 전기 공급 인프라를 제공하여 탄소 배출량 감소, 운전자의 이용편의 증대 및 전기 자동차의 교통수단의 극대화를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이동형 충전을 통합 제어하는 시스템을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 이동형 충전을 통합 제어하는 방법을 도시한 흐름도이다.
도 3은 이동형 충전 차량을 도시한 예이다.
도 4은 이동형 충전(MCS: Mobile Charging Service) 차량의 예비 배터리를 이용하여 방전된 전기 버스의 배터리를 충전하는 예를 도시한 도면이다.
이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
한편, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이동형 충전을 통합 제어하는 시스템을 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 이동형 충전을 통합 제어하는 시스템(100)은 상태 정보 수신부(110), 자체 충전 모드(120), 차량 충전 모드(130) 및 배터리 교체 모드(140)를 포함한다.
상태 정보 수신부(110)는 관리 서버, 사용자의 차량 단말기 및 충전 스테이션 중 어느 하나 이상으로부터 사용자의 차량 상태 정보 및 충전 스테이션의 스테이션 상태 정보를 수신한다.
관리 서버는 이동 충전 차량, 방전된 차량 및 충전 스테이션에 대한 위치 정보, 배터리 상태 정보 및 공급/수거 요청 정보를 송수신할 수 있다.
차량 상태 정보는 이동 충전 차량의 식별 번호 정보, 이동 충전 차량의 배터리에 대한 식별 번호 정보 및 이동 충전 차량의 위치 정보일 수 있다.
스테이션 상태 정보는 충전 스테이션의 식별 번호, 충전 스테이션에 적재된 배터리 식별 번호 및 충전 스테이션의 위치 정보일 수 있다.
자체 충전 모드(120)는 자체 충전 발전기를 통하여 예비 배터리의 전력을 충전하는 모드를 제공한다.
자체 충전 발전기는 차량의 움직이는 동력 인출 장치(PTO: Power Take Off) 및 발전기를 통하여 전력을 발생시키고, 발생된 전력을 직류-직류 충전기 및 충전용 커넥터를 통하여 예비 배터리를 충전, 방전된 차량의 배터리를 충전 및 충전 스테이션의 배터리를 충전하는 용도로 사용될 수 있다.
실시예에 따라서, 동력 인출 장치는 차량 엔진의 동력을 주행과는 관계 없이 전력을 발생시키는 용도로 사용될 수 있고, 차량 이동간에 전력을 발생시키는 용도로 사용 될 수 있다.
또한, 충전용 커넥터는 이동 충전 차량의 직류-직류 변환기와 연결되어 방전된 차량의 배터리 및 충전 스테이션의 배터리를 충전하는 도구일 수 있다.
차량 충전 모드(130)는 충전된 예비 배터리의 전력을 충전용 커넥터를 통하여 상기 사용자의 차량 배터리에 충전하는 모드를 제공한다.
배터리 교체 모드(140)는 충전된 예비 배터리와 충전 스테이션의 방전된 배터리를 교환하는 모드를 제공한다.
본 발명의 일측에 따르면, 이동형 충전을 통합 제어하는 시스템은 상태 정보를 기초하여 충전된 예비 배터리를 차량 배터리에 충전하는 모드 또는 충전된 예비 배터리를 충전 스테이션의 방전된 배터리를 교환하는 모드를 판단하는 모드 판단부(150) 및 예비 배터리의 충전하는 상태, 차량 배터리에 충전하는 상태 및 충전 스테이션의 방전된 배터리를 교환하는 상태를 제어하는 제어부(160)를 더 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 이동형 충전을 통합 제어하는 방법을 도시한 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 이동형 충전을 통합 제어하는 방법은 단계 210에서 관리 서버, 사용자의 차량 단말기 및 충전 스테이션 중 어느 하나 이상으로부터 사용자의 차량 상태 정보 및 충전 스테이션의 스테이션 상태 정보를 수신하고, 단계 220에서 자체 충전 발전기를 통하여 예비 배터리의 전력을 충전하는 모드를 제공한다.
또한, 단계 230에서 충전된 예비 배터리의 전력을 충전용 커넥터를 통하여 사용자의 차량 배터리에 충전하는 모드를 제공하고, 단계 240에서 충전된 예비 배터리와 상기 충전 스테이션의 방전된 배터리를 교환하는 모드를 제공한다.
본 발명의 일측에 따르면, 이동형 충전을 통합 제어하는 방법은 상태 정보를 기초하여 충전된 예비 배터리를 차량 배터리에 충전하는 모드 또는 충전된 예비 배터리를 충전 스테이션의 방전된 배터리를 교환하는 모드를 판단하는 단계 및 예비 배터리의 충전하는 상태, 차량 배터리에 충전하는 상태 및 충전 스테이션의 방전된 배터리를 교환하는 상태를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
도 3은 이동형 충전 차량을 도시한 예이다.
도 3을 참조하면, 이동형 충전 차량은 예비 배터리를 적재하는 적재부(310), 예비 배터리를 이송하는 이송부(320), 예비 배터리를 충전하는 충전부 및 예비 배터리에 대한 적재, 이송 및 충전을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
적재부(310)는 예비 배터리의 크기 및 무게를 고려하여 적재하고, 예비 배터리를 고정할 수 있는 지그 장치를 포함할 수 있다.
이송부(320)는 예비 배터리를 이동 또는 가이드할 수 있는 유압 실린더와 유압 실린더의 운동 에너지를 전달할 수 있는 모터 장치가 사용될 수 있다.
또한, 이송부(320)는 예비 배터리를 방전된 차량의 배터리 및 충전 스테이션의 배터리로 교환하는데 사용될 수 있다.
충전부는 동력 인출 장치, 자체 발전기, 직류-직류 충전기 및 충전용 커넥터를 포함할 수 있다.
자체 충전 발전기는 차량의 움직이는 동력 및 발전기를 통하여 전력을 발생시키고, 발생된 전력을 직류-직류 충전기를 통하여 예비 배터리를 충전, 방전된 차량의 배터리를 충전 및 충전 스테이션의 배터리를 충전하는 용도로 사용될 수 있다.
동력 인출 장치는 차량 엔진의 동력을 주행과는 관계 없이 전력을 발생시키는 용도로 사용될 수 있고, 차량 이동간에 전력을 발생시키는 용도로 사용 될 수 있다.
충전용 커넥터는 이동 충전 차량의 직류-직류 변환기와 연결되어 방전된 차량의 배터리 및 충전 스테이션의 배터리를 충전하는 도구일 수 있다.
도 4은 이동형 충전(MCS: Mobile Charging Service) 차량의 예비 배터리를 이용하여 방전된 전기 버스의 배터리를 충전하는 예를 도시한 도면이다.
도 4을 참조하면, MCS 차량은 예비 배터리를 적재하는 적재부, 예비 배터리를 이송하는 이송부, 예비 배터를 충전하는 충전부 및 예비 배터리에 대한 적재, 이송 및 충전을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
적재부는 예비 배터리의 크기 및 무게를 고려하여 적재하고, 예비 배터리를 고정할 수 있는 지그 장치를 포함할 수 있다.
이송부는 예비 배터리를 이동 또는 가이드할 수 있는 유압 실린더와 유압 실린더의 운동 에너지를 전달할 수 있는 모터 장치가 사용될 수 있다.
또한, 이송부는 예비 배터리를 방전된 차량의 배터리 및 충전 스테이션의 배터리로 교환하는데 사용될 수 있다.
충전부는 동력 인출 장치, 자체 발전기, 직류-직류 충전기 및 충전용 커넥터를 포함할 수 있다.
자체 충전 발전기는 차량의 움직이는 동력 및 발전기를 통하여 전력을 발생시키고, 발생된 전력을 직류-직류 충전기를 통하여 예비 배터리를 충전, 방전된 차량의 배터리를 충전 및 충전 스테이션의 배터리를 충전하는 용도로 사용될 수 있다.
동력 인출 장치는 차량 엔진의 동력을 주행과는 관계 없이 전력을 발생시키는 용도로 사용될 수 있고, 차량 이동간에 전력을 발생시키는 용도로 사용 될 수 있다.
충전용 커넥터는 이동 충전 차량의 직류-직류 변환기와 연결되어 방전된 차량의 배터리 및 충전 스테이션의 배터리를 충전하는 도구일 수 있다.
실시예에 따라서, MCS 차량의 예비 배터리를 방전된 전기 버스의 배터리를 충전할 때, MCS의 차량에 구비되는 직류-직류 충전기 및 충전용 커넥터를 통하여 충전될 수 있다.
도 5는 이동형 충전(MCS) 차량의 예비 배터리를 충전 스테이션의 배터리로 교환하는 예를 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, MCS 차량은 예비 배터리를 적재하는 적재부, 예비 배터리를 이송하는 이송부, 예비 배터를 충전하는 충전부 및 예비 배터리에 대한 적재, 이송 및 충전을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
적재부는 예비 배터리의 크기 및 무게를 고려하여 적재하고, 예비 배터리를 고정할 수 있는 지그 장치를 포함할 수 있다.
이송부는 예비 배터리를 이동 또는 가이드할 수 있는 유압 실린더와 유압 실린더의 운동 에너지를 전달할 수 있는 모터 장치가 사용될 수 있다.
또한, 이송부는 예비 배터리를 방전된 차량의 배터리 및 충전 스테이션의 배터리로 교환하는데 사용될 수 있다.
충전부는 동력 인출 장치, 자체 발전기, 직류-직류 충전기 및 충전용 커넥터를 포함할 수 있다.
자체 충전 발전기는 차량의 움직이는 동력 및 발전기를 통하여 전력을 발생시키고, 발생된 전력을 직류-직류 충전기를 통하여 예비 배터리를 충전, 방전된 차량의 배터리를 충전 및 충전 스테이션의 배터리를 충전하는 용도로 사용될 수 있다.
동력 인출 장치는 차량 엔진의 동력을 주행과는 관계 없이 전력을 발생시키는 용도로 사용될 수 있고, 차량 이동간에 전력을 발생시키는 용도로 사용 될 수 있다.
충전용 커넥터는 이동 충전 차량의 직류-직류 변환기와 연결되어 방전된 차량의 배터리 및 충전 스테이션의 배터리를 충전하는 도구일 수 있다.
실시예에 따라서, MCS 차량의 예비 배터리를 충전 스테이션의 배터리를 교환할 때, MCS의 차량에 구비되는 적재부를 통하여 상기 예비 배터리를 교환할 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
110: 상태 정보 수신부
120: 자체 충전 모드
130: 차량 충전 모드
140: 배터리 교체 모드
150: 모드 판단부
160: 제어부

Claims (7)

  1. 관리 서버, 사용자의 차량 단말기 및 충전 스테이션 중 어느 하나 이상으로부터 상기 사용자의 차량 상태 정보 및 상기 충전 스테이션의 스테이션 상태 정보를 수신하는 상태 정보 수신부;
    자체 충전 발전기를 통하여 예비 배터리의 전력을 충전하는 모드를 제공하는 자체 충전 모드;
    상기 충전된 예비 배터리의 전력을 충전용 커넥터를 통하여 상기 사용자의 차량 배터리에 충전하는 모드를 제공하는 차량 충전 모드; 및
    상기 충전된 예비 배터리와 상기 충전 스테이션의 방전된 배터리를 교환하는 모드를 제공하는 배터리 교체 모드
    를 포함하는 이동형 충전을 통합 제어하는 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상태 정보를 기초하여 상기 충전된 예비 배터리를 상기 차량 배터리에 상기 충전하는 모드 또는 상기 충전된 예비 배터리를 상기 충전 스테이션의 방전된 배터리를 상기 교환하는 모드를 판단하는 모드 판단부
    를 더 포함하는 이동형 충전을 통합 제어하는 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 예비 배터리의 충전하는 상태, 상기 차량 배터리에 충전하는 상태 및 상기 충전 스테이션의 방전된 배터리를 교환하는 상태를 제어하는 제어부
    를 더 포함하는 이동형 충전을 통합 제어하는 시스템.
  4. 관리 서버, 사용자의 차량 단말기 및 충전 스테이션 중 어느 하나 이상으로부터 상기 사용자의 차량 상태 정보 및 상기 충전 스테이션의 스테이션 상태 정보를 수신하는 단계;
    자체 충전 발전기를 통하여 예비 배터리의 전력을 충전하는 모드를 제공하는 단계;
    상기 충전된 예비 배터리의 전력을 충전용 커넥터를 통하여 상기 사용자의 차량 배터리에 충전하는 모드를 제공하는 단계; 및
    상기 충전된 예비 배터리와 상기 충전 스테이션의 방전된 배터리를 교환하는 모드를 제공하는 단계
    를 포함하는 이동형 충전을 통합 제어하는 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 상태 정보를 기초하여 상기 충전된 예비 배터리를 상기 차량 배터리에 상기 충전하는 모드 또는 상기 충전된 예비 배터리를 상기 충전 스테이션의 방전된 배터리를 상기 교환하는 모드를 판단하는 단계
    를 더 포함하는 이동형 충전을 통합 제어하는 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 예비 배터리의 충전하는 상태, 상기 차량 배터리에 충전하는 상태 및 상기 충전 스테이션의 방전된 배터리를 교환하는 상태를 제어하는 단계
    를 더 포함하는 이동형 충전을 통합 제어하는 방법.
  7. 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항의 방법을 수행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
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