KR20200019972A - 충전 장치를 작동시키기 위한 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 차량, 바람직하게는 전기차 또는 하이브리드 차량의 에너지 저장 장치를 충전하기 위한 충전 장치를 작동시키기 위한 방법에 관한 것이며, 이 경우 충전 장치는 인터넷 가능한 서버와 연결되어 있다. 배터리가 방전되었거나 부분적으로 충전된 하나 이상의 리시버 차량(receiver vehicle)이 일 방법 단계에서 자신의 충전 요구를 충전 장치에 전달한다. 또한, 배터리가 적어도 부분적으로 충전된 하나 이상의 도너 차량(donor vehicle)이 일 방법 단계에서 자신의 충전 준비 상태를 충전 장치에 전달한다.
Description
본 발명은, 충전 장치를 작동시키기 위한 방법에 관한 것이다.
전기차는 통상적으로 전기 에너지 저장 장치, 예를 들어 구동을 위한 전기 에너지를 공급하는 트랙션 배터리(traction battery)를 구비한다. 이와 같은 전기 에너지 저장 장치가 완전히 또는 부분적으로 방전되면, 전기차는 에너지 저장 장치가 재충전될 수 있는 충전 스테이션을 향해야만 한다. 지금까지는, 이와 같은 목적을 위해, 전기차가 그와 같은 충전 스테이션에서 케이블 연결부에 의해 충전 스테이션에 연결되는 것이 통상적이었다. 이와 같은 연결은 통상적으로 사용자에 의해서 수동으로 이루어져야만 한다는 단점을 갖는다. 이와 같은 상황에서는, 충전 스테이션 및 전기차가 서로에 상응하는 연결 시스템을 구비하는 것도 필요하다.
또한, 전기차를 위한 무선 충전 시스템도 개별적으로 공지되어 있다. 전기차를 유도식으로 충전하는 경우에는, 하나 또는 복수의 코일(송신 코일)이 바닥 내에 또는 바닥 상에 설치되어 있다. 또한, 전기차 내에도 마찬가지로 하나 또는 복수의 코일(수신 코일)이 배열되어 있다. 전기차가 송신 코일 위에 정차되면, 이 송신 코일이 교번 자기장을 발송한다. 교번 자기장은, 차량 내부의 수신 코일에 의해 수용되고, 전기 에너지로 변환된다. 그 다음에, 이와 같은 전기 에너지를 이용해서, 비접촉식 에너지 전달에 의해 차량의 트랙션 배터리가 충전될 수 있다. 또한, 전기차의 에너지 저장 장치는 에너지 재생을 위해서도 사용될 수 있다. 이 목적을 위해서는, 필요한 경우 케이블 연결 또는 유도식 전력 전달도 사용될 수 있다.
간행물 DE102011010049 A1호는, 에너지가 유도식으로 전달되는, 차량 배터리를 충전하기 위한 그와 같은 시스템을 개시한다. 종래 기술에서의 단점은, 유선 충전 방법뿐만 아니라 무선 충전 방법도 다만 개별 차량의 트랙션 배터리를 충전할 목적으로만 이용된다는 것이다. 몇몇 방법은 예를 들어 결재 방법과 같은 추가의 기능성을 포함하는데, 이와 같은 기능성에 의해서는 배터리에 공급되는 충전량이 운전자에게 청구된다. 또한, 종래 기술에서의 단점은, 국부적으로 고정 설치되어 있고 운전자에 의해 선택적으로 접근될 수밖에 없는 충전 스테이션에 의해, 차량이 다만 유선식으로만 또는 유도식으로만 충전될 수 있다는 것이다. 그와 달리, 차량이 방전된 트랙션 배터리로 인해 가동 중단되면, 더 이상 충전 스테이션에 접근하여 배터리를 충전할 수 없게 된다. 차량은 번거롭게 견인되어야만 한다.
수 년 내에 전기식 이동 수단의 확산이 증가하면서, 전 세계적으로 매년, 배터리가 방전된 수백만 대의 차량이 가동 중단될 것으로 추정될 수 있다. 이와 같은 평가는 ADAC의 연구를 기반으로 하며, 이 연구는 독일에서만 매년 대략 25만 대의 차량이 연료가 없는 상태로 가동 중단된다고 한다. 그에 상응하게, 전기 자동차의 경우에도 유사한 숫자가 나타날 것으로 가정할 수 있다.
그렇기 때문에, 배터리가 방전된 차량의 견인이 생략될 수 있는 방법에 대한 요구가 존재한다.
청구항 1의 특징부를 갖는 본 발명에 따른 방법은, 트랙션 배터리가 방전된 차량의 견인이 불필요하다는 장점을 갖는다.
본 발명에 따라, 상기 목적을 위해, 차량, 바람직하게는 전기차 또는 하이브리드 차량의 에너지 저장 장치를 충전하기 위한 충전 장치를 작동시키기 위한 방법이 제안되었으며, 이 경우 충전 장치는 인터넷 가능한 서버와 연결되어 있다. 배터리가 방전되었거나 부분적으로 충전된 하나 이상의 리시버 차량(receiver vehicle)이 일 방법 단계에서 자신의 충전 요구를 충전 장치에 전달한다. 또한, 배터리가 적어도 부분적으로 충전된 하나 이상의 도너 차량(donor vehicle)도 일 방법 단계에서 자신의 충전 준비 상태를 충전 장치에 전달한다. 이 방법은, 리시버 차량(더 이상 가장 가까운 또는 원하는 충전 스테이션에 도달하지 못할 것으로 예상되는, 배터리가 방전된 가동 중단된 차량 또는 배터리가 부분적으로 충전된 차량)의 배터리가 방전된 경우에, 적어도 부분적으로 충전된 배터리를 가짐으로써 자신의 배터리 충전의 일 부분을 리시버 차량으로 전달할 수 있는 임의의 도너 차량의 신속한 발견을 가능하게 한다. 그에 상응하게, 각각의 전기차 또는 하이브리드 차량이 흡사 "긴급 서비스"로서 기능할 수 있다. 이와 같은 상황은, 사적으로 이용되는 차량의 수가 일상 교통에서 가용한 긴급 서비스 차량의 수를 뚜렷하게 초과한다는 점에서 추가로 바람직하다. 그에 상응하게, 가동 중단된 리시버 차량은, 예를 들어 대기 시간이 부분적으로 적어도 45분인 전문적인 긴급 서비스를 기다려야만 하는 경우보다 훨씬 더 신속하게 도움을 받게 된다.
종속 청구항들에서 언급된 조치들에 의해서는, 독립 청구항에 명시된 방법의 바람직한 개선이 가능하다.
바람직한 방식으로, 리시버 차량 및/또는 도너 차량은 인터넷을 통해 충전 장치의 인터넷 가능한 서버와 통신한다. 오늘날, 전기차 및 하이브리드 차량들은 인터넷에 접속 가능하고, 이로써 인터넷 자체와 통신할 수 있을 뿐만 아니라 차량들 상호 간에도 통신할 수 있다. 그에 상응하게, 충전 요구뿐만 아니라 충전 준비 상태도 인터넷 연결에 의해 인터넷 가능한 서버와 통신될 수 있다. 따라서, 개별 차량들 서로 간의 네트워킹에 의한 "커넥티드 서비스(connected service)"가 형성되며, 이 경우에는 본 발명에 따른 충전 장치가 상호 연결을 가능하게 한다.
서버를 통한 도너 차량과 리시버 차량의 연결에 대해 대안적으로, 차량들 간의 연결은 차량-대-차량 통신, 차량-대-인프라 구조 통신을 통해서, 추가의 서버(예컨대 자신의 긴급 서비스 군집 차량들과 재차 정보를 교환하는 긴급 서비스 제공자의 추가 서버)를 통해서 또는 예컨대 블록체인 기술의 이용에 의한 것과 같은 분산형 네트워크를 통해서 직접적으로도 이루어질 수 있다.
바람직한 방식으로, 인터넷 가능한 서버는 클라우드 서비스, 클라우드 또는 클라우드 컴퓨팅을 갖는다. 이로 인해, 바람직한 방식으로, IT-인프라 구조는, 이 인프라 구조가 개별 리시버 차량 또는 도너 차량 내에 존재하도록 설치될 필요 없이, 충전 장치의 인터넷 가능한 서버를 이용할 수 있게 된다. 그에 상응하게, 클라우드는 다른 무엇보다 종래의 시스템에 대하여 비용상 장점을 가능하게 한다. 클라우드 서비스를 이용하는 경우에는, 이용되는 용량이 단기간 동안 실제 수요에 가변적으로 매칭될 수 있다. 이와 같은 상황은, 특히 본 발명에 따른 방법에서의 경우와 같이, 예를 들어 물류(logistic)와 같이 외부 요건에 즉각적으로 상응해야만 하는 비즈니스 분야에서 적용된다. 가동 중단된 차량의 가변적인 수와 같은 끊임없이 변하는 수량은, 신속한 반응과, 실행을 위해 필요한 용량의 연속적인 가용성을 요구한다. 클라우드의 유연성과 범위성(scalability) 덕분에, 물류 소프트웨어를 위해 필요한 자원의 제공은, 현재 정적인 시스템에 의해서 달성될 수 있는 경우보다 훨씬 더 유리하고도 간단하게 달성될 수 있다.
또한, 리시버 차량뿐만 아니라 도너 차량도 자신의 위치를 충전 장치로 전송하는 것이 바람직하다. 리시버 차량 및 도너 차량이 GPS를 갖추고 있음으로써 자신들의 위치를 확인할 수 있다. 이 위치는 인터넷 가능한 서버의 도움으로 충전 장치로 전송된다. 그에 상응하게, 충전 장치는 리시버 차량 및 도너 차량의 위치를 알게 되고, 리시버 차량을 향해 주행하기 위하여 가장 가까이 놓여 있는 도너 차량을 선택할 수 있다.
바람직한 방식으로, 리시버 차량 및 도너 차량은 충전 능력을 충전 장치로 전송한다. 충전 능력의 전송에는, 예컨대 개별 차량의 플러그 타입과 같은 정보들이 속한다. 이와 같은 상황은, 리시버 차량을 위해 적합한 도너 차량을 선택할 때에 도움을 준다. 서로 호환 가능한, 즉 적합한 플러그 타입도 제공할 수 있는 차량들만 "페어링(pairing)"된다.(즉, 상호 충전을 위해 선택된다.)
또한, 리시버 차량 및 도너 차량은 제조사 또는 차종을 충전 장치로 전송한다. 전기차는, 제조사 또는 차종에 따라 상이한 특성을 갖는다. 예를 들어, 차량이 송출할 수 있는 고전압(AC/DC)은 차량에 따라 상이하게 나타날 수 있으며, 이와 같은 상황은 리시버 차량과 도너 차량의 호환성을 제한한다.
상호 충전 프로세스와 관련하여 적합한 차량의 선택을 가능하게 하기 위하여, 충전 장치에 대해서는 조정과 관련하여 또 다른 정보가 필요하다. 그에 상응하게, 리시버 차량 및 도너 차량은 최대로 가능한 충전 전류를 충전 장치로 전송한다. 이로 인해, 충전 장치는, 호환 가능한 차량을 선택할 수도 있게 되고, 충전 기간을 추정하여 차량 운전자에게 전송할 수도 있게 된다.
또한, 리시버 차량 내에서는, 리시버 차량이 자신의 목적지 또는 가장 가까운 적합한 충전 스테이션에 도달할 수 있기 위해서 필요한 추가 에너지량이 추정된다. 이와 같은 정보들은 충전 장치를 통해 도너 차량으로 전송되고, 도너 차량 내에 아직 존재하는 에너지량이 리시버 차량을 충분히 충전하기에 그리고 더 나아가서는 원래의 내비게이션 목적지에 도달하기에 충분한지의 여부가 리시버 차량의 추가 정보(GPS 위치, 목적지, 충전 레벨, 예상되는 에너지 소비)에 의해 추정된다.
리시버 차량의 운전자를 위한 대기 시간을 가급적 적게 유지하거나 도너 차량의 주행 시간을 마찬가지로 최소로 유지하기 위하여, 충전 장치는 바람직한 방식으로 리시버 차량 및 도너 차량의 전송된 정보들로부터, 리시버 차량과 도너 차량의 거리를 결정한다.
도너 차량 및 리시버 차량이 필요한 정보{GPS를 통한 현재의 위치, 필요한 충전, 차량의 충전 능력, 플러그 타입, 최대 충전 전류, 제조사, 차종, 전류 유형(직류 전압 또는 교류 전압) 등}를 충전 장치로 전송했다면, 충전 장치가 상기 전송된 정보들로부터 리시버 차량과 도너 차량의 호환성을 결정한다.
매칭되는 리시버 차량과 도너 차량을 적합하게 선택한 후에는, 충전 장치가 적합한 리시버 차량과 도너 차량 간에 접촉을 형성한다. 따라서, 차량들은 클라우드 또는 클라우드 서비스와 네트워킹되지만, 차량-대-차량-통신 또는 분산형 네트워크(예컨대 블록체인)를 통해서도 네트워킹될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징부들 및 장점들은, 첨부된 도면들을 참조하는, 예시적이지만 본 발명을 제한하는 것으로서 설계되어서는 안 되는 실시예들에 대한 이하의 상세한 설명으로부터 당업자에게 명백해질 것이다.
도면부에서,
도 1은 본 발명에 따른 방법의 개략적인 다이어그램을 도시하며,
도 2는 도너 차량 및 리시버 차량의 개략도를 도시한다.
도 1은 본 발명에 따른 방법의 개략적인 다이어그램을 도시하며,
도 2는 도너 차량 및 리시버 차량의 개략도를 도시한다.
각각의 도면에 도시된 도면들은, 도면에 대한 개관을 명확하게 할 목적으로 반드시 축척에 충실하게 도시되지 않았다. 동일한 참조 부호들은 일반적으로 동일하거나 동일한 작용을 하는 구성 요소들을 나타낸다.
도 1은, 차량(13), 바람직하게는 전기차 또는 하이브리드 차량의 에너지 저장 장치(12)를 충전하기 위한 충전 장치(10)를 작동시키기 위한 본 발명에 따른 방법의 개략도를 보여준다. 충전 장치(10)는 인터넷 가능한 서버(14)와 연결되어 있다. 방법 단계 "A"에서는, 배터리(17)가 방전된 (또는 부분적으로 충전된) 리시버 차량(15)이 자신의 충전 요구를 충전 장치(10)에 전달한다. 방법 단계 "B"에서는, 배터리(18)가 적어도 부분적으로 충전된 도너 차량(16)이 자신의 충전 준비 상태를 충전 장치(10)에 전달한다.
도 2는, 도너 차량 및 리시버 차량의 개략도를 보여준다. 도 1과 관련하여 동일한 요소들에는 동일한 참조 부호가 제공되어 있으며, 더 이상 상세하게 설명되지 않는다. 차량(13, 15), 예컨대 배터리(12, 17)가 방전된 하이브리드 차량 또는 전기차가 가동 중단되면, 본 발명은 상기 "리시버 차량"으로 하여금, 적어도 부분적으로 충전된 자신의 배터리(18)의 충전의 일 부분을 리시버 차량에 이송하여 나눠줄 수 있는 차량(13) 또는 도너 차량(16)을 발견하는 것을 가능하게 해야만 한다. 리시버 차량(15)이 가동 중단되면, 상기 리시버 차량은 충전 장치(10)와 통신한다. 이 충전 장치는 인터넷 가능한 서버(14)를 가지며, 클라우드(클라우드 서비스, 클라우드 컴퓨팅, 커넥티드 서비스)를 갖추고 있다. 충전 장치(10) 내에서 실행되는 서비스는 원칙적으로 다음과 같은 구성 요소로 이루어진다: 배터리가 방전된 (또는 부분적으로 충전된) 리시버 차량은 충전 장치/클라우드를 통해 충전 요구를 통신한다. 이 목적을 위해, 리시버 차량이 자체적으로 인터넷을 사용할 수 있거나, 대안적으로는 운전자의 스마트폰이 이용될 수 있다. 동시에, 가능한 도너 차량들은 자신의 충전 능력 또는 충전 준비 상태를 마찬가지로 충전 장치(10)와 통신한다. 충전 장치/클라우드 내에서는, 충전 장치(10)가 이용할 수 있는 차량 정보로부터 서로 호환 가능한 차량이 식별되고 연관된다. 이 목적을 위해, 충전 장치는 리시버 차량에 대한 도너 차량의 내비게이션을 지원한다.
배터리가 방전된 (또는 부분적으로 충전된) 리시버 차량(15)이 충전 장치(10)와 접촉하면, 이 경우에는 차량의 "연결성 모듈(connectivity modul)"이 이용될 수 있다. 이 연결성 모듈은, 선택적으로 충전 장치(10)와 인터넷 연결을 형성한다. 대안적으로, 리시버 차량(15)은 연결성 모듈을 통해 도너 차량(16)과 직접적으로 접촉할 수도 있다. 충전 장치(10)에 대한 접촉이 형성되었다면, 리시버 차량이 충전 장치로 정보를 전송한다. 이 정보에는, 다른 무엇보다 현재 위치(예컨대 GPS 좌표), 필요한 충전, 차량의 충전 능력(플러그 타입, 최대로 가능한 충전 전류), 제조사, 차종 등에 대한 정보가 속한다. 그와 마찬가지로, 가능한 도너 차량도 마찬가지로 충전 장치(10)와 연결되어 있고, 마찬가지로 예컨대 현재 위치(예컨대 GPS 좌표), 충전 레벨, 차량의 충전 능력(어댑터 또는 플러그 타입, 최대로 가능한 충전 전류), 제조사, 차종, 전류 유형(직류 전압 또는 교류 전압)과 같은 필요한 정보를 전송한다.
차량들 상호 간의 거리, 도너 차량(16)의 충분한 충전 상태, 또는 충족되어야만 하는 차량들 서로에 대한 호환성, 예컨대 전압 또는 어댑터/플러그와 같은 한계 조건들을 참조하여, 알고리즘은 클라우드 또는 차량(15) 내에서 도너 차량 및 리시버 차량(16, 15)으로 이루어진 가능한 쌍을 계산한다. 이들 적합한 차량들은 클라우드 또는 차량-대-차량 통신을 통해 연결/접촉된다.
상응하게 적합한 도너 차량(16) 내에서는, 이제 예컨대 헤드 디스플레이 내에 또는 내비게이션 시스템의 지도 상에, 리시버 차량의 충전 요구 상태가 표시된다. 예컨대 우회로, 필요한 충전 시간, 차종[예컨대 동일한 차량 제조사의 운전자들이 서로 돕게 되는 "브랜디드 커뮤니티(branded community)"의 경우]과 같은 추가의 정보도 마찬가지로 표시될 수 있다.
가능한 도너 차량(16)의 운전자는 이제, 리시버 차량(15)을 도울지의 여부를 선택할 수 있다. 리시버 차량(15)을 도와야만 한다는 내용이 지시되면, 내비게이션 시스템 내에서의 현재 경로가 목적지로서의 리시버 차량(15)에 의해 변경되고, 리시버 차량의 운전자에게는 도움이 진행 중이라는 정보가 제공된다.
서비스는, 예컨대 지불 시스템을 고려하여 무료일 수도 있고 유료일 수도 있다. 도너 차량으로서는, 전기차/PHEV의 다른 운전자뿐만 아니라 예컨대 긴급 서비스를 위해 추가로 제공되는 서비스 제공자의 긴급 차량과 같은 특수 차량도 고려된다. 필요한 경우, 리시버 차량으로부터 긴급 서비스 차량으로의 통신은 긴급 서비스 제공자의 추가 서버를 통해서도 실행될 수 있다.
Claims (11)
- 차량(13), 바람직하게는 전기차 또는 하이브리드 차량의 에너지 저장 장치(12)를 충전하기 위한 충전 장치(10)를 작동시키기 위한 방법이며, 충전 장치(10)는 인터넷 가능한 서버(14)와 연결되어 있는, 충전 장치(10)를 작동시키기 위한 방법에 있어서,
- 배터리(17)가 방전되었거나 적어도 부분적으로 충전된 하나 이상의 리시버 차량(15)이 일 방법 단계(A)에서 자신의 충전 요구를 충전 장치(10)에 전달하며,
- 배터리(18)가 적어도 부분적으로 충전된 하나 이상의 도너 차량(16)이 일 방법 단계(B)에서 자신의 충전 준비 상태를 충전 장치(10)에 전달하는 것을 특징으로 하는, 충전 장치(10)를 작동시키기 위한 방법. - 제1항에 있어서, 리시버 차량(15) 및/또는 도너 차량(16)은 인터넷을 통해 충전 장치(10)의 인터넷 가능한 서버(14)와 통신하는 것을 특징으로 하는, 충전 장치(10)를 작동시키기 위한 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 인터넷 가능한 서버(14)는 클라우드 서비스(18)를 갖는 것을 특징으로 하는, 충전 장치(10)를 작동시키기 위한 방법.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 리시버 차량(15) 및 도너 차량(16)은 자신의 위치를 충전 장치로 전송하는 것을 특징으로 하는, 충전 장치(10)를 작동시키기 위한 방법.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 리시버 차량(15) 및 도너 차량(16)은 충전 능력을 충전 장치(10)로 전송하는 것을 특징으로 하는, 충전 장치(10)를 작동시키기 위한 방법.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 리시버 차량(15) 및 도너 차량(16)은 제조사 또는 차종을 충전 장치로 전송하는 것을 특징으로 하는, 충전 장치(10)를 작동시키기 위한 방법.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 리시버 차량(15) 및 도너 차량(16)은 최대로 가능한 충전 전류를 충전 장치로 전송하는 것을 특징으로 하는, 충전 장치(10)를 작동시키기 위한 방법.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 리시버 차량(15)은 필요한 에너지량을 충전 장치로 전송하고, 도너 차량(16)은 최대로 나눠줄 에너지량을 충전 장치로 전송하는 것을 특징으로 하는, 충전 장치(10)를 작동시키기 위한 방법.
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 충전 장치(10)는 리시버 차량(15) 및 도너 차량(16)의 전송된 정보로부터, 리시버 차량(15)과 도너 차량(16)의 거리를 결정하는 것을 특징으로 하는, 충전 장치(10)를 작동시키기 위한 방법.
- 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 충전 장치(10)는 리시버 차량(15) 및 도너 차량(16)의 전송된 정보로부터, 리시버 차량(15)과 도너 차량(16)의 호환성을 결정하는 것을 특징으로 하는, 충전 장치(10)를 작동시키기 위한 방법.
- 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 충전 장치(10)는 적합한 리시버 차량(15)과 도너 차량(16) 간에 접촉을 형성하는 것을 특징으로 하는, 충전 장치(10)를 작동시키기 위한 방법.
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