KR20200065823A - Exchanging system of battery for electric two-wheeled vehicle and exchanging method of battery for electric two-wheeled vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전기이륜차의 배터리 교환 시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히, 하나의 배터리교환기와 이를 이용하는 복수의 전기이륜차로부터 정보를 수집하고 수집된 정보를 이용하여 배터리교환기를 통해 미리 충전된 배터리를 준비함으로써, 전기이륜차의 배터리 방전시 배터리교환기를 통해 미리 충전된 배터리와 단 시간 내에 교환하여 전기이륜차를 중단없이 사용할 수 있도록 구성한 전기이륜차의 배터리 교환 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a battery exchange system and method of an electric motorcycle, in particular, by collecting information from one battery exchanger and a plurality of electric motorcycles using the same and preparing the pre-charged battery through the battery exchanger using the collected information , When the battery of the electric motorcycle is discharged, the present invention relates to a battery replacement system and method for an electric motorcycle configured to be used without interruption by replacing the battery with a pre-charged battery in a short time.
오토바이 등과 같은 이륜차량을 이용하여 음식 등을 배달하는 배달 업종은 통상적으로 다수대의 이륜차를 동시에 운영한다. 배달용 이륜차량은 하루에도 수십차례 배달과 매장 복귀를 반복한다.Delivery industries that deliver food, etc. using two-wheeled vehicles, such as motorcycles, usually operate multiple two-wheeled vehicles simultaneously. Delivery two-wheeled vehicles repeat dozens of delivery and store returns a day.
하기의 [표 1]은 배달 업종의 이륜차량 운행 현황을 나타낸 것이다. 이를 참조하면, 서울 시내 배달업종 중 이륜차 3대를 운영중인 배달업종의 이륜차 운행 현황을 분석한 결과 1일 평균 9시간의 근무 시간동안 이륜차 한 대가 평균적으로 약 80km를 주행하고 시간당 약 3.3건의 배달 업무를 수행한다. 이 과정에서 이륜차 한 대가 하루 평균 29건의 배달을 처리하는 동안 평균적으로 매장을 출발하여 배달지에 배송한 후 매장에 복귀하기까지 18.4분이 소요됨을 확인하였다.[Table 1] below shows the status of the operation of two-wheeled vehicles in the delivery industry. Referring to this, as a result of analyzing the operation status of two-wheeled vehicles in the delivery industry operating three wheeled vehicles in the city of Seoul, an average of about two hours driving a car about 80 km per hour for an average of nine hours per day and about 3.3 delivery tasks per hour To perform. During this process, it was confirmed that it took 18.4 minutes for a two-wheeled vehicle to leave the store on average, deliver it to the delivery site, and return to the store while handling an average of 29 deliveries per day.
(회)The number of delivery
(time)
주행거리(km)per hour
Mileage (km)
처리시간(분)Average per delivery
Processing time (minutes)
일반적으로, 가솔린 연료를 사용하는 엔진 이륜차의 경우 가솔린 연료를 만충하여 주유시 통산 100km 내외를 운영할 수 있어 상기 배달용 이륜차 사용에 있어 1일 1회 연료 주유로 이륜차를 운행할 수 있다.In general, in the case of an engine two-wheeled vehicle using gasoline fuel, the gasoline fuel can be fully filled to operate around 100 km when refueling, so that the two-wheeled vehicle can be operated with fuel refueling once a day in the use of the delivery two-wheeled vehicle.
반면 현재 시중에 출시되는 전기이륜차의 경우 1회 충전 후 실도로에서 주행시 약 40km 내외로 주행이 가능하고, 추가적인 주행을 위해서는 약 4시간 가량 충전 시간이 필요할 뿐만 아니라, 전기이륜차를 4시간 동안 주차시킬 수 있는 장소가 필요하다.On the other hand, in the case of an electric two-wheeled vehicle currently on the market, it is possible to drive about 40 km or more when driving on a real road after one charge. In addition, about four hours of charging time is required for additional driving, and the electric two-wheeled vehicle can be parked for 4 hours. I need a place where I can.
이와 같은 이유로 전기이륜차는 1일 평균 약 80km 이상의 주행이 필요한 상업적 용도로는 사용하기 어렵다고 알려져 있다.For this reason, it is known that electric two-wheeled vehicles are difficult to use for commercial purposes that require an average of about 80 km or more per day.
또한 아파트, 빌라, 다세대 주택 등 공동주택이 많은 도심의 경우 전기이륜차를 장시간 세워 놓고 충전할 수 있는 시설 확보에 제약이 많아 전기이륜차를 배달 등과 같은 상업적 용도가 아닌 일반 용도로 사용하는데 있어서도 한계점이 존재한다.In addition, in city centers with many apartments, such as apartments, villas, and multi-family houses, there are limitations in using electric motorcycles for general purposes, not for commercial purposes, such as delivery, because there are many restrictions on securing facilities that can stand and charge electric motorcycles for a long time. do.
앞서 언급한 바와 같이 신호 등에 의한 주행 정지, 교통체증에 의한 주행 정지 등이 빈번하게 발생되는 도심의 교통 흐름 하에서 전기이륜차의 1회 충전 후 주행거리는 통상 40km 내외이다. 추가적인 주행을 위해서는 배터리 충전이 필요하지만 현재의 배터리 및 충전 기술의 한계로 완충하기까지 약 4시간 가량이 소요되고 급속으로 충전하더라도 30분 이상이 소요된다. As mentioned above, the driving distance after charging once for an electric motorcycle under a traffic flow in the city where traffic stops due to traffic signals and traffic stops frequently occurs is usually around 40 km. Battery charging is required for additional driving, but it takes about 4 hours to fully charge due to the limitations of the current battery and charging technology, and it takes more than 30 minutes to charge rapidly.
반면 배달 및 탁송 목적으로 운영되는 이륜차의 경우 1일 평균 8시간 이상의 근무 시간 동안 약 80km 이상을 주행해야 되고, 8시간 이상의 근무를 하는 배달 업무 특성상 이륜차의 운행을 장시간 중단시킬 수가 없는 실정이다.On the other hand, in the case of a two-wheeled vehicle operated for delivery and consignment purposes, it is necessary to travel about 80 km or more for an average of eight hours or more per day, and it is impossible to stop the operation of the two-wheeled vehicle for a long time due to the nature of the delivery service.
따라서, 이와 같은 배달 및 탁송 목적의 이륜차 운행 특성으로 인해 1회 충전 후 40km 내외로만 주행 가능하고 추가 주행을 위해서는 장시간 배터리를 충전해야 하는 기존 충전방식의 전기이륜차는 배달 및 탁송 용도로는 사용이 불가한 것으로 알려져 있다.Therefore, due to the characteristics of the operation of a two-wheeled vehicle for the purpose of delivery and consignment, the existing charging-type electric two-wheeled vehicle that can travel only about 40 km after a single charge and requires long-term battery charging for additional driving cannot be used for delivery and consignment purposes. It is said to have been done.
이를 해결하기 위해 배달 업종에서 전기이륜차를 무중단으로 사용하기 위해서는 여분의 배터리를 충전시켜 준비하고 배터리 방전시 준비된 충전 배터리로 교체하여 사용하는 방법이 대안이 될 수 있을 것이다.In order to solve this, in order to use the electric motorcycle continuously in the delivery industry, an alternative method may be an alternative method of charging a spare battery and replacing it with a prepared rechargeable battery when discharging the battery.
특히, 도 1a에 도시된 바와 같이, 다수 대의 이륜차(통상 3대)를 운영하는 배달 업종의 경우 전기이륜차의 대수 만큼 여분의 배터리를 보유하고 있다면 배터리 방전에 의한 업무 중단이 없을 것이다.In particular, as shown in Figure 1a, in the case of a delivery industry that operates a large number of two-wheeled vehicles (usually three), if there is an extra battery as many as the number of electric two-wheeled vehicles, there will be no business interruption due to battery discharge.
하지만, 배터리 가격은 전기이륜차 전체 가격의 40% 이상을 차지하므로, 전기이륜차 대수 만큼 여분의 배터리를 추가로 준비하기에는 다수 대의 이륜차를 운영해야 하는 배달 업종에서는 비용적인 면에서 부담이 크다. However, since the battery price accounts for more than 40% of the total price of the electric two-wheeled vehicle, the delivery industry that requires the operation of a large number of two-wheeled vehicles to prepare an extra battery for the number of electric two-wheeled vehicles is expensive.
이에 대한 해결 방안으로 도 1b에 도시된 바와 같이, 전기이륜차의 대수보다 작은 수량의 여유분의 배터리를 충전 기능이 있는 배터리교환기 내에 적재하여, 다수 대의 전기이륜차가 상호간에 배터리를 공유하는 방법이 대안이 될수 있을 것이다. As a solution to this, as shown in FIG. 1B, a method of sharing a battery between two electric motorcycles by loading a battery of a spare quantity smaller than the number of electric motorcycles into a battery exchanger with a charging function is an alternative. It could be.
그러나 이 경우, 두 대 이상의 전기이륜차에 동시에 배터리 교환 시점이 도래한다면 두 대 중 한대는 배터리를 즉시 교환하지 못하고 교환된 배터리가 충전될때까지 이륜차량을 운행하지 못하는 경우가 발생할 수 있다. In this case, however, if the time to replace the battery arrives at the same time for two or more electric two-wheeled vehicles, one of the two may not be able to replace the battery immediately and may not be able to operate the two-wheeled vehicle until the replaced battery is charged.
한편, 최근 전기차량에는 리튬이온 계열의 배터리가 사용된다. 리튬이온 배터리의 충전 속도를 높이기 위해서는 충전기를 통해 배터리에 인가하는 전하량을 증가시켜준다. 하지만 이 경우 적정 수준의 전하량 이상이 배터리에 유입되면서 배터리의 전극판 손상을 유발시키게 되고, 손상량이 증가되면서 배터리에 저장할 수 있는 전체 전하량이 감소한다. 결국 반복적인 손상이 가해지면 배터리의 수명이 저하될 수밖에 없다.Meanwhile, lithium-ion batteries are used in recent electric vehicles. In order to increase the charging speed of the lithium ion battery, the amount of charge applied to the battery through the charger is increased. However, in this case, an abnormal amount of charge is introduced into the battery, causing damage to the electrode plate of the battery, and as the amount of damage increases, the total amount of charge that can be stored in the battery decreases. Eventually, if repeated damage is applied, the life of the battery will inevitably decrease.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 전기이륜차를 사용하고 에너지를 획득하는데 있어 전기이륜차를 장시간 세워놓고 충전하는 방식이 아닌, 전기이륜차의 배터리 교체시기를 사전에 파악하여 배터리교환기를 통해 미리 충전된 배터리를 준비해 놓고, 전기이륜차의 배터리 방전시 배터리교환기를 통해 미리 충전된 배터리와 단 시간내에 교환함으로써, 전기이륜차의 운행중단 없이 사용할 수 있도록 구성한 전기이륜차의 배터리 교환 시스템 및 방법을 제공하는데 있다.The technical problem to be solved by the present invention is to use an electric two-wheeled vehicle to obtain energy and not to charge the electric two-wheeled vehicle for a long time, but to identify the battery replacement time of the electric two-wheeled vehicle in advance and to charge the battery in advance through a battery exchanger. It is to provide a battery replacement system and method for an electric motorcycle configured to be used without interruption of operation of the electric motorcycle by preparing a battery and replacing the battery with a pre-charged battery through a battery exchanger in a short time when the battery of the electric motorcycle is discharged.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 배터리교환기에서 충전되는 배터리로 인가되는 전하량을 높여 필요시에만 충전 속도를 능동적으로 조절할 수 있는 전기이륜차의 배터리 교환 시스템 및 방법을 제공하는데 있다.Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a battery exchange system and method of an electric motorcycle capable of actively adjusting the charging speed only when necessary by increasing the amount of charge applied to the battery charged in the battery exchanger.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 하나의 배터리교환기에 등록된 적정수의 전기이륜차만이 배터리를 교환하여 사용할 수 있도록 구성함으로써, 다수의 전기이륜차를 사용하는 하나의 사업장에서 독립적으로 운용할 수 있도록 구성한 전기이륜차의 배터리 교환 시스템 및 방법을 제공하는데 있다.Another technical problem to be solved by the present invention is to configure the appropriate number of electric two-wheeled vehicles registered in one battery exchanger to be used by exchanging batteries, thereby independently operating in one workplace using a plurality of electric two-wheeled vehicles. It is to provide a battery exchange system and method for an electric motorcycle configured to be able to.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명인 전기이륜차의 배터리 교환 시스템은, 장착되어 사용중인 배터리의 교체시기에 대한 배터리정보를 전송하고, 전송된 상기 배터리정보를 이용해 계산된 배터리의 교체가능시기에 대한 배터리교체정보를 수신하여 표시하는 복수의 전기이륜차; 적어도 4개의 배터리충전부를 구비하며, 상기 배터리충전부의 사용여부에 대한 사용정보와 상기 배터리충전부에서 충전중인 배터리의 충전 잔여시간에 대한 충전정보를 전송하고, 상기 배터리충전부의 충전속도에 대한 제어정보를 수신받아 상기 배터리충전부의 충전속도를 컨트롤하는 배터리교환기; 및 상기 배터리교환기와 상기 배터리교환기를 사용하는 상기 전기이륜차에 연결되며, 각각의 상기 전기이륜차로부터 전송받은 상기 배터리정보와 상기 배터리교환기로부터 전송받은 상기 사용정보 및 충전정보를 통해 계산된 상기 배터리교체정보를 해당되는 상기 전기이륜차로 전송하고 상기 배터리충전부의 충전속도를 완속 또는 급속으로 조정하는 상기 제어정보를 상기 배터리교환기로 전송하는 중앙제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a feature of the present invention for achieving the above technical problem, the battery exchange system of the electric motorcycle according to the present invention transmits battery information about a replacement time of a battery in use, and a battery calculated using the transmitted battery information A plurality of electric motorcycles that receive and display battery replacement information for a replaceable time of the vehicle; It is provided with at least four battery charging units, transmits usage information on whether or not the battery charging unit is used, and charging information on the remaining charge time of the battery being charged by the battery charging unit, and controls control information on the charging speed of the battery charging unit. A battery exchanger receiving and controlling a charging speed of the battery charging unit; And the battery exchanger and the battery replacement information connected to the electric motorcycle using the battery exchanger and calculated through the battery information received from each electric motorcycle and the usage information and charging information received from the battery exchanger. It characterized in that it comprises; a central control unit for transmitting the control information to the battery exchanger to transmit to the corresponding electric two-wheeled vehicle and adjust the charging speed of the battery charging unit slowly or rapidly.
또한, 상기 배터리충전부는 짝수로 구성되어 하나의 배터리충전부에 하나의 충전기가 연결되고, 두 개의 상기 배터리충전부와 충전기가 한 조를 구성하여 각 조의 상기 배터리충전부와 충전기 사이에는 상기 제어정보에 따라 동작하는 스위칭부가 연결되며, 상기 스위칭부를 통해 완속 충전시에는 하나의 배터리충전부에 하나의 충전기가 연결되고 급속 충전시에는 하나의 배터리충전부에 한 조에 포함된 두 개의 충전기가 모두 연결되는 것을 특징으로 한다.In addition, the battery charging unit is composed of an even number, and one charger is connected to one battery charging unit, and the two battery charging units and the charger constitute a pair to operate according to the control information between the battery charging unit and the charger of each group. The switching unit is connected, and through the switching unit, one charger is connected to one battery charging unit when fully charged, and two chargers included in one set are connected to one battery charging unit when rapidly charging.
또한, 상기 배터리교환기는, 제1배터리충전부; 상기 제1배터리충전부와 연결되어 상기 제1배터리충전부에 장착된 배터리를 충전시키는 제1충전기; 제2배터리충전부; 상기 제2배터리충전부와 연결되거나 상기 제1배터리충전부와 연결되어 상기 제1배터리충전부 또는 상기 제2배터리충전부에 장착된 배터리를 충전시키는 제2충전기; 상기 제1배터리충전부와 제2배터리충전부 및 상기 제1충전기와 제2충전기 사이에 연결되어 상기 제어정보에 따라 상기 제2충전기를 상기 제1배터리충전부와 제2배터리충전부 중 어느 하나로 연결시키는 제1스위칭부; 제3배터리충전부; 상기 제3배터리충전부와 연결되어 상기 제3배터리충전부에 장착된 배터리를 충전시키는 제3충전기; 제4배터리충전부; 상기 제4배터리충전부와 연결되거나 상기 제3배터리충전부와 연결되어 상기 제3배터리충전부 또는 상기 제4배터리충전부에 장착된 배터리를 충전시키는 제4충전기; 및 상기 제3배터리충전부와 제4배터리충전부 및 상기 제3충전기와 제4충전기 사이에 연결되어 상기 제어정보에 따라 상기 제4충전기를 상기 제3배터리충전부와 제4배터리충전부 중 어느 하나로 연결시키는 제2스위칭부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the battery exchanger, a first battery charging unit; A first charger connected to the first battery charging unit to charge a battery mounted in the first battery charging unit; A second battery charging unit; A second charger connected to the second battery charging unit or connected to the first battery charging unit to charge a battery installed in the first battery charging unit or the second battery charging unit; The first battery charging unit and the second battery charging unit and the first charger is connected between the first charger and the second charger to connect the second charger to one of the first battery charging unit and the second battery charging unit according to the control information Switching unit; A third battery charging unit; A third charger connected to the third battery charging unit to charge a battery installed in the third battery charging unit; A fourth battery charging unit; A fourth charger connected to the fourth battery charging unit or connected to the third battery charging unit to charge a battery installed in the third battery charging unit or the fourth battery charging unit; And a third battery charging unit and a fourth battery charging unit, and a third battery charging unit connected to the third battery charging unit and the third battery charging unit and the fourth battery charging unit according to the control information. It characterized in that it comprises a; 2 switching parts.
또한, 상기 배터리교환기에는 상기 배터리충전부의 사용여부 및 충전상태를 나타내는 표시부가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.In addition, the battery exchanger is characterized in that it is further provided with a display unit indicating whether the battery charging unit is used and the charging state.
한편, 본 발명인 전기이륜차의 배터리 교환 방법은, 착탈식 배터리를 장착하여 사용하는 전기이륜차의 배터리 교체시기에 대한 배터리정보를 중앙제어부로 전송하는 제1전송단계; 배터리교환기에 구비된 배터리충전부의 사용여부에 대한 사용정보와 상기 배터리충전부에서 충전중인 배터리의 충전 잔여시간에 대한 충전정보를 상기 중앙제어부로 전송하는 제2전송단계; 전송된 상기 배터리정보, 사용정보 및 충전정보를 통해 배터리의 교체가능시기에 대한 배터리교체정보 및 상기 배터리교체정보에 따른 상기 배터리충전부의 충전속도를 조정하기 위한 제어정보를 생성하는 정보생성단계; 상기 배터리교체정보를 상기 전기이륜차로 전송하고, 상기 제어정보를 상기 배터리교환기로 전송하는 제3전송단계; 및 전송된 상기 제어정보에 따라 상기 배터리충전부의 충전속도를 조정하는 스위칭단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.On the other hand, the method of replacing the battery of the electric motorcycle according to the present invention includes: a first transmission step of transmitting battery information about a battery replacement time of the electric motorcycle used by attaching a removable battery to the central control unit; A second transmission step of transmitting usage information on whether or not the battery charging unit is provided in the battery exchanger and charging information on the remaining charge time of the battery being charged by the battery charging unit to the central control unit; An information generating step of generating battery replacement information for a replaceable time of the battery through the transmitted battery information, usage information and charging information and control information for adjusting a charging speed of the battery charging unit according to the battery replacement information; A third transmission step of transmitting the battery replacement information to the electric motorcycle and transmitting the control information to the battery exchanger; And a switching step of adjusting the charging speed of the battery charging unit according to the transmitted control information.
또한, 상기 스위칭단계는, 하나의 배터리충전부에 한 개의 충전기를 연결하는 완속 스위칭단계; 및 하나의 배터리충전부에 두 개의 충전기를 연결하는 급속 스위칭단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the switching step, a slow switching step of connecting one charger to one battery charging unit; And a quick switching step of connecting two chargers to one battery charging unit.
또한, 상기 배터리교체정보를 전기이륜차에 표시하는 알림단계;를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.In addition, it characterized in that it further comprises; a notification step of displaying the battery replacement information on the electric motorcycle.
또한, 상기 배터리충전부의 사용여부 및 충전상태를 나타내는 표시단계;를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.In addition, it characterized in that it further comprises; a display step of indicating whether the battery charging unit is used or not and the charging state.
또한, 상기 전기이륜차는 두 개의 배터리를 사용하며, 상기 전기이륜차에 장착된 방전 배터리를 교환시 두 개의 배터리를 동시에 교환하거나 한 개의 배터리만을 교환하는 배터리교환단계가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.In addition, the electric two-wheeled vehicle uses two batteries, and when replacing the discharged battery mounted on the electric two-wheeled vehicle, the battery replacement step of exchanging two batteries or replacing only one battery is further provided.
이상에서 상술한 본 발명에 의한 전기이륜차의 배터리 교환 시스템 및 방법은 다음과 같은 효과가 있다.The battery replacement system and method of the electric motorcycle according to the present invention described above has the following effects.
먼저, 복수의 전기이륜차와 배터리교환기로부터 정보를 수집하여 배터리 교체 시기와 충전중인 배터리의 완충까지의 시간 정보를 분석하고 필요시 배터리의 충전속도를 완속 또는 급속으로 조절하여 충전할 수 있으므로, 배터리 교체 또는 배터리 충전 등으로 인한 전기이륜차의 운행중단 없이 사용할 수 있다.First, by collecting information from a plurality of electric motorcycles and battery exchangers, it is possible to analyze the battery replacement time and time information until the battery is fully charged and, if necessary, adjust the charging speed of the battery slowly or rapidly to charge the battery. Alternatively, it can be used without stopping the electric motorcycle due to battery charging.
또한, 배터리의 특성을 이해하고 하나의 배터리충전부에 한 개의 충전기를 직렬로 연결하거나 하나의 배터리충전부에 두 개의 충전기를 병렬로 연결함으로써, 완속 충전 및 급속 충전이 가능하다.In addition, by understanding the characteristics of the battery and connecting one charger in series to one battery charging unit or connecting two chargers in parallel to one battery charging unit, full charge and rapid charging are possible.
또한, 필요시에만 급속 충전하도록 구성함으로써, 배터리의 수명 저하를 최소화시킬 수 있다.In addition, it is possible to minimize the degradation of the life of the battery by configuring to charge only when necessary.
또한, 배터리교체정보를 전기이륜차에 표시함으로써, 전기이륜차 사용자의 이용 편의성을 향상시킬 수 있다.In addition, by displaying the battery replacement information on the electric motorcycle, it is possible to improve the user convenience of the electric motorcycle.
또한, 전기이륜차 사용자는 배터리 교환시 배터리교환기의 표시부를 통해 교환해야 할 배터리를 쉽게 파악하고 신속히 교환작업을 수행할 수 있다.In addition, the user of the electric motorcycle can easily identify the battery to be replaced through the display unit of the battery exchanger when changing the battery and quickly perform the replacement operation.
또한, 사용 중 복수의 전기이륜차에 동시에 충전된 배터리를 공급해야 할 경우 두 개의 배터리를 모두 교환하지 않고, 한 개의 배터리만을 교환하여 운행함으로써, 운행 정지 상황을 해결할 수 있다.In addition, when it is necessary to supply a battery that is charged simultaneously to a plurality of electric motorcycles during use, it is possible to solve a stoppage situation by replacing only two batteries and operating only one battery.
또한, 하나의 배터리교환기에 등록된 복수의 전기이륜차만이 배터리를 교환하여 사용하도록 구성함으로써, 배달업 위주의 사업장에서 독립적으로 운용할 수 있으므로 사용 편의성 향상 및 업무 효율성을 증진시킬 수 있다.In addition, since only a plurality of electric motorcycles registered in one battery exchanger are configured to exchange and use the batteries, it can be independently operated in a delivery-oriented business site, thereby improving convenience of use and improving work efficiency.
도 1a는 전기이륜차의 대수만큼 동일한 개수의 여유분의 배터리를 이용한 1:1 배터리 교환 방식을 나타낸 개념도,
도 1b는 전기이륜차의 대수보다 작은 수량의 여유분의 배터리를 충전 기능이 있는 배터리교환기 내에 적재하여, 다수 대의 전기이륜차가 상호간에 배터리를 공유하는 방법을 나타낸 개념도,
도 2는 본 발명에 따른 전기이륜차의 배터리 교환 시스템의 일실시례에 따른 전체 구성 개념도,
도 3은 본 발명에 따른 전기이륜차의 계기판 사용례를 나타낸 도면,
도 4는 본 발명에 따른 배터리교환기의 기본적인 배터리 충전 모듈을 나타낸 도면,
도 5는 본 발명에 따른 배터리교환기의 완속 충전시 스위칭부의 구성 상태를 개념적으로 나타낸 도면,
도 6은 본 발명에 따른 하나의 배터리를 급속 충전시 스위칭부의 구성 상태를 개념적으로 나타낸 도면,
도 7은 본 발명에 따른 두 개의 배터리를 급속 충전시 스위칭부의 구성 상태를 개념적으로 나타낸 도면,
도 8은 본 발명에 따른 전기이륜차의 배터리 교환 방법을 나타낸 도면.
도 9는 본 발명에 따른 전기이륜차의 배터리 교환 시스템을 하나의 사업장에서 독립적으로 사용하는 상태를 나타낸 도면,
도 10 및 도 11은 전기이륜차의 운행 중단 없이 배터리의 충전 모드를 변경하는 사용상태를 나타낸 도면,
도 12 및 도 13은 두 대의 전기이륜차가 동시에 배터리 교체시 사용상태를 나타낸 도면.1A is a conceptual diagram showing a 1:1 battery exchange method using the same number of spare batteries as the number of electric motorcycles;
1B is a conceptual diagram showing a method in which a plurality of electric two-wheeled vehicles share a battery with each other by loading a battery of a spare quantity smaller than the number of electric two-wheeled vehicles into a battery exchanger having a charging function,
2 is a conceptual diagram of the entire configuration according to an embodiment of a battery exchange system for an electric motorcycle according to the present invention;
3 is a view showing an example of the use of the dashboard of an electric motorcycle according to the present invention,
4 is a view showing a basic battery charging module of the battery exchanger according to the present invention,
5 is a view conceptually showing the configuration of the switching unit when the battery charger according to the present invention is fully charged,
6 is a diagram conceptually showing a configuration state of a switching unit when rapidly charging one battery according to the present invention;
7 is a diagram conceptually showing a configuration state of a switching unit when rapidly charging two batteries according to the present invention;
8 is a view showing a battery replacement method for an electric motorcycle according to the present invention.
9 is a view showing a state in which the battery exchange system of the electric motorcycle according to the present invention is independently used in one workplace,
10 and 11 are views showing a state of use for changing the charging mode of the battery without stopping the operation of the electric motorcycle,
12 and 13 are two electric two-wheeled vehicle at the same time showing the state of use when replacing the battery.
이하, 본 발명의 일부 실시례들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시례를 설명함에 있어, 관련된 공지구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시례에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail through exemplary drawings. It should be noted that in adding reference numerals to the components of each drawing, the same components have the same reference numerals as possible even though they are displayed on different drawings. In addition, in describing the embodiments of the present invention, when it is determined that detailed descriptions of related well-known structures or functions interfere with the understanding of the embodiments of the present invention, detailed descriptions thereof will be omitted.
또한, 본 발명의 실시례의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, in describing the components of the embodiments of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), (b), and the like can be used. These terms are only for distinguishing the component from other components, and the nature, order, or order of the component is not limited by the term. When a component is described as being "connected", "coupled" or "connected" to another component, that component may be directly connected to or connected to the other component, but another component between each component It should be understood that may be "connected", "coupled" or "connected".
먼저, 도 2는 본 발명에 따른 전기이륜차의 배터리 교환 시스템의 일실시례에 따른 전체 구성 개념도로써, 도 2를 참조하여 전체적인 전기이륜차의 배터리 교환 시스템을 설명하면 다음과 같다.First, FIG. 2 is an overall configuration conceptual diagram according to an embodiment of a battery exchange system of an electric motorcycle according to the present invention. Referring to FIG. 2, an overall battery replacement system of an electric motorcycle is described as follows.
본 발명인 전기이륜차(100)의 배터리 교환 시스템은 복수의 전기이륜차(100), 하나의 배터리교환기(200) 및 중앙제어부(300)를 포함하여 구성된다.The battery exchange system of the present invention electric two-
전기이륜차(100)는 이륜차통신부(110), 이륜차제어부(120), 배터리관리시스템(130)(BMS : Battery Management System) 및 계기판(140)을 포함하여 구성된다.The electric two-
이륜차통신부(110)는 중앙제어부(300)와 상호 간 무선 통신을 위해 구성되며, 전기이륜차(100)는 이륜차통신부(110)를 통해 전기이륜차(100)에 장착하여 사용중인 배터리정보(S1) 등을 중앙제어부(300)로 전송한다. 배터리정보(S1)에는 기본적인 배터리(400)의 잔량 정보 이외에도 현재 사용중인 배터리(400)를 통해 주행한 총 거리 정보가 포함될 수 있다. 현재 장착하여 사용중인 배터리(400)를 통해 주행한 총 거리 정보를 토대로 중앙제어부(300)에서 분석하여 전기이륜차(100) 사용자의 운전습관을 반영하고 앞으로 배터리(400)의 사용 시간이나 주행 가능 거리를 계산하는데 참조자료로 사용할 수 있다. 예컨데, 완충된 배터리(400)를 장착하여 40km를 주행할 수 있다고 가정할 경우 현재 장착된 배터리(400)의 잔량이 50%라면, 지금까지의 주행거리는 20km이어야 하고 앞으로도 20km를 더 주행할 수 있다. 그러나, 배터리(400)의 잔량이 50%임에도 불구하고 실제 주행거리가 10km일 경우 사용자의 운전습관상 배터리(400)의 소모가 많은 것으로 판단하고, 앞으로의 주행 가능 거리가 10km 밖에 남지 않은 것으로 판단하여 이에 대한 제어정보(R2)를 배터리교환기(200)로 전송한다.The two-
이륜차제어부(120)는 배터리관리시스템(130)으로부터 전송된 배터리(400)의 잔량 정보를 기 설정된 시간 간격 또는 일정 주기마다 체크하여 저장하고, 저장된 배터리정보(S1)를 마찬가지로 기 설정된 시간 간격 또는 일정 주기마다 이륜차통신부(110)를 통해 중앙제어부(300)로 전달한다. 이륜차제어부(120)는 전기이륜차(100)의 전반적인 제어를 수행하며, 현재 장착된 배터리(400)를 통해 지금까지 주행한 총 거리에 대한 정보를 배터리정보(S1)를 전송하는 시점마다 배터리정보(S1)에 함께 포함시켜 전달할 수 있다. 또한, 이륜차통신부(110)를 통해 전송받은 후술할 배터리교체정보(R1)를 계기판(140)으로 전달하여 표시한다.The
배터리관리시스템(130)은 전기이륜차(100)에 장착된 배터리(400)의 잔량 정보를 수집하여 이륜차제어부(120)로 전달하고, 전달된 배터리정보(S1)는 이륜차제어부(120)에서 저장 후 저장된 배터리정보(S1)를 이륜차통신부(110)를 통해 중앙제어부(300)로 전달한다. The
계기판(140)은 중앙제어부(300)로부터 전달받은 후술할 배터리교체정보(R1)를 표시하며, 표시 방식은 시각적 표시 방식 또는 청각적 표시 방식이거나 이 둘을 모두 포함할 수 있다. 계기판(140)은 도 3과 같이 전기이륜차(100)에 구비된 클러스터(cluster)이거나 전기이륜차(100)의 운전자가 구비한 모바일 기기일 수 있다. 운전자가 구비한 모바일 기기의 경우 전기이륜차(100)의 이륜차제어부(120) 또는 중앙제어부(300)와 통신 연결이 가능해야 한다. 계기판(140)을 통해 배터리교체시기를 표시할 수 있으며, 배터리교체시기는 시각적 표시 방식으로 나타낼 경우 도시된 바와 같이 '매장 복귀시 배터리 교환'이란 메시지 형태로 표시하거나, 몇 시간(분) 내에 배터리 교환 또는 앞으로 주행 가능한 거리를 직접 표시하는 형태로 표시할 수 있다. 청각적 표시 방식은 상기 메시지를 안내음성으로 들려주는 형태이다.The instrument panel 140 displays the battery replacement information R1, which will be described later, received from the central control unit 300, and the display method may include a visual display method or an audible display method, or both. The dashboard 140 may be a cluster provided in the
한편, 통상적인 전기이륜차(100) 한 대에는 두 개의 착탈식 배터리팩(이하, '배터리'라 함)이 장착되고, 2개의 배터리(400)가 병렬 구조로 연결되어 사용된다. 따라서, 경우에 따라 한 개의 배터리(400)만을 탑재하여도 전기이륜차(100)에 전원 공급이 가능하며, 사용시간만 절반으로 줄어든다.Meanwhile, two removable battery packs (hereinafter referred to as'batteries') are mounted on one conventional electric two-
배터리교환기(200)는 배터리충전부(210), 충전기(220), 스위칭부(230), 표시부(240), 교환기통신부(250), 교환기제어부(260) 및 배터리커넥터(270)를 포함하여 구성된다. 도면상에는 충전기(220), 스위칭부(230), 배터리커넥터(270) 및 배터리(400)를 구조적 이해를 돕기 위해 편의상 외부로 노출시켜 도시하였으나, 배터리교환기(200)의 내부에 설치되는 것으로 이해되어야 할 것이다.The
배터리충전부(210)는 배터리(400)가 장착되어 충전되는 슬롯으로 적어도 4개로 구성하고, 짝수로 구성하는 것이 바람직하다. 단, 본 발명은 한정된 배터리(400)로 다수 대의 전기이륜차(100)를 최대한 원할하게 운행하도록 배터리(400)의 충전 속도를 제어하여 적시에 제공해주는 것이므로, 이에 맞춰 배터리충전부(210)의 개수를 결정하는 것이 바람직하다. 배터리충전부(210)는 배터리교환기(200)를 구성하는 몸체(도면부호 미기재)의 전면에 배터리(400)가 삽입 안착되는 홈 형상으로 구성되며, 상기 홈은 배터리(400)의 형상에 대응되는 형상을 갖는다. 홈의 전면으로는 홈을 개폐시키는 개폐부가 구성될 수 있다. 개폐부의 구성시 배터리(400) 자체는 습기에 노출되면 배터리(400)의 수명이 저하되는 문제가 발생할 수 있으므로 개폐부가 홈 내부를 밀폐하도록 구성하는 것이 바람직하다.The
배터리충전부(210)에 장착되는 배터리(400)는 배터리충전부(210) 내부의 충전단자(미도시)와 연결되어 충전되며, 충전단자는 충전기(220)와 전기적으로 연결된 배터리커넥터(270)와 연결되거나 배터리커넥터(270) 자체에 형성된 충전단자일 수 있다. 따라서, 배터리충전부(210)는 배터리커넥터(270)를 포함하는 것으로도 이해할 수 있으므로, 이하의 설명에서는 배터리충전부(210)는 배터리커넥터(270)를 포함한 것으로 이해하도록 한다.The
충전기(220)는 배터리충전부(210)에 장착된 배터리(400)를 충전하기 위한 것으로 배터리(400)의 용량에 따라 기 설정된 정격용량을 출력하는 충전기(220)가 사용된다. 일례로 10A의 충전기(220)가 시용될 경우 하기의 공식에 의해 용량 20Ah의 배터리(400)의 경우 완충까지 약 2시간 정도가 소요된다.The
충전속도(h) = 배터리 용량(Ah) / 충전기 암페어(A)Charging Speed (h) = Battery Capacity (Ah) / Charger Ampere (A)
스위칭부(230)는 배터리충전부(210)와 충전기(220) 사이에 연결되는 것으로, 보다 정확히는 배터리충전부(210)에 연결된 배터리커넥터(270)와 충전기(220) 사이에 연결되어 배터리커넥터(270)와 충전기(220) 사이를 스위칭한다. 스위칭 동작은 후술할 교한기제어부(260)에 의해 수행되며, 스위칭 제어를 통해 배터리(400)의 완속 충전 및 급속 충전을 수행할 수 있다.The
기본적인 배터리 충전 모듈은 도 5에 도시된 바와 같이, 하나의 배터리충전부(210)와 이에 연결된 배터리커넥터(270), 하나의 충전기(220) 및 배터리커넥터(270)와 충전기(220) 사이를 연결하는 스위칭부(230)로 구성된다.The basic battery charging module, as shown in FIG. 5, connects one
표시부(240)는 배터리충전부(210)의 사용여부 및 충전상태 등을 나타낸다. 즉, 배터리교환기(200) 몸체의 상부에 디스플레이부로 구성하고 사용중인 배터리충전부(210)를 디스플레이부에 나타내거나, 사용중인 배터리충전부(210)에 장착된 배터리(400)의 충전량 및 완속과 급속에 따른 충전 잔여 시간 등을 나타낼 수 있다. 예컨데, '1번 배터리충전부 완속 충전중', '완속 충전 완료 잔여시간 1시간 ', '급속 충전으로 변경시 충전 완료 잔여시간 30분' 등의 메시지 등으로 나타낼 수 있다. 또는 사용중인 배터리충전부(210)의 둘레부나 개폐부의 전면부에 점등부 등을 구성하고 충전중일 경우이거나 50% 미만 충전시에는 빨간색 점등, 50% 이상 충전시에는 경우 파란색 점등, 완충시에는 녹색 점등이 되도록 구성할 수 있다. 또는 안내 음성이 같이 출력되도록 구성할 수 있으며, 안내 음성 출력을 위한 버튼부 등을 별도로 구비할 수도 있다.The
교환기통신부(250)는 중앙제어부(300)와 상호 간 무선 통신을 위해 구성되며, 배터리교환기(200)는 교환기통신부(250)를 통해 배터리충전부(210)의 사용여부를 나타내는 사용정보(S2)와 배터리충전부(210)에서 충전중인 배터리의 충전 잔여시간을 나타내는 충전정보(S3) 등을 중앙제어부(300)로 전송한다. 사용정보(S2)는 다수의 배터리충전부(210) 중 사용하는 배터리충전부(210)와 미사용중인 배터리충전부(210)에 대한 식별 정보이다. 충전정보(S3)에는 완속 충전시 완충까지의 잔여시간 및 완속 충전 상태에서 급속 충전으로 변경시 완충시까지의 잔여시간 정보가 포함될 수 있다.The exchanger communication unit 250 is configured for wireless communication with the central control unit 300, the
교환기제어부(260)는 전술한 사용정보(S2)와 충전정보(S3)를 기설정된 시간 간격 또는 일정 주기마다 체크하여 저장하고, 저장된 사용정보(S2)와 충전정보(S3)를 교환기통신부(250)를 통해 중앙제어부(300)로 전달한다. 또한, 교환기제어부(260)는 후술할 중앙제어부(300)로부터 배터리충전부(210)의 충전속도에 대한 제어정보(R2)를 수신받아 배터리충전부(210)의 충전속도를 제어한다. 즉, 완속 충전 중 급속 충전에 대한 제어정보(R2)를 수신받으면 스위칭부(230)를 제어하여 급속 충전 모드로 변경하고, 급속 충전 중 완속 충전에 대한 제어정보(R2)를 수신받으면 마찬가지로 스위칭부(230)를 제어하여 완속 충전 모드로 변경한다. 제어정보(R2) 및 제어정보(R2)에 따른 진행상황은 표시부(240)를 통해 나타낼 수 있다.The
한편, 완속과 급속 충전을 위해 배터리충전부(210)는 짝수로 구성되어 하나의 배터리충전부(210)에 하나의 충전기(220)가 연결되고, 두 개의 배터리충전부(210)와 충전기(220)가 한 조를 구성하여 각 조의 배터리충전부(210)와 충전기(220)사이에는 제어정보(R2)에 따라 동작하는 스위칭부(230)가 연결되도록 구성한다. 이때, 스위칭부(230)를 통해 완속 충전시에는 하나의 배터리충전부(210)에 하나의 충전기(220)가 연결되고 급속 충전시에는 하나의 배터리충전부(210)에 한 조에 포함된 두 개의 충전기(220)가 모두 연결되도록 구성한다. On the other hand, for slow and rapid charging, the
도 5 내지 도 7을 참조하여 설명하면, 예컨데, 배터리충전부(210)를 4개로 구성할 경우, 배터리교환기(200)는 제1배터리충전부(211), 제1배터리충전부(211)와 연결되어 제1배터리충전부(211)에 장착된 배터리를 충전시키는 제1충전기(221), 제2배터리충전부(212), 제2배터리충전부(212)와 연결되거나 제1배터리충전부(211)와 연결되어 제1배터리충전부(211) 또는 제2배터리충전부(212)에 장착된 배터리를 충전시키는 제2충전기(222), 제1배터리충전부(211)와 제2배터리충전부(212) 및 제1충전기(221)와 제2충전기(222) 사이에 연결되어 제어정보(R2)에 따라 제2충전기(222)를 제1배터리충전부(211)와 제2배터리충전부(212) 중 어느 하나로 연결시키는 제1스위칭부(231)로 구성한다.5 to 7, for example, when the
또한, 제3배터리충전부(213), 제3배터리충전부(213)와 연결되어 제3배터리충전부(213)에 장착된 배터리를 충전시키는 제3충전기(223), 제4배터리충전부(214), 제4배터리충전부(214)와 연결되거나 제3배터리충전부(213)와 연결되어 제3배터리충전부(213) 또는 제4배터리충전부(214)에 장착된 배터리를 충전시키는 제4충전기(224), 제3배터리충전부(213)와 제4배터리충전부(214) 및 제3충전기(223)와 제4충전기(224) 사이에 연결되어 제어정보(R2)에 따라 제4충전기(224)를 제3배터리충전부(213)와 제4배터리충전부(214) 중 어느 하나로 연결시키는 제2스위칭부(232)로 구성된다.In addition, the third
즉, 완속 충전 모드일 경우 도 5에 도시된 바와 같이, 제1배터리충전부(211)는 제1충전기(221)에, 제2배터리충전부(212)는 제2충전기(222)에, 제3배터리충전부(213)는 제3충전기(223)에, 제4배터리충전부(214)는 제4충전기(224)에 각각 직렬 연결된다. 또한, 6을 참조하면, 제1배터리충전부(211)만 급속 충전 모드일 경우 스위칭부를 통해 제1충전기(221)와 제2충전기(222)는 모두 제1배터리충전부(211)에만 연결되도록 스위칭 제어되며, 제2배터리충전부(212)는 미사용 또는 미충전 상태가 된다. 또한, 도 7을 참조하면, 제1배터리충전부(211)는 물론, 제3배터리충전부(213)만 급속 충전 모드로 사용하는 상태로 제3충전기(223)와 제4충전기(224)는 모두 제3배터리충전부(213)에만 연결되도록 스위칭 제어되며, 제4배터리충전부(214)도 미사용 또는 미충전 상태가 된다. 물론, 제2배터리충전부(212)와 제4배터리충전부(214)를 급속 충전 모드로 사용할 수도 있으며, 이 경우 전술한 스위칭 제어가 반대로 진행된다. 즉, 스위칭부(230)를 통해 연결된 각각의 충전기(221 ~224)가 급속 충전 모드로 사용하는 배터리충전부(211, 213)로만 연결된다.That is, in the slow charging mode, as shown in FIG. 5, the first
중앙제어부(300)는 중앙통신부(310)를 포함하며, 중앙통신부(310)를 통해 배터리교환기(200)와 배터리교환기(200)를 사용하는 복수의 전기이륜차(100) 사이에 각각 통신 연결된다. 즉, 이륜차통신부(110), 교환기통신부(250) 및 중앙통신부(310)는 통신 네트워크를 형성한다. 이때, 중앙통신부(310)와 이륜차통신부(110) 상호 간은 무선 통신으로 연결될 수 밖에 없으며, 중앙통신부(310)와 교환기통신부(250) 상호 간은 무선 또는 유선 통신으로 연결될 수 있다.The central control unit 300 includes a
중앙제어부(300)는 각각의 전기이륜차(100)로부터 전송받은 배터리정보(S1)와 배터리교환기(200)로부터 전송받은 사용정보(S2) 및 충전정보(S3)를 수신하여 계산 및 분석하고, 이를 통해 전기이륜차(100)로 해당 배터리교체정보(R1)를 전송하며, 배터리충전부(210)의 충전속도를 완속 또는 급속으로 조정하는 제어정보(R2)를 생성하여 배터리교환기(200)로 전송한다. 완속 및 급속에 대한 제어정보(R2)는 전술한 배터리정보(S1), 사용정보(S2) 및 충전정보(S3)를 토대로 분석한 정보이다.The central control unit 300 receives and calculates and analyzes the battery information (S1) received from each
전술한 본 발명인 전기이륜차(100)의 배터리 교환 시스템을 적용한 전기이륜차(100)의 배터리 교환 방법을 도 8을 참조하여 설명하면 다음과 같으며, 기본적인 구성 및 동작 설명 등은 전술한 전기이륜차(100)의 배터리 교환 시스템에 대한 설명을 참조할 수 있으므로 동작 상태에 대해서만 설명하도록 한다.The method of replacing a battery of the electric two-
본 발명인 전기이륜차(100)의 배터리 교환 방법은, 제1전송단계(S100), 제2전송단계(S200), 정보생성단계(S300), 제3전송단계(S400) 및 스위칭단계(S500)를 포함하며, 알림단계(S600), 표시단계(S700) 및 배터리교환단계(S800)를 더 포함할 수 있다.The method of replacing the battery of the
제1전송단계(S100)에서는 두 개의 착탈식 배터리(400)를 장착하여 사용하는 전기이륜차(100)의 배터리 교체시기에 대한 배터리정보(S1)를 중앙제어부(300)로 전송한다.In the first transmission step (S100), the battery information (S1) for the battery replacement time of the electric two-
제2전송단계(S200)에서는 배터리교환기(200)에 구비된 배터리충전부(210)의 사용여부에 대한 사용정보(S2)와 배터리충전부(210)에서 충전중인 배터리(400)의 충전 잔여시간에 대한 충전정보(S3)를 중앙제어부(300)로 전송한다.In the second transmission step (S200), the usage information (S2) for the use of the
정보생성단계(S300)에서는 전송된 배터리정보(S1), 사용정보(S2) 및 충전정보(S3)를 통해 배터리(400)의 교체가능시기에 대한 배터리교체정보(R1) 및 배터리교체정보(R1)에 따른 배터리충전부(210)의 충전속도를 조정하기 위한 제어정보(R2)를 생성한다.In the information generation step (S300), the battery replacement information (R1) and battery replacement information (R1) regarding the replaceable time of the
제3전송단계(S400)에서는 생성된 배터리교체정보(R1)를 전기이륜차(100)로 전송하고, 생성된 제어정보(R2)를 배터리교환기(200)로 전송한다.In the third transmission step (S400), the generated battery replacement information R1 is transmitted to the
스위칭단계(S500)에서는 전송된 제어정보(R2)에 따라 배터리충전부(210)의 충전속도를 조정한다. 스위칭단계(S500)는 하나의 배터리충전부(210)에 한 개의 충전기(220)를 연결하는 완속 스위칭단계(S510) 및 하나의 배터리충전부(210)에 두 개의 충전기(220)를 연결하는 급속 스위칭단계(S520)를 포함할 수 있다.In the switching step S500, the charging speed of the
한편, 배터리교체정보(R1)를 전기이륜차(100)에 표시하는 알림단계(S600), 배터리충전부(210)의 사용여부 및 충전상태를 나타내는 표시단계(S700)를 더 포함할 수 있다.On the other hand, it may further include a notification step (S600) for displaying the battery replacement information (R1) on the
또한, 전기이륜차(100)에 장착된 방전 배터리(400)를 교환시 두 개의 배터리(400)를 동시에 교환하거나 한 개의 배터리(400)만을 교환하는 배터리교환단계(S800)가 더 구비될 수 있다. 즉, 두 대의 전기이륜차(100)가 동시에 배터리(400)를 교체해야 해서 필요한 충전 완료된 배터리(400)가 총 4개이지만, 충전된 배터리(400)가 두 개만 있을 경우 두 대의 전기이륜차(100)는 장착된 배터리(400) 두 개씩 총 4개를 모두 반납하여 충전하고 충전 완료된 배터리(400)를 하나씩만 장착하여 운행함으로써, 운행중단사태를 해소할 수 있다.In addition, when replacing the
이상에서 설명한 본 발명인 전기이륜차(100)의 배터리 교환 시스템 및 방법에 따른 사용 실시례를 설명하도록 한다.A description will be given of a use example according to the battery exchange system and method of the present invention the electric two-
도 9를 참조하면, 통상 하나의 배달음식 사업장에서는 보통 3대의 전기이륜차(100)를 사용하므로, 하나의 배터리교환기(200)를 3대의 전기이륜차(100)가 공유하도록 구성한다. 배터리교환기(200)에는 적어도 두 개의 배터리(400)가 구비된다. 배터리(400)의 용량은 20Ah이며, 10A의 충전기(220)를 사용한다.Referring to FIG. 9, since three electric two-wheeled vehicles are usually used in one delivery food establishment, one
먼저, 사용상태 1실시례를 설명하면 다음과 같다.First, the
3대의 전기이륜차(100)는 양방향 통신망을 통해 전기이륜차(100)의 배터리정보(S1)를 중앙제어부(300)로 송신하며, 3대의 전기이륜차(100)의 배터리정보(S1)를 수집한 중앙제어부(300)는 각각의 전기이륜차(100)의 배터리(400) 교환 시점을 아래와 같이 인지한다. The three electric two-
1호차량 : 1시간 후 배터리 교체 필요Vehicle No. 1: Battery replacement required after 1 hour
2호차량 : 1시간 30분 후 배터리 교체 필요Vehicle 2: Battery replacement required after 1 hour and 30 minutes
3호차량 : 4시간 후 배터리 교체 필요Vehicle 3: Battery replacement after 4 hours
배터리충전부(210)를 통한 배터리(400)의 충전 현황 정보는 배터리교환기(200)의 교환기통신부(250)를 통해 중앙통신부(310)를 거쳐 중앙제어부(300)로 전송된다 The charging status information of the
도 10을 참조하면, 중앙제어부(300)는 현재 충전중인 제1배터리충전부(211)와 제3배터리충전부(213)의 배터리(400)가 50% 충전된 상태로 지속적으로 완속 충전을 한다면 완충되기까지 1시간 정도가 소요됨을 인지한다.Referring to FIG. 10, the central control unit 300 is fully charged when the
제1배터리충전부에 장착된 배터리: 완충까지 1시간 소요Battery installed in the first battery charging unit: It takes 1 hour to fully charge
제3배터리충전부에 장착된 배터리: 완충까지 1시간 소요Battery installed in the third battery charging unit: It takes 1 hour to fully charge
이 경우 1시간 후 1호 전기이륜차(100)가 배터리(400)를 교환시 1호 전기이륜차(100)가 반납한 배터리는 완속 모드로 충전시 2시간이 소요되어, 1시간 30분 후 배터리(400) 교환이 필요한 2호 전기이륜차(100)에는 배터리(400)를 공급할 수 없게 된다. In this case, when the first two-
이와 같은 상황을 방지하기 위해 중앙제어부(300)는 두 대 이상의 전기이륜차(100)의 배터리(400) 교체 시점이 중첩되지 않도록, 도 11에 도시된 바와 같이 완속 충전중인 제1배터리충전부(211)의 배터리(400)를 급속 충전이 되도록 제1충전기(221)와 제2충전기(222)를 제1배터리충전부(211)로 병렬 연결시키며, 같은 방법으로 완속 충전중인 제3배터리충전부(213)의 배터리(400)를 급속 충전이 되도록 제3충전기(223)와 제4충전기(224)를 제3배터리충전부(213)로 병렬 연결시킨다. 이와 같은 병렬 연결을 통해 제1배터리충전부(211)와 제2배터리충전부(212)에 연결된 충전기는 충전속도가 2배 향상되어, 10Ah를 추가 충전해야 하는 제1배터리충전부(211)와 제2배터리충전부(212)에 장착된 배터리(400)를 20A로 충전속도를 높여 30분 내에 충전이 가능하다. In order to prevent such a situation, the central control unit 300 is the first
동시에 중앙제어부(300)는 1호 전기이륜차(100)로 30분 후 배터리(400)를 교체할 것을 알리는 배터리교체정보(R1)를 전송한다. 또한, 전기이륜차(100)는 전송받은 배터리교체정보(R1)를 전기이륜차(100)의 디지털 계기판(140)에 관련 메시지를 표시하여 운전자가 인지하도록 한다.At the same time, the central control unit 300 transmits the battery replacement information R1 indicating that the
다음으로, 사용상태 2실시례를 설명하면 다음과 같다.Next, the second embodiment of the use state will be described.
3대의 전기이륜차(100)는 양방향 통신망을 통해 전기이륜차(100)의 배터리정보(S1)를 중앙제어부(300)로 송신하며, 3대의 전기이륜차(100)의 배터리정보(S1)를 수집한 중앙제어부(300)는 각각의 전기이륜차(100)의 배터리 교환 시점을 아래와 같이 인지한다. The three electric two-
1호차량 : 30분 후 배터리 교체 필요Vehicle No. 1: Battery replacement required after 30 minutes
2호차량 : 30분 후 배터리 교체 필요Vehicle 2: Battery replacement required after 30 minutes
3호차량 : 2시간 후 배터리 교체 필요Vehicle 3: Battery replacement after 2 hours
배터리충전부(210)를 통한 배터리(400)의 충전 현황 정보는 배터리교환기(200)의 교환기통신부(250)를 통해 중앙통신부(310)를 거쳐 중앙제어부(300)로 전송된다.The charging status information of the
도 10을 참조하면, 중앙제어부(300)는 현재 충전중인 제1배터리충전부(211)와 제3배터리충전부(213)의 배터리(400)가 50% 충전된 상태로 지속적으로 완속 충전을 한다면 완충되기까지 1시간 정도가 소요됨을 인지한다.Referring to FIG. 10, the central control unit 300 is fully charged when the
제1배터리충전부(211)에 장착된 배터리: 완충까지 1시간 소요Battery installed in the first battery charging unit 211: 1 hour to full charge
제3배터리충전부(213)에 장착된 배터리: 완충까지 1시간 소요Battery installed in the third battery charging unit 213: 1 hour to full charge
도 12를 참조하면, 이경우 도 11과 같이 스위칭시켜 급속 충전을 실시하더라도, 30분 후 배터리(400)의 교체가 필요한 1호 전기이륜차(100)와 2호 전기이륜차(100) 모두에 배터리(400)를 공급할 수 없게 된다.Referring to FIG. 12, in this case, even if switching is performed as shown in FIG. 11 and rapid charging is performed, the
이러한 상황에서는 각각의 전기이륜차(100)는 도 13에 도시된 바와 같이, 각각 두 개의 배터리(400)를 모두 반납하고, 각각 1개의 배터리(400)만 탑재하여 전기이륜차(100)의 운행 정지 상황을 해결할 수 있다.In this situation, each electric two-
이상에서, 본 발명의 실시례를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시례에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.In the above, even if all the components constituting the embodiments of the present invention are described as being combined or operated as one, the present invention is not necessarily limited to these embodiments. That is, within the scope of the present invention, all of the constituent elements may be selectively combined and operated. In addition, the terms "include", "consist" or "have" as described above mean that the corresponding component can be intrinsic, unless specifically stated otherwise, to exclude other components. It should not be interpreted as being able to further include other components. All terms, including technical or scientific terms, have the same meaning as generally understood by a person skilled in the art to which the present invention belongs, unless otherwise defined. Commonly used terms, such as predefined terms, should be interpreted as being consistent with the contextual meaning of the related art, and are not to be interpreted as ideal or excessively formal meanings unless explicitly defined in the present invention.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 게시된 실시례들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시례에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains may make various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention, but to explain, and the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be interpreted by the claims below, and all technical spirits within the equivalent range should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
10 : 전기이륜차
20 : 배터리교환기
30 : 배터리
100 : 전기이륜차
110 : 이륜차통신부
120 : 이륜차제어부
130 : 배터리관리시스템
140 : 계기판
200 : 배터리교환기
210 : 배터리충전부
211 : 제1배터리충전부
212 : 제2배터리충전부
213 : 제3배터리충전부
214 : 제4배터리충전부
220 : 충전기
221 : 제1충전기
222 : 제2충전기
223 : 제3충전기
224 : 제4충전기
230 : 스위칭부
231 : 제1스위칭부
232 : 제2스위칭부
240 : 표시부
250 : 교환기통신부
260 : 교환기제어부
270 : 배터리커넥터
300 : 중앙제어부
310 : 중앙통신부
400 : 배터리
S100 : 제1전송단계
S200 : 제2전송단계
S300 : 정보생성단계
S400 : 제3전송단계
S500 : 스위칭단계
S510 : 완속 스위칭단계
S520 : 급속 스위칭단계
S600 : 알림단계
S700 : 표시단계
S800 : 배터리교환단계10: electric two-wheeled vehicle 20: battery changer
30: battery
100: electric two-wheeled vehicle 110: two-wheeled vehicle communication unit
120: two-wheel vehicle control unit 130: battery management system
140: instrument panel
200: battery exchanger 210: battery charging unit
211: first battery charging unit 212: second battery charging unit
213: 3rd battery charging unit 214: 4th battery charging unit
220: charger 221: the first charger
222: second charger 223: third charger
224: fourth charger 230: switching unit
231: first switching unit 232: second switching unit
240: display unit 250: switch communication unit
260: exchanger control unit 270: battery connector
300: central control unit 310: central communication unit
400: battery
S100: first transmission step S200: second transmission step
S300: Information generation step S400: Third transmission step
S500: Switching step S510: Slow switching step
S520: Rapid switching phase S600: Notification phase
S700: Display stage S800: Battery replacement stage
Claims (9)
적어도 4개의 배터리충전부를 구비하며, 상기 배터리충전부의 사용여부에 대한 사용정보와 상기 배터리충전부에서 충전중인 배터리의 충전 잔여시간에 대한 충전정보를 전송하고, 상기 배터리충전부의 충전속도에 대한 제어정보를 수신받아 상기 배터리충전부의 충전속도를 컨트롤하는 배터리교환기; 및
상기 배터리교환기와 상기 배터리교환기를 사용하는 상기 전기이륜차에 연결되며, 각각의 상기 전기이륜차로부터 전송받은 상기 배터리정보와 상기 배터리교환기로부터 전송받은 상기 사용정보 및 충전정보를 통해 계산된 상기 배터리교체정보를 해당되는 상기 전기이륜차로 전송하고 상기 배터리충전부의 충전속도를 완속 또는 급속으로 조정하는 상기 제어정보를 상기 배터리교환기로 전송하는 중앙제어부;를 포함하는 전기이륜차의 배터리 교환 시스템.
A plurality of electric two-wheeled vehicles for transmitting and displaying battery information regarding a replacement time of a battery in use, and receiving and displaying battery replacement information for a replaceable time of the battery calculated using the transmitted battery information;
It is provided with at least four battery charging units, transmits usage information on whether or not the battery charging unit is used, and charging information on the remaining charge time of the battery being charged by the battery charging unit, and controls control information on the charging speed of the battery charging unit A battery exchanger receiving and controlling a charging speed of the battery charging unit; And
The battery exchanger is connected to the electric motorcycle using the battery exchanger, and the battery replacement information calculated through the battery information transmitted from each electric motorcycle and the usage information and charging information received from the battery exchanger And a central control unit transmitting the control information to the battery exchanger that transmits the corresponding electric vehicle to the electric vehicle and adjusts the charging speed of the battery charging unit slowly or rapidly.
상기 배터리충전부는 짝수로 구성되어 하나의 배터리충전부에 하나의 충전기가 연결되고,
두 개의 상기 배터리충전부와 충전기가 한 조를 구성하여 각 조의 상기 배터리충전부와 충전기 사이에는 상기 제어정보에 따라 동작하는 스위칭부가 연결되며,
상기 스위칭부를 통해 완속 충전시에는 하나의 배터리충전부에 하나의 충전기가 연결되고 급속 충전시에는 하나의 배터리충전부에 한 조에 포함된 두 개의 충전기가 모두 연결되는 전기이륜차의 배터리 교환 시스템.
According to claim 1,
The battery charging unit is composed of even numbers, and one charger is connected to one battery charging unit.
Two sets of the battery charging unit and the charger constitute a set, and a switching unit operating according to the control information is connected between the battery charging unit and the charger of each group.
A battery exchange system for an electric motorcycle is connected to one battery charging unit at the time of full charge through the switching unit, and two chargers included in a set are connected to one battery charging unit at the time of rapid charging.
제1배터리충전부;
상기 제1배터리충전부와 연결되어 상기 제1배터리충전부에 장착된 배터리를 충전시키는 제1충전기;
제2배터리충전부;
상기 제2배터리충전부와 연결되거나 상기 제1배터리충전부와 연결되어 상기 제1배터리충전부 또는 상기 제2배터리충전부에 장착된 배터리를 충전시키는 제2충전기;
상기 제1배터리충전부와 제2배터리충전부 및 상기 제1충전기와 제2충전기 사이에 연결되어 상기 제어정보에 따라 상기 제2충전기를 상기 제1배터리충전부와 제2배터리충전부 중 어느 하나로 연결시키는 제1스위칭부;
제3배터리충전부;
상기 제3배터리충전부와 연결되어 상기 제3배터리충전부에 장착된 배터리를 충전시키는 제3충전기;
제4배터리충전부;
상기 제4배터리충전부와 연결되거나 상기 제3배터리충전부와 연결되어 상기 제3배터리충전부 또는 상기 제4배터리충전부에 장착된 배터리를 충전시키는 제4충전기; 및
상기 제3배터리충전부와 제4배터리충전부 및 상기 제3충전기와 제4충전기 사이에 연결되어 상기 제어정보에 따라 상기 제4충전기를 상기 제3배터리충전부와 제4배터리충전부 중 어느 하나로 연결시키는 제2스위칭부;를 포함하는 전기이륜차의 배터리 교환 시스템.
According to claim 1, wherein the battery exchanger,
A first battery charging unit;
A first charger connected to the first battery charging unit to charge a battery mounted in the first battery charging unit;
A second battery charging unit;
A second charger connected to the second battery charging unit or connected to the first battery charging unit to charge a battery installed in the first battery charging unit or the second battery charging unit;
The first battery charging unit and the second battery charging unit and the first battery charger is connected between the first battery charger and the second battery charger to connect the second battery charger to one of the first battery charger and the second battery charger according to the control information Switching unit;
A third battery charging unit;
A third charger connected to the third battery charging unit to charge a battery installed in the third battery charging unit;
A fourth battery charging unit;
A fourth charger connected to the fourth battery charging unit or connected to the third battery charging unit to charge a battery installed in the third battery charging unit or the fourth battery charging unit; And
The third battery charging unit and the fourth battery charging unit and a second battery connected to the third charger and the fourth charger to connect the fourth charger to one of the third battery charging unit and the fourth battery charging unit according to the control information Switching unit; including a battery replacement system for an electric motorcycle.
상기 배터리교환기에는 상기 배터리충전부의 사용여부 및 충전상태를 나타내는 표시부가 더 구비되는 전기이륜차의 배터리 교환 시스템.
The method according to any one of claims 1 to 3,
In the battery exchanger, a battery replacement system of an electric motorcycle is further provided with a display unit indicating whether the battery charging unit is used or not and a charging state.
착탈식 배터리를 장착하여 사용하는 전기이륜차의 배터리 교체시기에 대한 배터리정보를 중앙제어부로 전송하는 제1전송단계;
배터리교환기에 구비된 배터리충전부의 사용여부에 대한 사용정보와 상기 배터리충전부에서 충전중인 배터리의 충전 잔여시간에 대한 충전정보를 상기 중앙제어부로 전송하는 제2전송단계;
전송된 상기 배터리정보, 사용정보 및 충전정보를 통해 배터리의 교체가능시기에 대한 배터리교체정보 및 상기 배터리교체정보에 따른 상기 배터리충전부의 충전속도를 조정하기 위한 제어정보를 생성하는 정보생성단계;
상기 배터리교체정보를 상기 전기이륜차로 전송하고, 상기 제어정보를 상기 배터리교환기로 전송하는 제3전송단계; 및
전송된 상기 제어정보에 따라 상기 배터리충전부의 충전속도를 조정하는 스위칭단계;를 포함하는 전기이륜차의 배터리 교환 방법.
A battery replacement method for an electric motorcycle using the battery replacement system for an electric motorcycle according to claim 1,
A first transmission step of transmitting the battery information regarding the battery replacement time of the electric motorcycle used by installing the removable battery to the central control unit;
A second transmission step of transmitting usage information on whether or not the battery charging unit is provided in the battery exchanger and charging information on the remaining charge time of the battery being charged by the battery charging unit to the central control unit;
An information generating step of generating battery replacement information for a replaceable time of the battery through the transmitted battery information, usage information and charging information and control information for adjusting a charging speed of the battery charging unit according to the battery replacement information;
A third transmission step of transmitting the battery replacement information to the electric motorcycle and transmitting the control information to the battery exchanger; And
And a switching step of adjusting a charging speed of the battery charging unit according to the transmitted control information.
하나의 배터리충전부에 한 개의 충전기를 연결하는 완속 스위칭단계; 및
하나의 배터리충전부에 두 개의 충전기를 연결하는 급속 스위칭단계;를 포함하는 전기이륜차의 배터리 교환 방법.
The method of claim 5, wherein the switching step,
Slow switching step of connecting one charger to one battery charging unit; And
A rapid switching step of connecting two chargers to one battery charging unit; including a battery replacement method for an electric motorcycle.
상기 배터리교체정보를 전기이륜차에 표시하는 알림단계;를 더 구비하는 전기이륜차의 배터리 교환 방법.
The method of claim 5,
And a notification step of displaying the battery replacement information on the electric motorcycle.
상기 배터리충전부의 사용여부 및 충전상태를 나타내는 표시단계;를 더 구비하는 전기이륜차의 배터리 교환 방법.
The method according to any one of claims 5 to 7,
The battery charging method of the electric two-wheeled vehicle further comprising; a display step of indicating whether the battery charging unit is used or not.
상기 전기이륜차는 두 개의 배터리를 사용하며,
상기 전기이륜차에 장착된 방전 배터리를 교환시 두 개의 배터리를 동시에 교환하거나 한 개의 배터리만을 교환하는 배터리교환단계가 더 구비되는 전기이륜차의 배터리 교환 방법.The method of claim 8,
The electric motorcycle uses two batteries,
When replacing the discharged battery mounted on the electric motorcycle, the method of replacing the battery of the electric motorcycle is further provided with a battery replacement step of exchanging two batteries at the same time or replacing only one battery.
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