KR20230016114A - 전기버스 충전관리 시스템 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

전기버스 배터리 충전을 관리하는 기술이 개시된다.
충전대상 전기버스의 운행노선 정보에 따른 필요 충전량으로부터 충전기의 타겟 충전레벨을 결정한다. 나아가, 운행노선 정보에 따라 결정된 필요 충전량을 충전할 때에, 전기버스 배터리의 배터리 충전구간을 가변적으로 결정하여 충전소요시간도 가변적으로 결정 가능하게 된다. 이에 따라, 짧은 충전소요시간을 가지는 배터리 충전구간을 선택할 수가 있게 된다.

Description

전기버스 충전관리 시스템 및 그 방법{system and method for managing charging of electric bus}
전기버스 배터리 충전을 관리하는 기술이 개시된다.
버스 운행노선에 따라서 운행거리가 달라진다. 종래에는 전기버스 배터리 충전시 운행노선과 관계없이 일률적으로 만충전을 하였다. 이에 따라, 전기버스 충전에 필요한 시간을 확보하는 것에 어려움이 발생하게 된다.
예를 들어, 배차간격이 짧은 출퇴근 시간대에는 충전에 필요한 시간 확보가 어렵다. 또한, 운행거리가 긴 운행노선의 전기버스의 경우에는 충전량이 커야 하므로 충전 시간이 더 많이 확보되어야 한다. 또한, 기온이 낮아지면 배터리 용량이 줄어들게 되어 상대적으로 충전량이 더 커야 한다. 이에 따라 전기버스 배터리 충전에 더 많은 시간이 필요하게 된다. 겨울철 출퇴근 배차 간격이 적용된 시간대에 운행을 마친 차량을 다시 운행에 투입하는 재배차 시점에서 이러한 문제는 더욱 심각하다.
전기버스 충전 시간이 충분히 확보되지 못하면, 필요한 만큼의 전기를 충전하지 못하게 되거나, 충전을 위해 전기버스들이 오랫동안 충전소에서 대기하게 되어 배차에 차질이 발생하게 될 수 있다. 현재 전기버스 사업자는 배차 문제를 해결하기 위해서, 충전기를 추가적으로 더 확보하고 있는 실정이다. 그러나, 충전기 확보를 위해서는 비용이 증가하게 되는 문제가 발생된다.
제안된 발명은 전기버스의 배터리의 충전을 효율적으로 제어하여 적은 비용으로 충전소 설치를 최소화 하면서 전기버스의 충전 시간을 확보하는 방안을 제안하는 것을 목적으로 한다.
제안된 발명의 일 양상에 따르면, 충전대상 전기버스의 운행노선 정보에 따른 필요 충전량으로부터 충전기의 타겟 충전레벨을 결정한다.
나아가 제안된 발명의 추가적인 양상에 따르면, 충전대상 전기버스 배터리의 충전 특성 곡선에서 충전소요시간 대비 충전효율이 높은 배터리 충전구간을 결정하고, 결정된 배터리 충전 구간으로부터 충전기의 타겟 충전레벨을 결정한다.
더 나아가 제안된 발명의 특징적인 양상에 따르면, 충전대상 전기버스의 운행노선 정보에 따른 필요 충전량에 마진 충전량을 더한 타겟 충전량으로부터 충전대상 전기버스의 배터리의 충전 특성 곡선에서 충전소요시간 대비 충전효율이 높은 배터리 충전구간을 결정하고, 결정된 배터리 충전 구간으로부터 충전기의 타겟 충전레벨을 결정한다.
더 나아가 제안된 발명의 특징적인 양상에 따르면, 충전기는 충전대상 전기버스 배터리의 초기잔량 충전레벨부터 수신한 타겟 충전레벨까지 충전대상 전기버스의 배터리를 충전한다.
더 나아가 제안된 발명의 특징적인 양상에 따르면, 마진 충전량은, 통신부를 통해 충전기로부터 수신한 충전대상 전기버스의 배터리 온도, 통신부를 통해 전기버스 운행정보 관리서버로부터 수신한 충전기 대기 차량 대수 정보 및 운전자의 운전 스타일 정보, 통신부를 통해 날씨정보 제공서버로부터 수신한 날씨 정보, 통신부를 통해 교통정보 제공서버로부터 수신한 교통 정보 중 적어도 어느 하나를 반영하여 결정된다.
제안된 발명에 따라, 운행노선 정보에 따른 필요 충전량으로부터 결정된 타겟 충전레벨까지만 충전기가 충전대상 전기버스의 배터리를 충전하므로, 전기버스의 충전 시간을 효율적으로 확보할 수 있다.
나아가 제안된 발명에 따르면, 운행노선 정보에 따라 결정된 필요 충전량을 충전하기 위해서, 전기버스 배터리의 배터리 충전구간을 가변적으로 결정할 수 있으므로, 이에 따라 충전소요시간도 가변적으로 결정 가능하게 된다.
나아가 제안된 발명에 따르면, 충전대상 전기버스의 배터리의 충전 특성 곡선에서 충전소요시간 대비 충전효율이 높은 배터리 충전구간을 사용하여 타겟 충전레벨까지 배터리를 충전 제어하므로, 동일한 타겟 충전량을 배터리에 충전시키는 경우에 충전 시간을 효율적으로 단축시킬 수가 있게 된다.
더 나아가 제안된 발명에 따르면, 충전기는 일정한 충전량을 기준으로 전기를 충전하는 것이 아니라 충전대상 전기버스의 배터리의 초기잔량 충전레벨부터 타겟 충전레벨까지 충전하므로 효율적으로 충전을 제어할 수 있게 된다.
도 1은 일 실시예에 따른 전기버스 충전관리 시스템이 적용될 수 있는 전기버스 충전 시스템의 일 예.
도 2는 일 실시예에 따른 전기버스 충전관리 시스템 구성도.
도 3은 다른 실시예에 따른 전기버스 충전관리 시스템 구성도.
도 4는 일 실시예에 따른 전기버스 배터리 충전 특성 곡선 그래프.
도 5는 일 실시예에 따른 전기버스 배터리 충전 개념도.
도 6은 일 실시예에 따른 전기버스 충전관리 방법을 도시한 흐름도.
도 7은 다른 실시예에 따른 전기버스 충전관리 방법을 도시한 흐름도.
도 8은 일 실시예에 따라 전기버스의 배터리 충전레벨을 변화를 도시한 도면.
전술한, 그리고 추가적인 양상들은 첨부된 도면을 참조하여 설명하는 실시예들을 통해 구체화된다. 각 실시예들의 구성 요소들은 다른 언급이나 상호간에 모순이 없는 한 실시예 내에서 또는 타 실시예의 구성 요소들과 다양한 조합이 가능한 것으로 이해된다. 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어는 기재 내용 혹은 제안된 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 전기버스 충전관리 시스템이 적용될 수 있는 전기버스 충전 시스템의 일 예를 도시한다. 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 전기버스 충전 시스템은 네트워크(700)에 연결된 하나 혹은 복수의 서버 컴퓨터(100, 300, 350, 400)와, 복수의 충전기들(200), 휴대 단말기(500), 디스플레이 장치(600) 들을 포함하여 구성될 수 있다.
전기버스 충전관리 시스템(100)은 충전기(200)에 인접한 공간 혹은 원격지의 클라우드 상에서 하나 혹은 복수의 컴퓨터 상에서 구현될 수 있다. 또한, 전기버스 충전관리 시스템(100)은 전기버스 운행정보 관리서버(300)의 물리적인 내부 공간 또는 외부 공간에서 전기버스 운행정보 관리서버(300)의 서브 시스템으로 구현될 수 있고, 경우에 따라서는 전기버스 사업자 별로 관리하는 복수개의 전기버스 운행정보 관리서버(300)에 연결되어 이른바 클라우드 충전관리 서비스를 제공할 수도 있다.
네트워크(700)는 네트워크(700)는 유선 통신망(예:인터넷망) 및 무선 통신망(예:이동통신망, 전용망, 근거리 통신망) 또는 전기버스 운행정보 관리서버(300)의 데이터 버스(BUS)를 포함할 수 있다.
교통정보 제공서버(350)는 교통정보를 제공한다. 교통정보는 지도와 연동하여 운행 시간대별 교통체증 지수, 운행 구간별 교통체증 지수를 실시간으로 지원할 수가 있다. 날씨정보 제공서버(400)는 날씨정보를 제공한다. 날씨정보는 지도와 연동하여 시간대별로 제공되는 외기 온도, 비, 눈 정보가 될 수 있다. 교통정보 제공서버(350) 및 날씨정보 제공서버(400)는 OPEN API를 제공할 수 있다.
전기버스 운행정보 관리서버(300)는 차량기지에 인접한 공간 혹은 원격지의 클라우드 상에 위치할 수 있으며, 알려진 바와 같이 한 개 또는 복수개의 전기버스 사업자의 전기버스들에 대하여 배차관리, 차량기지 입출고 관리, 운행차량 간격 유지 등의 관제 동작을 수행한다.
충전현황 디스플레이(600)는 차량기지 내의 운전기사 대기실 등에 설치될 수 있다. 충전현황 디스플레이(600)는 충전기(200)에 연결된 복수개의 충전대상 버스들의 충전 현황(전기버스 식별정보, 운전자 식별정보, 예상 충전소요시간 등)을 디스플레이 한다.
충전기(200)는 EVSE(Electric Vehicle Supply Equipment)로 구현될 수 있고, 충전대상 전기버스(800)와 CAN 통신을 이용하여 충전 프로세스(전기버스/운전자 인식, 전력량 결정, 과금 동작 등)를 수행한다. 그리고, 충전기(200)는 외부의 전력 공급 계통(GRID)으로부터의 전력을 전력선을 통해 충전대상 전기버스(800)의 배터리에 공급한다. 충전기(200)는 차량기지 내에 위치할 수 있다.
운전자 단말기(500)는 충전대상 전기버스(800)를 운전하는 운전기사의 휴대 단말기(예:스마트폰)이 될 수 있다.
충전대상 전기버스의 운행노선 정보에 따른 필요 충전량으로부터 충전기의 타겟 충전레벨을 결정한다. 나아가, 운행노선 정보에 따라 결정된 필요 충전량을 충전할 때에, 전기버스 배터리의 배터리 충전구간을 가변적으로 결정하여 충전소요시간도 가변적으로 결정 가능하게 된다. 이에 따라, 짧은 충전소요시간을 가지는 배터리 충전구간을 선택할 수가 있게 된다.
도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명의 양상에 따른 전기버스 충전관리 시스템(100)은 외부 정보 장치들(200, 300, 350, 400, 500, 600, 800)을 연결하는 통신부(110), 프로그램 명령어 세트들(121, 123)을 실행하는 마이크로프로세서(120) 및 프로그램 명령어 세트들과 데이터를 저장하는 메모리(130)를 포함하는 컴퓨터에서 실행 가능한 프로그램으로 구현된다.
상기 프로그램 명령어 세트들은, 배터리 충전구간 결정부(121)와 충전레벨 송신부(122)를 포함한다. 배터리 충전구간 결정부(121)는 통신부(110)를 통해 수신한 운행노선 정보에 따라 결정된 필요 충전량으로부터 배터리 충전구간(132)을 결정하여 저장한다.
일 실시예에서, 전기버스 운행정보 관리서버(300)는 전기버스 식별정보 별로 운행노선 정보를 저장할 수 있다. 전기버스 운행정보 관리서버(300)가 복수개의 전기버스(800 참조) 내부에 각각 설치되는 복수의 단말기(도시하지 않음)와 연동하여, 복수개의 전기버스에 대한 배차 관리, 차량 기지 입고/출고 RF 태그 인식, 차량 간격 유지 동작 등의 관제 동작을 수행하는 기술이 알려져 있다.
일 실시예에서, 전기버스 운행정보 관리서버(300)는 복수개의 전기버스에 대하여, 전기버스 식별정보 별 운행노선 정보에 따라서 다양한 관제 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 운행노선 정보는 복수의 전기버스 식별정보 별 운행 노선의 지도 데이터, 정거장 위치 정보, 운행 노선 별 운행거리 등을 포함할 수 있다. 또한, 운행노선 정보로는 전기버스 식별정보 별 평균 전기버스 배터리 소모량 정보가 될 수도 있다. 해당 운행 노선의 전기버스들의 충전완료 후 운행 시작전의 충전레벨과 운행종료후의 충전레벨의 차이의 평균으로부터 평균 배터리 소모량 정보가 산출될 수 있다. 해당 전기버스의 충전레벨 정보는 충전대상 전기버스(800) 내부의 배터리 관리 시스템(BMS(Battery Management System)(도시하지 않음)로 부터 생성되어 전기버스(800) 내부 단말기(도시하지 않음) 또는 충전기(200)에 의해 전기버스 운행정보 관리서버(300) 또는 전기버스 충전관리 시스템(100)으로 송신될 수 있다. 또한, 운행노선 정보는 해당 전기버스의 운행 스케쥴 정보, 운전자 정보(운전자 식별정보, 운전자 평균 연비 정보 등) 등을 포함할 수 있다.
전기버스 운행정보 관리서버(300)는 이러한 운행노선 정보를 근거로 하여 특정 시각에 차량 기지로부터 출고되어야 하는 해당 전기버스 및 해당 전기버스의 운전자를 차량 기지내의 배차 관리 디스플레이(도시하지 않음) 등에 표시하여 안내하는 배차 관리 동작을 수행할 수 있다. 전기버스 운행정보 관리서버(300)가 전기버스(800) 내부에 설치되는 단말기(도시하지 않음)로부터 네트워크(700)를 통해 전송되는 전기버스 식별정보 및 전기버스 위치정보(GPS 정보)를 수신하여, 배차 관리, 차량 기지 입고/출고 RF 태그 인식, 차량 간격 유지 등의 다양한 관제 동작을 수행하는 기술 그 자체는 공지된 것이므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 양상에 따라서, 통신부(110)를 통해 수신한 운행노선 정보에 따라 필요 충전량이 결정된다. 실시예에서, 운행노선 정보는 전기버스 운행정보 관리서버(300)로부터 전송될 수 있다. 또한, 운행노선 정보는 전기버스 식별정보 별 운행 노선의 운행거리 정보가 될 수 있으며, 또는 운행노선 정보는 운행 노선별 또는 전기버스 식별정보 별 평균 전기버스 배터리 소모량 정보가 될 수도 있다.
운행노선 정보의 운행 거리에 비례하여 운행에 필요한 전기버스 배터리 충전량인 필요 충전량이 결정될 수 있다. 예를 들어, 필요 충전량은 운행 노선별 또는 전기버스 식별정보 별 평균 전기버스 배터리 소모량 정보가 될 수도 있다.
또한 예를 들어, 해당 전기버스 배터리의 충전상태(SOC)의 단위감소량과 해당 전기버스의 단위주행거리와의 관계가 실험에 의해 미리 구해질 수 있다. 그리고, 운행노선 정보에 따른 해당 주행 거리에 필요한 필요 충전량이 결정될 수도 있다. 즉, 예를 들어, 해당 전기버스의 배터리 충전상태(SOC) 1%로 해당 전기버스가 4km를 주행할 수 있다고 실험에 의해서 정해지면, 운행노선 정보에 따른 주행 거리 200km에 대한 필요 충전량은 배터리 충전상태(SOC) 50%가 될 수 있다.
배터리 충전구간 결정부(121)는 운행노선 정보에 따라 결정된 필요 충전량으로부터 배터리 충전 특성 곡선(도 4 참조) 내의 특정 배터리 충전구간(도 4의 20 참조)을 결정할 수 있다. 본 발명의 특징적인 양상에 따르면 필요 충전량과 배터리 충전구간은 상이한 개념이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 배터리 충전상태(SOC) 35%(충전량)를 충전하고자 할 때에, 제 1 배터리 충전구간(55%->90%)(10)을 사용하여 배터리 충전상태(SOC) 45%(충전량)를 충전할 수 있고, 또는 제 2 배터리 충전구간(35%->70%)(20)을 사용하여 배터리 충전 상태(SOC) 45%(충전량)를 충전할 수 있다. 즉, 운행노선 정보에 따라 필요 충전량(배터리 충전상태(SOC) 35%)이 결정된다고 하더라도, 필요 충전량(배터리 충전상태(SOC) 35%)을 충전하기 위해서, 배터리 충전구간 결정부(121)는 다양한 배터리 충전구간(10, 20 참조) 중 어느 하나를 결정할 수가 있는 것이다. 즉, 배터리 충전구간 결정부(121)는 배터리 충전구간을 가변적으로 결정할 수 있으므로, 이에 따라 충전소요시간(10-1, 20-1)도 가변적으로 결정 가능하게 된다. 이에 따라, 짧은 충전소요시간을 가지는 배터리 충전구간을 선택할 수가 있게 된다.
본 발명의 양상에 따라 충전레벨 송신부(122)는 통신부(110)를 통해 수신한 충전대상 전기버스 식별정보로 조회하여 충전대상 전기버스(800)의 배터리 충전구간에 해당하는 타겟 충전레벨을 충전기(200)로 송신한다.
전술한 운행노선 정보(131)에 따른 필요 충전량으로부터 결정된 배터리 충전구간(132)은 전기버스 식별정보 별로 메모리(130)에 저장될 수 있다. 예를 들어, 전기버스(800)의 식별정보 필드에 도 4의 제 2 배터리 충전구간(20)이 저장될 수가 있다. 충전레벨 송신부(122)는 통신부(110)를 통해 충전대상 전기버스 식별정보를 수신할 수 있다. 충전대상 전기버스 식별정보는 충전을 위해 충전기(200)에 연결된 충전대상 전기버스(800)의 식별정보이다. 충전대상 전기버스 식별정보는 충전대상 전기버스(800)의 내부 단말기(도시하지 않음)가 생성할 수 있고, 경우에 따라서는 충전기(200)가 생성할 수도 있다. 충전기(200)는 충전대상 전기버스 내부의 배터리 관리 시스템(BMS(Battery Management System)(도시하지 않음)으로부터 수신한 배터리 식별정보 또는 전기버스 식별정보로부터 상기 충전대상 전기버스 식별정보를 생성할 수가 있다.
충전레벨 송신부(130)는 통신부(110)를 통해 충전대상 전기버스 식별정보가 수신되면, 상기 충전대상 전기버스 식별정보로 메모리(130)를 조회하여 수신된 충전대상 전기버스 식별정보에 해당하는 특정한 배터리 충전구간을 인출(retrieval)할 수 있다. 예를 들어, 전기버스(800)의 식별정보에 해당되는 도 4의 제 2 배터리 충전구간(20)을 인출할 수가 있다.
충전레벨 송신부(122)는 상기 조회에 의한 충전대상 전기버스(800)의 배터리 충전구간(제 2 배터리 충전구간(20))에 해당하는 타겟 충전레벨(제 2 타겟 충전레벨(20-2))을 충전기(800)로 송신한다. 특정한 배터리 충전구간(예를 들어, 도 4의 제 2 배터리 충전구간(20))이 정해지면 이에 해당하는 타겟 충전레벨(제 2 타겟 충전레벨(20-2))이 결정된다. 예를 들어, 도 4에서 제 2 배터리 충전구간(20)의 경우에는 해당하는 타겟 충전레벨은 제 2 타겟 충전레벨(20-2)이 될 수 있다.
실시예에서, 전기버스 충전관리 시스템(100)의 충전 레벨 송신부(122)로부터 타겟 충전레벨을 수신하면, 충전기(200)는 수신된 타겟 충전레벨까지 충전대상 전기버스(800)의 배터리(810)를 충전하게 된다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 양상에 따르면, 만 충전레벨 까지가 아니라 운행노선 정보에 따른 필요 충전량으로부터 결정된 타겟 충전레벨까지만 충전기가 충전대상 전기버스의 배터리를 충전하므로, 전기버스의 충전 시간을 효율적으로 확보할 수 있다.
또한, 운행노선 정보에 따라 결정된 필요 충전량을 충전하기 위해서, 전기버스 배터리의 충전 특성 곡선 내에서 배터리 충전구간을 가변적으로 결정할 수 있으므로, 이에 따라 충전소요시간도 가변적으로 결정 가능하게 된다. 이에 따라, 짧은 충전소요시간을 가지는 배터리 충전구간을 선택할 수가 있게 된다.
충전대상 전기버스의 운행노선 정보에 따른 필요 충전량에 마진 충전량을 더한 타겟 충전량으로부터 충전대상 전기버스의 배터리의 충전 특성 곡선에서 충전소요시간 대비 충전효율이 높은 배터리 충전구간을 결정하고, 결정된 배터리 충전 구간으로부터 충전기의 타겟 충전레벨을 결정한다.
본 발명의 추가적인 양상에 따르면, 배터리 충전구간 결정부(121)가, 필요 충전량(배터리 충전상태 65%)(도 5의 8112)에 마진 충전량(배터리 충전상태 15%)(도 5의 8111)을 더한 타겟 충전량(배터리 충전상태 80%)(8110)으로부터 배터리 충전 특성 곡선(도 4 참조)에서 충전소요시간 대비 충전효율이 높은 배터리 충전구간(도 4의 제 2 배터리 충전구간(20) 참조)을 결정하여 저장할 수가 있다.
추가적인 실시예에서 운행노선 정보에 따른 필요 충전량(배터리 충전상태 65%)(8112)에 마진 충전량(배터리 충전상태 15%)(8111)을 추가하여 배터리(800)에 충전할 수 있다. 본 발명의 추가적인 양상에 따라서, 필요 충전량(배터리 충전상태 65%)(8112)에 마진 충전량(배터리 충전상태 15%)(8111)을 추가한 충전량을 타겟 충전량(배터리 충전상태 80%)(8110)이라 한다. 실시예에서 만 충전레벨까지 배터리를 충전하는 것이 아니라 운행노선 정보에 따라 운행에 필요한 충전량만 충전하므로, 배터리가 많이 소모되는 환경에서는 배터리에 충전된 충전량이 모자라게 될 수 있다. 이에 따라, 필요 충전량(배터리 충전상태 65%)(8112)에 마진 충전량(배터리 충전상태 15%)(8111)을 더한 타겟 충전량(배터리 충전상태 80%)(8110)이 배터리(810)에 충전되도록 할 수가 있다.
추가적인 실시예에서 배터리 충전구간 결정부(121)는, 도 5의 타겟 충전량(배터리 충전상태 80%)(8110)으로부터 충전대상 전기버스(800) 배터리(810)의 배터리 충전 특성 곡선(도 4 참조)에서 충전소요시간 대비 충전효율이 높은 배터리 충전구간(도 4의 제 2 배터리 충전구간(20) 참조)을 결정하여 저장할 수가 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 배터리 충전구간(55%->90%)(10)을 충전하는데 소요되는 시간은 제 1 충전소요시간(10-1)이고, 제 2 배터리 충전구간(35%->70%)(20)을 충전하는데 소요되는 시간은 제 2 충전소요시간(20-1)이다. 제 1 충전소요시간(10-1)에 비하여 제 2 충전소요시간(20-1)이 짧다. 따라서, 제 1 배터리 충전구간(10)과 제 2 배터리 충전구간(20) 중에서 충전소요시간 대비 충전효율이 높은 배터리 충전구간은 제 2 배터리 충전구간(20)이 된다.
실시예에서 배터리 충전 특성 곡선은 전기버스의 배터리 별로 상이할 수가 있다. 실시예에서 충전 특성 곡선 내지 충전 특성 데이터값은 배터리 제조사의 제품 데이터 시트에 공개될 수가 있다.
본 발명의 특징적인 양상에 따르면, 충전기(200)는 충전대상 전기버스 배터리(810)의 초기잔량 충전레벨부터 수신한 타겟 충전레벨(20-2)까지 충전대상 전기버스의 배터리(810)를 충전할 수가 있다. 충전기(200)와 충전대상 전기버스(800)가 연결되면, 충전대상 전기버스(800)와 충전기(200) 예를 들어 EVSE(Electric Vehicle Supply Equipment)(200)는 서로 CAN(Control Area Network) 통신을 이용하여 공지의 충전 프로세스를 수행할 수 있다. 충전대상 전기버스(800)는 운전자 식별정보, 전기버스 식별정보, 배터리 정보, 배터리(810) 충전상태(SOC(State of Charge)) 정보를 충전기(200)로 송신할 수가 있다. 실시예에서 충전기(200)는 충전대상 전기버스(800) 내의 배터리 관리 시스템(BMS(Battery Management System)(도시하지 않음)로부터 수신되는 배터리(810) 충전상태(SOC) 정보로부터 충전대상 전기버스 배터리(810)의 충전 전의 배터리(810)의 초기잔량 충전레벨을 결정할 수 있다. 그리고, 충전기(200)는 초기잔량 충전레벨부터 충전레벨 송신부(122)로부터 수신한 타겟 충전레벨까지 배터리(810)에 대한 충전을 수행한다. 예를 들어 충전기(200)로부터 배터리(810)의 충전상태(SOC) 정보가 주기적(예:10초-30초)으로 전송되며, 배터리(810) 충전상태(SOC) 정보가 상기 타겟 충전레벨이 될 때까지, 충전기(200)는 외부의 전력 공급 장치(grid)로부터 전력을 전력선을 통해서 전기버스(800)의 배터리(810)에 공급되도록 제어할 수 있다. 또한, 충전기(200)는 충전에 사용한 전력량 결정 및 과금 동작 등을 수행할 수 있다.
본 발명의 특징적인 양상에 따르면, 마진 충전량(15%)(8111)은 통신부(110)를 통해 충전기(200)로부터 수신한 충전대상 전기버스(800)의 배터리(810) 온도, 통신부(110)를 통해 전기버스 운행정보 관리서버(300)로부터 수신한 충전기 대기 차량 대수 정보 또는 운전자의 운전 스타일 정보(예:평균 연비), 통신부(110)를 통해 날씨정보 제공서버(400)로부터 수신한 날씨 정보(예:시간대별 외기 온도/비/눈 정보), 통신부(110)를 통해 교통정보 제공서버(450)로부터 수신한 교통 정보(예:운행 시간대별 교통체증 지수, 운행 구간별 교통체증 지수) 중 적어도 어느 하나를 반영하여 결정될 수 있다.
실시예에서, 통신부(110)를 통해 충전기(200)로부터 수신되는 충전대상 전기버스(800)의 배터리(810) 온도를 반영하여, 마진 충전량(15%)(8111)이 결정될 수 있다. 예를 들어, 충전기(200)는 충전대상 전기버스(800) 내부의 배터리 관리 시스템(BMS(Battery Management System)(도시하지 않음)에 의해 생성되는 배터리(810)의 온도 정보를 네트워크(700)를 경유하여 전기버스 충전관리 시스템(100)의 배터리 충전구간 결정부(121)로 송신할 수가 있다.
일반적으로 온도가 낮아지면 배터리 충전 용량이 작아지므로, 배터리 충전구간 결정부(121)는 예를 들어, 배터리 온도가 임계값 보다 낮은 경우에는 상기 마진 충전량을 증가시킬 수가 있다.
실시예에서, 통신부(110)를 통해 전기버스 운행정보 관리서버(300)로부터 수신되는 충전기(200) 대기 차량 대수 정보를 반영하여, 마진 충전량(15%)(8111)이 결정될 수 있다. 예를 들어, 전기버스 운행정보 관리서버(300)는 충전기(200) 근처에서 충전을 위해 대기하고 있는 전기버스들의 각각의 내부 단말기로부터의 위치정보 및 전기버스 식별정보로부터 충전기(200)에 대기하고 있는 차량 대수 정보를 결정할 수 있다. 예를 들어, 충전기(200) 근처의 전기버스 대수 중에서 현재 충전대상 전기버스 대수를 차감한 대수가 충전기(200) 차량 대수 정보가 될 수도 있다.
충전대기 중인 전기버스가 많으면, 전기버스당 충전시간을 효율적으로 줄일 필요가 있으므로, 배터리 충전구간 결정부(121)는 예를 들어, 충전대기 중인 전기버스의 대수가 임계값 보다 많은 경우에는 상기 마진 충전량을 감소시킬 수가 있다.
실시예에서, 통신부(110)를 통해 전기버스 운행정보 관리서버(300)로부터 수신되는 충전대상 전기버스 운전자의 운전 스타일 정보(예:평균 연비)를 반영하여, 마진 충전량(15%)(8111)이 결정될 수 있다. 예를 들어, 배터리 충전구간 결정부(121)는 메모리(130) 내의 운행노선 정보(131)로부터 충전대상 전기버스(800)의 운전자 평균 연비 정보를 조회할 수 있다. 예를 들어, 운전자의 평균 연비가 임계치 보다 낮은 경우, 배터리 충전구간 결정부(120)는 마진 충전량을 증가시킬 수가 있다.
실시예에서, 통신부(110)를 통해 날씨정보 제공서버(400)로부터 수신되는 날씨 정보를 반영하여, 마진 충전량(15%)(8111)이 결정될 수 있다. 예를 들어, 날씨 정보는 시간대별 외기 온도 정보나 비/눈 정보가 될 수 있다. 예를 들어, 현재 시각의 외기 온도가 임계치 보다 낮은 경우에는 배터리 충전용량이 작아지므로 배터리 충전구간 결정부(121)는 상기 마진 충전량(15%)(8111)을 증가시킬 수 있다.
또한, 예를 들어, 현재 시간대에 비나 눈이 예보되어 있으면, 전기버스(800)의 운행이 교통 체증이 예상되고 이에 따라 전기버스의 배터리 소모량이 증가하게 되므로, 배터리 충전구간 결정부(121)는 상기 마진 충전량을 증가시킬 수가 있다.
실시예에서, 통신부(110)를 통해 교통정보 제공서버(350)로부터 수신되는 교통 정보를 반영하여, 마진 충전량(15%)(8111)이 결정될 수 있다. 예를 들어, 교통 정보는 운행 시간대별 교통체증 지수정보(예:원활, 서행, 정체 등)가 될 수 있으며, 또는 교통 정보는 운행 구간별 교통체증 지수정보(예:원활, 서행, 정체 등)가 될 수 있다. 예를 들어, 교통정보 제공서버(350)로부터의 운행노선과 관련된 지역의 교통체증 지수정보가 “정체”에 해당하는 경우, 이에 따라 전기버스(800)의 배터리 소모량이 증가하게 되므로, 배터리 충전구간 결정부(121)는 상기 마진 충전량을 증가시킬 수가 있다.
도 3은 다른 실시예에 따른 전기버스 충전관리 시스템 구성도이다. 이하 상기 도 3 및 도 1을 참조하여 설명하기로 한다.
본 발명의 추가적인 양상에 따라, 전기버스 충전관리 시스템(100)은, 충전소요시간 산출부(123) 및 운전자 충전소요시간 알림부(124)를 더 포함할 수가 있다.
충전소요시간 산출부(123)는 통신부(110)를 통해 충전기(200)로부터 수신되는 충전대상 전기버스(800)의 배터리(810)의 현재잔량 충전레벨로부터 타겟 충전레벨까지의 충전예상 소요시간을 산출할 수가 있다.
실시예에서 충전소요시간 산출부(123)는 통신부(110)를 통해 충전기(200)로부터 수신되는 충전대상 전기버스(800)의 배터리(810)의 현재잔량 충전레벨로부터 타겟 충전레벨까지의 충전예상 소요시간을 산출할 수가 있다. 실시예에서, 충전기(200)와 충전대상 전기버스(800)가 연결되면, 충전대상 전기버스(800)와 충전기(200) 예를 들어 EVSE(Electric Vehicle Supply Equipment)(200)는 서로 CAN(Control Area Network) 통신을 이용하여 공지의 충전 프로세스를 수행할 수 있다. 충전대상 전기버스(800)는 운전자 식별정보, 전기버스 식별정보, 배터리 정보, 배터리(810)의 충전상태(SoC(State of Charge)) 정보를 충전기(200)로 송신할 수가 있다.
실시예에서 충전소요시간 산출부(123)는 충전대상 전기버스(800) 내의 배터리 관리 시스템(BMS(Battery Management System)(도시하지 않음)에서 생성되어 충전기(200)로부터 수신되는 배터리(810)의 충전상태(SOC) 정보로부터 충전대상 전기버스 배터리(810)의 현재잔량 충전레벨을 결정할 수 있다. 충전기(200)로부터 배터리(810)의 충전상태(SOC) 정보가 주기적(예:10-30초)으로 전송될 수 있다. 충전소요시간 산출부(123)는 배터리(810)의 충전상태(SOC) 정보가 상기 타겟 충전레벨이 될 때까지의 충전예상 소요시간을 산출할 수가 있다.
현재잔량 충전레벨부터 타겟 충전레벨까지의 충전하고자 하는 배터리 충전량을 충전하는데 소요되는 시간을 구하는 일반적인 기술이 대한민국등록특허공보 제10-1897279호에 공지되어 있다. 예를 들어, 충전소요시간 산출부(123)는 상기 타겟 충전레벨에서 현재잔량 충전레벨을 차감하여 충전하고자 하는 배터리 충전량([Ah])을 산출할 수 있다. 그리고, 충전소요시간 산출부(123)는 통신부(110)를 통해 충전기(200)로부터 배터리(810)를 충전하는데 사용되는 배터리 충전전류([A]) 정보를 수신할 수 있다. 이때, 충전기(200)는 CAN 통신을 통해 요청하여 충전대상 전기버스(800) 내의 배터리 관리 시스템(BMS(Battery Management System)(도시하지 않음)로부터 배터리 충전전류 정보를 제공받을 수 있다. 그리고, 충전소요시간 산출부(123)는 상기 충전하고자 하는 배터리 충전량([Ah])을 배터리(810)를 충전하는데 사용되는 배터리 충전 전류([A])로 나누어 충전소요시간을 산출할 수가 있다.
또한, 운전자 충전소요시간 알림부(124)는 상기 산출된 충전예상 소요시간을 충전대상 전기버스(800)에 해당하는 운전자 단말기(500)로 송신할 수가 있다. 실시예에서 운전자 단말기(500)은 충전대상 전기버스(800)를 운전하는 운전자의 휴대 단말기(예:스마트폰)가 될 수 있다. 이에 따라, 운전자는 충전대상 전기버스(800)가 충전되는 동안에 충전기(200) 외부, 예를 들어 운전기사 대기실 뿐 아니라 외부의 다른 장소에서도 편리하게 충전 현황을 확인할 수가 있다.
본 발명의 추가적인 양상에 따르면, 전기버스 충전관리 시스템(100)은 충전소요시간 표시부(125)를 더 포함할 수가 있다. 충전소요 시간 표시부(125)는 복수의 충전기(200)에서 충전 중인 충전대상 전기버스 별 충전소요시간을 통신부(110)를 통하여 충전현황 디스플레이(600)로 송신할 수가 있다.
실시예에서, 충전기(200)에는 복수개의 충전 스테이션을 포함할 수가 있으며, 복수의 충전대상 전기버스(800)가 동시에 충전을 할 수가 있다. 충전소요시간 산출부(123)는 복수개의 충전대상 전기버스(800) 각각에 대하여, 충전하고자 하는 배터리 충전량([Ah])을 배터리(810)를 충전하는데 사용되는 배터리 충전 전류([A])로 나누어 각각의 충전소요시간들을 산출할 수가 있다.
그리고, 충전소요시간 표시부(125)는 상기 산출된 복수의 전기버스(800)에 대한각각의 충전소요시간을 충전현황 디스플레이(600)로 송신할 수 있다. 충전현황 디스플레이(600)는 차량기지 내의 운전기사 대기실에 배치될 수 있다. 이에 따라 복수의 운전자들은 운전기사 대기실에서 복수의 전기버스가 충전되는 현황을 확인할 수가 있다.
본 발명의 양상에 따른 전기버스 충전관리 방법은 외부 정보 장치들(200, 300, 350, 400, 500, 600, 800)을 연결하는 통신부(110), 프로그램 명령어 세트들(121, 123)을 실행하는 마이크로프로세서(120) 및 프로그램 명령어 세트들과 데이터를 저장하는 메모리(130)를 포함하는 컴퓨터에서 실행 가능한 프로그램으로 구현된다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 전기버스 충전관리 방법은, 배터리 충전구간 결정 단계(S110)와, 충전레벨 송신 단계(S120)를 포함한다. 배터리 충전구간 결정 단계(S110)는 수신한 운행노선 정보에 따라 결정된 필요 충전량으로부터 배터리 충전구간을 결정하여 저장한다.
배터리 충전구간 결정 단계(S110)는 운행노선 정보에 따라 결정된 필요 충전량으로부터 배터리 충전 특성 곡선(도 4 참조) 내의 특정 배터리 충전구간(도 4의 20 참조)을 결정할 수 있다. 본 발명의 특징적인 양상에 따르면 필요 충전량과 배터리 충전구간은 상이한 개념이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 배터리 충전상태(SOC) 35%(충전량)를 충전하고자 할 때에, 제 1 배터리 충전구간(55%->90%)(10)을 사용하여 배터리 충전상태(SOC) 45%(충전량)를 충전할 수 있고, 또는 제 2 배터리 충전구간(35%->70%)(20)을 사용하여 배터리 충전 상태(SOC) 45%(충전량)를 충전할 수 있다. 즉, 운행노선 정보에 따라 필요 충전량(배터리 충전상태(SOC) 35%)이 결정된다고 하더라도, 필요 충전량(배터리 충전상태(SOC) 35%)을 충전하기 위해서, 배터리 충전구간 결정 단계(S110)는 다양한 배터리 충전구간(10, 20 참조) 중 어느 하나를 결정할 수가 있는 것이다. 즉, 배터리 충전구간 결정 단계(S110)는 배터리 충전구간을 가변적으로 결정할 수 있으므로, 이에 따라 충전소요시간(10-1, 20-1)도 가변적으로 결정 가능하게 된다. 이에 따라, 짧은 충전소요시간을 가지는 배터리 충전구간을 선택할 수가 있게 된다.
본 발명의 양상에 따라 충전레벨 송신 단계(S120)는 통신부(110)를 통해 수신한 충전대상 전기버스 식별정보로 조회하여 충전대상 전기버스(800)의 배터리 충전구간에 해당하는 타겟 충전레벨을 충전기(200)로 송신한다.
전술한 운행노선 정보(131)에 따른 필요 충전량으로부터 결정된 배터리 충전구간(132)은 전기버스 식별정보 별로 메모리(130)에 저장될 수 있다. 예를 들어, 전기버스(800)의 식별정보 필드에 도 4의 제 2 배터리 충전구간(20)이 저장될 수가 있다. 충전레벨 송신 단계(S120)는 통신부(110)를 통해 충전대상 전기버스 식별정보를 수신할 수 있다. 충전대상 전기버스 식별정보는 충전을 위해 충전기(200)에 연결된 충전대상 전기버스(800)의 식별정보이다. 충전대상 전기버스 식별정보는 충전대상 전기버스(800)의 내부 단말기(도시하지 않음)가 생성할 수 있고, 경우에 따라서는 충전기(200)가 생성할 수도 있다. 충전기(200)는 충전대상 전기버스 내부의 배터리 관리 시스템(BMS(Battery Management System)(도시하지 않음)으로부터 수신한 배터리 식별정보 또는 전기버스 식별정보로부터 상기 충전대상 전기버스 식별정보를 생성할 수가 있다.
충전레벨 송신 단계(S120)는 통신부(110)를 통해 충전대상 전기버스 식별정보가 수신되면, 상기 충전대상 전기버스 식별정보로 메모리(130)를 조회하여 수신된 충전대상 전기버스 식별정보에 해당하는 특정한 배터리 충전구간을 인출(retrieval)할 수 있다. 예를 들어, 전기버스(800)의 식별정보에 해당되는 도 4의 제 2 배터리 충전구간(20)을 인출할 수가 있다.
충전레벨 송신 단계(S120)는 상기 조회에 의한 충전대상 전기버스(800)의 배터리 충전구간(제 2 배터리 충전구간(20))에 해당하는 타겟 충전레벨(제 2 타겟 충전레벨(20-2))을 충전기(800)로 송신한다. 특정한 배터리 충전구간(예를 들어, 도 4의 제 2 배터리 충전구간(20))이 정해지면 이에 해당하는 타겟 충전레벨(제 2 타겟 충전레벨(20-2))이 결정된다. 예를 들어, 도 4에서 제 2 배터리 충전구간(20)의 경우에는 해당하는 타겟 충전레벨은 제 2 타겟 충전레벨(20-2)이 될 수 있다.
실시예에서, 충전 레벨 송신 단계(S110)에 의한 타겟 충전레벨을 수신하면, 충전기(200)는 수신된 타겟 충전레벨까지 충전대상 전기버스(800)의 배터리(810)를 충전하게 된다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 양상에 따르면, 만 충전레벨 까지가 아니라 운행노선 정보에 따른 필요 충전량으로부터 결정된 타겟 충전레벨까지만 충전기가 충전대상 전기버스의 배터리를 충전하므로, 전기버스의 충전 시간을 효율적으로 확보할 수 있다.
또한, 운행노선 정보에 따라 결정된 필요 충전량을 충전하기 위해서, 전기버스 배터리의 충전 특성 곡선 내에서 배터리 충전구간을 가변적으로 결정할 수 있으므로, 이에 따라 충전소요시간도 가변적으로 결정 가능하게 된다. 이에 따라, 짧은 충전소요시간을 가지는 배터리 충전구간을 선택할 수가 있게 된다.
본 발명의 추가적인 양상에 따르면, 도 6에 도시된 바와 같이, 배터리 충전구간 결정 단계(S110)는, 필요 충전량(배터리 충전상태 65%)(도 5의 8112)에 마진 충전량(배터리 충전상태 15%)(도 5의 8111)을 더한 타겟 충전량(배터리 충전상태 80%)(8110)으로부터 배터리 충전 특성 곡선(도 4 참조)에서 충전소요시간 대비 충전효율이 높은 배터리 충전구간(도 4의 제 2 배터리 충전구간(20) 참조)을 결정하여 저장할 수가 있다.
추가적인 실시예에서 운행노선 정보에 따른 필요 충전량(배터리 충전상태 65%)(8112)에 마진 충전량(배터리 충전상태 15%)(8111)을 추가하여 배터리(800)에 충전할 수 있다. 본 발명의 추가적인 양상에 따라서, 필요 충전량(배터리 충전상태 65%)(8112)에 마진 충전량(배터리 충전상태 15%)(8111)을 추가한 충전량을 타겟 충전량(배터리 충전상태 80%)(8110)이라 한다. 실시예에서 만 충전레벨까지 배터리를 충전하는 것이 아니라 운행노선 정보에 따라 운행에 필요한 충전량만 충전하므로, 배터리가 많이 소모되는 환경에서는 배터리에 충전된 충전량이 모자라게 될 수 있다. 이에 따라, 필요 충전량(배터리 충전상태 65%)(8112)에 마진 충전량(배터리 충전상태 15%)(8111)을 더한 타겟 충전량(배터리 충전상태 80%)(8110)이 배터리(810)에 충전되도록 할 수가 있다.
추가적인 실시예에서 배터리 충전구간 결정 단계(S110)는, 도 5의 타겟 충전량(배터리 충전상태 80%)(8110)으로부터 충전대상 전기버스(800) 배터리(810)의 배터리 충전 특성 곡선(도 4 참조)에서 충전소요시간 대비 충전효율이 높은 배터리 충전구간(도 4의 제 2 배터리 충전구간(20) 참조)을 결정하여 메모리(130)에 저장할 수가 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 배터리 충전구간(55%->90%)(10)을 충전하는데 소요되는 시간은 제 1 충전소요시간(10-1)이고, 제 2 배터리 충전구간(35%->70%)(20)을 충전하는데 소요되는 시간은 제 2 충전소요시간(20-1)이다. 제 1 충전소요시간(10-1)에 비하여 제 2 충전소요시간(20-1)이 짧다. 따라서, 제 1 배터리 충전구간(10)과 제 2 배터리 충전구간(20) 중에서 충전소요시간 대비 충전효율이 높은 배터리 충전구간은 제 2 배터리 충전구간(20)이 된다.
실시예에서 배터리 충전 특성 곡선은 전기버스의 배터리 별로 상이할 수가 있다. 실시예에서 충전 특성 곡선 내지 충전 특성 데이터값은 배터리 제조사의 제품 데이터 시트에 공개될 수가 있다.
본 발명의 특징적인 양상에 따르면, 충전기(200)는 충전대상 전기버스 배터리(810)의 초기잔량 충전레벨부터 수신한 타겟 충전레벨(20-2)까지 충전대상 전기버스의 배터리(810)를 충전할 수가 있다. 충전기(200)와 충전대상 전기버스(800)가 연결되면, 충전대상 전기버스(800)와 충전기(200) 예를 들어 EVSE(Electric Vehicle Supply Equipment)(200)는 서로 CAN(Control Area Network) 통신을 이용하여 공지의 충전 프로세스를 수행할 수 있다. 충전대상 전기버스(800)는 운전자 식별정보, 전기버스 식별정보, 배터리 정보, 배터리(810) 충전상태(SOC(State of Charge)) 정보를 충전기(200)로 송신할 수가 있다. 실시예에서 충전기(200)는 충전대상 전기버스(800) 내의 배터리 관리 시스템(BMS(Battery Management System)(도시하지 않음)로부터 수신되는 배터리(810) 충전상태(SOC) 정보로부터 충전대상 전기버스 배터리(810)의 충전 전의 배터리(810)의 초기잔량 충전레벨을 결정할 수 있다. 그리고, 충전기(200)는 초기잔량 충전레벨부터 충전레벨 송신 단계(S120)에 의해 수신한 타겟 충전레벨까지 배터리(810)에 대한 충전을 수행한다. 예를 들어 충전기(200)로부터 배터리(810)의 충전상태(SOC) 정보가 주기적(예:10초-30초)으로 전송되며, 배터리(810) 충전상태(SOC) 정보가 상기 타겟 충전레벨이 될 때까지, 충전기(200)는 외부의 전력 공급 장치(grid)로부터 전력을 전력선을 통해서 전기버스(800)의 배터리(810)에 공급되도록 제어할 수 있다. 또한, 충전기(200)는 충전에 사용한 전력량 결정 및 과금 동작 등을 수행할 수 있다.
본 발명의 특징적인 양상에 따르면, 마진 충전량(15%)(8111)은 통신부(110)를 통해 충전기(200)로부터 수신한 충전대상 전기버스(800)의 배터리(810) 온도, 통신부(110)를 통해 전기버스 운행정보 관리서버(300)로부터 수신한 충전기 대기 차량 대수 정보 또는 운전자의 운전 스타일 정보(예:평균 연비), 통신부(110)를 통해 날씨정보 제공서버(400)로부터 수신한 날씨 정보(예:시간대별 외기 온도/비/눈 정보), 통신부(110)를 통해 교통정보 제공서버(450)로부터 수신한 교통 정보(예:운행 시간대별 교통체증 지수, 운행 구간별 교통체증 지수) 중 적어도 어느 하나를 반영하여 결정될 수 있다.
실시예에서, 통신부(110)를 통해 충전기(200)로부터 수신되는 충전대상 전기버스(800)의 배터리(810) 온도를 반영하여, 마진 충전량(15%)(8111)이 결정될 수 있다. 예를 들어, 충전기(200)는 충전대상 전기버스(800) 내부의 배터리 관리 시스템(BMS(Battery Management System)(도시하지 않음)에 의해 생성되는 배터리(810)의 온도 정보를 네트워크(700)를 경유하여 전기버스 충전관리 시스템(100)의 배터리 충전구간 결정부(121)로 송신할 수가 있다.
일반적으로 온도가 낮아지면 배터리 충전 용량이 작아지므로, 배터리 충전구간 결정 단계(S110)는 예를 들어, 배터리 온도가 임계값 보다 낮은 경우에는 상기 마진 충전량을 증가시킬 수가 있다.
실시예에서, 통신부(110)를 통해 전기버스 운행정보 관리서버(300)로부터 수신되는 충전기(200) 대기 차량 대수 정보를 반영하여, 마진 충전량(15%)(8111)이 결정될 수 있다. 예를 들어, 전기버스 운행정보 관리서버(300)는 충전기(200) 근처에서 충전을 위해 대기하고 있는 전기버스들의 각각의 내부 단말기로부터의 위치정보 및 전기버스 식별정보로부터 충전기(200)에 대기하고 있는 차량 대수 정보를 결정할 수 있다. 예를 들어, 충전기(200) 근처의 전기버스 대수 중에서 현재 충전대상 전기버스 대수를 차감한 대수가 충전기(200) 차량 대수 정보가 될 수도 있다.
충전대기 중인 전기버스가 많으면, 전기버스당 충전시간을 효율적으로 줄일 필요가 있으므로, 배터리 충전구간 결정 단계(S110)는 예를 들어, 충전대기 중인 전기버스의 대수가 임계값 보다 많은 경우에는 상기 마진 충전량을 감소시킬 수가 있다.
실시예에서, 통신부(110)를 통해 전기버스 운행정보 관리서버(300)로부터 수신되는 충전대상 전기버스 운전자의 운전 스타일 정보(예:평균 연비)를 반영하여, 마진 충전량(15%)(8111)이 결정될 수 있다. 예를 들어, 배터리 충전구간 결정 단계(S110)는 메모리(130) 내의 운행노선 정보(131)로부터 충전대상 전기버스(800)의 운전자 평균 연비 정보를 조회할 수 있다. 예를 들어, 운전자의 평균 연비가 임계치 보다 낮은 경우, 배터리 충전구간 결정 단계(S110)는 마진 충전량을 증가시킬 수가 있다.
실시예에서, 통신부(110)를 통해 날씨정보 제공서버(400)로부터 수신되는 날씨 정보를 반영하여, 마진 충전량(15%)(8111)이 결정될 수 있다. 예를 들어, 날씨 정보는 시간대별 외기 온도 정보나 비/눈 정보가 될 수 있다. 예를 들어, 현재 시각의 외기 온도가 임계치 보다 낮은 경우에는 배터리 충전용량이 작아지므로 배터리 충전구간 결정 단계(S110)는 상기 마진 충전량(15%)(8111)을 증가시킬 수 있다.
또한, 예를 들어, 현재 시간대에 비나 눈이 예보되어 있으면, 전기버스(800)의 운행이 교통 체증이 예상되고 이에 따라 전기버스의 배터리 소모량이 증가하게 되므로, 배터리 충전구간 결정 단계(S110)는 상기 마진 충전량을 증가시킬 수가 있다.
실시예에서, 통신부(110)를 통해 교통정보 제공서버(350)로부터 수신되는 교통 정보를 반영하여, 마진 충전량(15%)(8111)이 결정될 수 있다. 예를 들어, 교통 정보는 운행 시간대별 교통체증 지수정보(예:원활, 서행, 정체 등)가 될 수 있으며, 또는 교통 정보는 운행 구간별 교통체증 지수정보(예:원활, 서행, 정체 등)가 될 수 있다. 예를 들어, 교통정보 제공서버(350)로부터의 운행노선과 관련된 지역의 교통체증 지수정보가 “정체”에 해당하는 경우, 이에 따라 전기버스(800)의 배터리 소모량이 증가하게 되므로, 배터리 충전구간 결정 단계(S110)는 상기 마진 충전량을 증가시킬 수가 있다.
본 발명의 추가적인 양상에 따라, 도 7에 도시된 바와 같이, 전기버스 충전관리 방법은, 충전소요시간 산출 단계(S130) 및 운전자 충전소요시간 알림 단계(S140)를 더 포함할 수가 있다.
충전소요시간 산출 단계(S130)는 통신부(110)를 통해 충전기(200)로부터 수신되는 충전대상 전기버스(800)의 배터리(810)의 현재잔량 충전레벨로부터 타겟 충전레벨까지의 충전예상 소요시간을 산출할 수가 있다.
실시예에서 충전소요시간 산출 단계(S130)는 통신부(110)를 통해 충전기(200)로부터 수신되는 충전대상 전기버스(800)의 배터리(810)의 현재잔량 충전레벨로부터 타겟 충전레벨까지의 충전예상 소요시간을 산출할 수가 있다. 실시예에서, 충전기(200)와 충전대상 전기버스(800)가 연결되면, 충전대상 전기버스(800)와 충전기(200) 예를 들어 EVSE(Electric Vehicle Supply Equipment)(200)는 서로 CAN(Control Area Network) 통신을 이용하여 공지의 충전 프로세스를 수행할 수 있다. 충전대상 전기버스(800)는 운전자 식별정보, 전기버스 식별정보, 배터리 정보, 배터리(810)의 충전상태(SOC(State of Charge)) 정보를 충전기(200)로 송신할 수가 있다.
실시예에서 충전소요시간 산출 단계(S130)는 충전대상 전기버스(800) 내의 배터리 관리 시스템(BMS(Battery Management System)(도시하지 않음)에서 생성되어 충전기(200)로부터 수신되는 배터리(810)의 충전상태(SOC) 정보로부터 충전대상 전기버스 배터리(810)의 현재잔량 충전레벨을 결정할 수 있다. 충전기(200)로부터 배터리(810)의 충전상태(SOC) 정보가 주기적(예:10-30초)으로 전송될 수 있다. 충전소요시간 산출 단계(S130)는 배터리(810)의 충전상태(SOC) 정보가 상기 타겟 충전레벨이 될 때까지의 충전예상 소요시간을 산출할 수가 있다.
현재잔량 충전레벨부터 타겟 충전레벨까지의 충전하고자 하는 배터리 충전량을 충전하는데 소요되는 시간을 구하는 일반적인 기술이 대한민국등록특허공보 제10-1897279호에 공지되어 있다. 예를 들어, 충전소요시간 산출 단계(S130)는 상기 타겟 충전레벨에서 현재잔량 충전레벨을 차감하여 충전하고자 하는 배터리 충전량([Ah])을 산출할 수 있다. 그리고, 충전소요시간 산출 단계(S130)는 통신부(110)를 통해 충전기(200)로부터 배터리(810)를 충전하는데 사용되는 배터리 충전전류([A]) 정보를 수신할 수 있다. 이때, 충전기(200)는 CAN 통신을 통해 요청하여 충전대상 전기버스(800) 내의 배터리 관리 시스템(BMS(Battery Management System)(도시하지 않음)로부터 배터리 충전전류 정보를 제공받을 수 있다. 그리고, 충전소요시간 산출 단계(S130)는 상기 충전하고자 하는 배터리 충전량([Ah])을 배터리(810)를 충전하는데 사용되는 배터리 충전 전류([A])로 나누어 충전소요시간을 산출할 수가 있다.
그리고, 운전자 충전소요시간 알림 단계(S140)는 상기 산출된 충전예상 소요시간을 충전대상 전기버스(800)에 해당하는 운전자 단말기(500)로 송신할 수가 있다. 실시예에서 운전자 단말기(500)은 충전대상 전기버스(800)를 운전하는 운전자의 휴대 단말기(예:스마트폰)가 될 수 있다. 이에 따라, 운전자는 충전대상 전기버스(800)가 충전되는 동안에 충전기(200) 외부, 예를 들어 운전기사 대기실 뿐 아니라 외부의 다른 장소에서도 편리하게 충전 현황을 확인할 수가 있다.
본 발명의 추가적인 양상에 따르면, 도 7에 도시되어 있는 바와 같이, 전기버스 충전관리 방법은 충전소요시간 표시 단계(S150)를 더 포함할 수가 있다. 충전소요 시간 표시 단계(S150)는 복수의 충전기(200)에서 충전 중인 충전대상 전기버스 별 충전소요시간을 통신부(110)를 통하여 충전현황 디스플레이(600)로 송신할 수가 있다.
실시예에서, 충전기(200)에는 복수개의 충전 스테이션을 포함할 수가 있으며, 복수의 충전대상 전기버스(800)가 동시에 충전을 할 수가 있다. 충전소요시간 산출단계(S130)는 복수개의 충전대상 전기버스(800) 각각에 대하여, 충전하고자 하는 배터리 충전량([Ah])을 배터리(810)를 충전하는데 사용되는 배터리 충전 전류([A])로 나누어 각각의 충전소요시간들을 산출할 수가 있다.
그리고, 충전소요시간 표시 단계(S150)는 상기 산출된 복수의 전기버스(800)에 대한 각각의 충전소요시간을 충전현황 디스플레이(600)로 송신할 수 있다. 충전현황 디스플레이(600)는 차량기지 내의 운전기사 대기실에 배치될 수 있다. 이에 따라 복수의 운전자들은 운전기사 대기실에서 복수의 전기버스가 충전되는 현황을 확인할 수가 있다.
도 8은 일 실시예에 따라 전기버스의 배터리 충전레벨을 변화를 도시한 도면이다.
그래프의 가로축은 시간이고, 그래프의 세로축은 전기버스(800)의 배터리(810) 충전레벨을 나타낸다.
실시예에서, 타겟 충전량으로부터 배터리 충전 특성 곡선에서 충전소요시간 대비 충전효율이 높은 배터리 충전구간(803) 및 배터리 충전구간(803)에 해당하는 타겟 충전레벨(802)이 결정되었다. 배터리(810)의 초기잔량 충전레벨이 제 1 초기잔량 충전레벨(804-1)인 경우, 충전기(200)는 상기 결정된 배터리 충전구간(803) 전체를 사용하여 타겟 충전레벨(802)까지 배터리(810)를 충전한다(충전(1)).
배터리(810)의 초기잔량 충전레벨이 제 2 초기잔량 충전레벨(804-2)인 경우, 충전기(200)는 상기 결정된 배터리 충전구간(803) 중에서 제 1 부분 배터리 충전구간(803-1)을 사용하여 타겟 충전레벨(802)까지 배터리(810)를 충전한다(충전(2)). 또한, 배터리(810)의 초기잔량 충전레벨이 제 3 초기잔량 충전레벨(804-3)인 경우, 충전기(200)는 상기 결정된 배터리 충전구간(803) 중에서 제 2 부분 배터리 충전구간(803-2)을 사용하여 타겟 충전레벨(802)까지 배터리(810)를 충전한다(충전(3)).
이상에서 본 발명을 첨부된 도면을 참조하는 실시예들을 통해 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며, 이들로부터 당업자라면 자명하게 도출할 수 있는 다양한 변형예들을 포괄하도록 해석되어야 한다. 특허청구범위는 이러한 변형예들을 포괄하도록 의도되었다.
100 : 전기버스 충전관리 시스템 200 : 충전기
300 : 전기버스 운행정보 관리서버 350 : 교통정보 제공서버
400 : 날씨정보 제공서버 500 : 운전자 단말기
600 : 충전현황 디스플레이 700 : 네트워크
800 : 충전대상 전기버스 121 : 배터리 충전구간 결정부
122 : 충전 레벨 송신부 110 : 통신부
123 : 충전소요시간 산출부 124 : 운전자 충전소요시간 알림부
125 : 충전소요시간 표시부 10 : 제 1 배터리 충전구간
20 : 제 2 배터리 충전구간 10-1 : 제 1 충전소요시간
20-1 : 제 2 충전소요시간 10-2 : 제 1 타겟 충전레벨
20-2 : 제 2 타겟 충전레벨 810 : 배터리
8120 : 미충전 8110 : 타겟 충전량
8111 : 마진 충전량 8112 : 필요 충전량
8110-1 : 타겟 충전레벨

Claims (12)

  1. 통신부, 마이크로프로세서, 메모리를 포함하는 컴퓨터에서 실행 가능한 프로그램으로 구현되는 전기버스 충전관리 시스템에 있어서, 상기 시스템이 :
    외부 정보 장치들을 연결하는 통신부와; 프로그램 명령어 세트들을 실행하는 마이크로프로세서; 및 프로그램 명령어 세트들과 데이터가 저장되는 메모리;를 포함하고, 상기 프로그램 명령어 세트들이 :
    통신부를 통해 수신한 운행노선 정보에 따라 결정된 필요 충전량으로부터 배터리 충전구간을 결정하여 저장하는 배터리 충전구간 결정부와;
    통신부를 통해 수신한 충전대상 전기버스 식별정보로 조회하여 충전대상 전기버스의 배터리 충전구간에 해당하는 타겟 충전레벨을 충전기로 송신하는 충전레벨 송신부;를 포함하는 전기버스 충전관리 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서, 배터리 충전구간 결정부는 :
    필요 충전량에 마진 충전량을 더한 타겟 충전량으로부터 배터리 충전 특성 곡선에서 충전소요시간 대비 충전효율이 높은 배터리 충전구간을 결정하여 저장하는 전기버스 충전관리 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서, 충전기는 :
    충전대상 전기버스 배터리의 초기잔량 충전레벨부터 수신한 타겟 충전레벨까지 충전대상 전기버스의 배터리를 충전하는 전기버스 충전관리 시스템.
  4. 청구항 2에 있어서, 마진 충전량은 :
    통신부를 통해 충전기로부터 수신한 충전대상 전기버스의 배터리 온도, 통신부를 통해 전기버스 운행정보 관리서버로부터 수신한 충전기 대기 차량 대수 정보 및 운전자의 운전 스타일 정보, 통신부를 통해 날씨정보 제공서버로부터 수신한 날씨 정보, 통신부를 통해 교통정보 제공서버로부터 수신한 교통 정보 중 적어도 어느 하나를 반영하여 결정되는 전기버스 충전관리 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서, 전기버스 충전관리 시스템은 :
    통신부를 통해 충전기로부터 수신되는 충전대상 전기버스의 배터리의 현재잔량 충전레벨로부터 타겟 충전레벨까지의 충전예상 소요시간을 산출하는 충전소요시간 산출부; 및
    산출된 충전예상 소요시간을 충전대상 전기버스에 해당하는 운전자 단말로 송신하는 운전자 충전소요시간 알림부;
    를 더 포함하는 전기버스 충전관리 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서, 전기버스 충전관리 시스템은 :
    복수의 충전기에서 충전 중인 충전대상 전기버스 별 충전소요시간을 통신부를 통하여 충전현황 디스플레이로 송신하는 충전소요시간 표시부;
    를 더 포함하는 전기버스 충전관리 시스템.
  7. 네트워크를 통해 외부 정보 장치들을 연결하는 통신부와, 프로그램 명령어 세트들과 데이터가 저장되는 메모리와, 프로그램 명령어 세트들을 실행하는 프로세서를 포함하는 컴퓨터에서 실행 가능한 프로그램으로 구현되는 전기버스 충전관리 방법에 있어서, 상기 방법은 :
    수신한 운행노선 정보에 따라 결정된 필요 충전량으로부터 배터리 충전구간을 결정하여 저장하는 배터리 충전구간 결정단계와;
    수신한 충전대상 전기버스 식별정보로 조회하여 충전대상 전기버스의 배터리 충전구간에 해당하는 타겟 충전레벨을 충전기로 송신하는 충전레벨 송신 단계;를 포함하는 전기버스 충전관리 방법.
  8. 청구항 7에 있어서, 배터리 충전구간 결정 단계는 :
    필요 충전량에 마진 충전량을 더한 타겟 충전량으로부터 배터리 충전 특성 곡선에서 충전소요시간 대비 충전효율이 높은 배터리 충전구간을 결정하여 저장하는 전기버스 충전관리 방법.
  9. 청구항 7에 있어서, 충전기는 :
    충전대상 전기버스 배터리의 초기잔량 충전레벨부터 수신한 타겟 충전레벨까지 충전대상 전기버스의 배터리를 충전하는 전기버스 충전관리 방법.
  10. 청구항 8에 있어서, 마진 충전량은 :
    충전기로부터 수신한 충전대상 전기버스의 배터리 온도, 통신부를 통해 전기버스 운행정보 관리서버로부터 수신한 충전기 대기 차량 대수 정보 또는 운전자의 운전 스타일 정보, 통신부를 통해 날씨정보 제공서버로부터 수신한 날씨 정보, 통신부를 통해 교통정보 제공서버로부터 수신한 교통 정보 중 적어도 어느 하나를 반영하여 결정되는 전기버스 충전관리 방법.
  11. 청구항 7에 있어서,
    충전기로부터 수신되는 충전대상 전기버스의 배터리의 현재잔량 충전레벨로부터 타겟 충전레벨까지의 충전예상 소요시간을 산출하는 충전소요시간 산출 단계와;
    산출된 충전예상 소요시간을 충전대상 전기버스에 해당하는 운전자 단말로 송신하는 운전자 충전소요시간 알림 단계;
    를 더 포함하는 전기버스 충전관리 방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    복수의 충전기에서 충전 중인 충전대상 전기버스 별 충전소요시간을 통신부를 통하여 충전현황 디스플레이로 송신하는 충전소요시간 표시 단계;
    를 더 포함하는 전기버스 충전관리 방법.
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