KR20230020629A - 전기 비행체의 배터리를 방전하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

전기 비행체의 배터리를 방전하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

전기 비행체의 배터리를 방전하기 위한 방법이 개시된다. 이 방법은, 전원 공급 장치가 액세스 포인트 장치를 경유하여 방전 시간 및 방전 파워를 포함하는 정보를 상기 전기 비행체에 탑재된 충전기로부터 수신하는 단계; 상기 전원 공급 장치가 상기 충전기로부터 수신된 상기 방전 시간 및 방전 파워를 기반으로 상기 고전압 배터리가 방전 조건을 만족하는지 판단하는 단계; 상기 고전압 배터리가 방전 조건을 만족하는 경우, 상기 전기 비행체가 상기 액세스 포인트 장치가 지정한 지점으로 이동하는 단계; 및 상기 고전압 배터리로부터 상기 전원 공급 장치의 전기 에너지 장치로 전력이 공급되도록 상기 고전압 배터리를 방전하는 단계를 포함한다.

Description

전기 비행체의 배터리를 방전하기 위한 방법 및 장치{A method and apparatus for discharging battery of an electric air vehicle}
본 발명은 도심형 항공 모빌리티(Urban Air Mobility: UAM)용 전기 비행체에 내장된 배터리의 충/방전 기술에 관한 것이다.
도심형 항공 모빌리티(Urban Air Mobility: UAM)로 불리는 3차원 교통 시스템은 도시의 교통 문제를 근본적으로 해결할 수 있는 차세대 교통 수단으로 떠오르고 있다.
현재 개발 중인 UAM용 비행체(Air Vehicle)는, 개인 또는 복수의 탑승자들의 탑승이 가능하고, 도심지에서 수직 이착륙 및 비행 등이 가능하도록, 고전압 배터리에서 공급하는 전기 에너지를 기반으로 동력을 생성하는 전기 모터 및 이러한 전기 모터에 의해 구동되는 다수의 로터들(rotors)을 포함하도록 구성된다.
전기 차량에 탑재된 배터리와 같이, UAM용 비행체에 탑재된 배터리 역시 충전이 가능해야 하며, 이러한 충전은 UAM용 비행체의 이착륙 장소에서 탑승자가 타고 내리는 동안에 진행될 수 있다.
한편, 전기 차량 분야에서는 차량과 충전 스테이션 사이의 충전과 관련된 통신 인터페이스가 국제 표준 등을 통해 정립되어 있지만, 현재 개발 단계에 있는 UAM 기술에서는 UAM용 비행체와 충전 스테이션 사이의 충전과 관련된 통신 인터페이스에 대한 논의가 미흡한 실정이다. 추가로, UAM용 비행체와 충전 스테이션 사이의 방전과 관련된 통신 인터페이스에 대한 논의 역시 미흡한 실정이다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
[선행문헌 정보]
출원번호 10-2020-0001066
출원인 현대자동차주식회사/기아주식회사
발명의 명칭: 수직이착륙 에어 모빌리티
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 전기 비행체의 배터리를 방전하기 위한 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 전술한 목적 및 그 이외의 목적과 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
본 발명의 일면에 따른 전기 비행체의 배터리를 방전하기 위한 방법은, 전기 비행체에 탑재된 고전압 배터리를 빌딩 또는 특정 지역에 전력을 공급하기 위한 계통 전원으로 사용하기 위한 상기 고전압 배터리의 방전 방법으로서, 전원 공급 장치가 액세스 포인트 장치를 경유하여 방전 시간 및 방전 파워를 포함하는 정보를 상기 전기 비행체에 탑재된 충전기로부터 수신하는 단계; 상기 전원 공급 장치가 상기 충전기로부터 수신된 상기 방전 시간 및 방전 파워를 기반으로 상기 고전압 배터리가 방전 조건을 만족하는지 판단하는 단계; 상기 고전압 배터리가 방전 조건을 만족하는 경우, 상기 전기 비행체가 상기 액세스 포인트 장치가 지정한 지점으로 이동하는 단계; 및 상기 고전압 배터리로부터 상기 전원 공급 장치의 전기 에너지 장치로 전력이 공급되도록 상기 고전압 배터리를 방전하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 일면에 따른 전기 비행체의 배터리를 방전하기 위한 장치는, 고전압 배터리; 액세스 포인트 장치와 무선 통신을 수행하는 송수신기; 상기 고전압 배터리의 방전을 제어하고, 상기 송수신기 및 상기 액세스 포인트 장치를 경유하여, 상기 액세스 포인트 장치와 연동하는 전원 공급 장치와 상기 고전압 배터리의 방전과 관련된 정보를 교환하는 충전기를 포함한다.
본 발명에 따르면, 이동구간 제어, 무선 충전 및 무선 방전을 위해, 전원 공급 장치, AP 장치 및 전기 비행체에 내장된 충전기 사이에서 교환되는 정보들을 정의함으로써, 전기 비행체에 내장된 고전압 배터리의 충전은 물론 그 고전압 배터리를 계통 전원으로 활용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 도심 항공 모빌리티 시스템을 나타내는 구성도이다.
도 2는 도 2에 도시한 액세스 포인트 장치, 전원 공급 장치 및 전기 비행체의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 3a 내지 3d는 본 발명의 실시 예에 따른 전기 비행체(EAV, 100)의 이동 제한 속도를 결정하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 4 및 5는 본 발명의 실시 예에 따른 전기 비행체에 내장된 고전압 배터리의 충전 방법을 나타내는 순서도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 전기 비행체에 내장된 고전압 배터리의 방전을 위해 전원 공급 장치, AP 장치 및 충전기 사이에서 교환되는 정보의 흐름도이다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 이하의 도면에서 각 구성은 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면 상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"는 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 도심 항공 모빌리티 시스템을 나타내는 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 도심 항공 모빌리티(Urban Air Mobility: UAM) 시스템은 전기 비행체(Electric Air Vehicle: EAV)(100), 다수의 액세스 포인트 장치들(Access Points: APs)(210, 230, 250 및 270) 및 다수의 전원 공급 장치들(Supply Equipments: SE)(220, 240, 260 및 280)을 포함한다.
전기 비행체(100)는, 예를 들면, 전기 동력을 이용하여, 작은 화물을 나르는 드론, 조종사와 승객을 포함하는 다수의 탑승자들 또는 중/대형 화물을 나르는 중대형 크기의 비행체(Air Vehicle)일 수 있다.
전기 비행체(100)는, 예를 들면, 분산전기추진기술(DEP: Distributed Electric Propulsion)에 따라 구동하는 다수의 로터들에 의해 수직 이착륙 및 수평 크루징(cruising)이 가능한 것일 수 있다. 여기서, 분산전기추진기술은 하나의 고전압 배터리에서 제공하는 전기에너지를 이용하여 다수의 로터들을 독립적으로 구동시키는 기술이다.
본 발명은 분산전기추진기술에 특징이 있는 것이 아니므로, 분산전기추진기술 및 이러한 분산전기추진기술이 적용된 전기 비행체(100)의 구조에 대한 상세한 설명은 공지 기술, 예를 들면, 배경 기술에서 언급한 '10-2020-0001066'을 출원번호로 하고, '수직이착륙 에어 모빌리티'를 발명의 명칭으로 하는 특허 문헌에 기술된 설명으로 대신한다.
다수의 액세스 포인트 장치들(210, 230, 250 및 270)은 전기 비행체(100)의 이동 경로(비행 경로) 제어를 위해 전기 비행체(100)와 무선 통신을 수행한다. 다수의 액세스 포인트 장치들(210, 230, 250 및 270)과 전기 비행체(100) 사이의 무선 통신은, 예를 들면, LTE, 4G, 5G 통신 등일 수 있다.
다수의 전원 공급 장치들(220, 240, 260 및 280)은 전기 비행체(100)의 충전을 목적으로 전기 비행체(100)의 배터리(고전압 배터리)로 전기 에너지(전력)을 공급하고, 전기 비행체(100)와 충전과 관련된 정보를 교환한다.
또한, 다수의 전원 공급 장치들(220, 240, 260 및 280)은 전기 비행체(100)의 방전을 목적으로 전기 비행체(100)의 배터리(고전압 배터리)로부터 전기 에너지(전력)을 공급받고, 전기 비행체(100)와 방전과 관련된 정보를 교환한다.
하나의 액세스 포인트 장치는 대응하는 하나의 전원 공급 장치의 주변에 설치될 수 있다. 하나의 액세스 포인트 장치와 대응하는 하나의 전원 공급 장치의 설치 장소는 전기 비행체(100)의 수직 이착륙이 가능한 장소일 수 있으며, 예를 들면, 건물의 옥상일 수 있다.
전원 공급 장치가 전기 비행체(100)의 방전을 목적으로 전기 비행체(100)로부터 전기 에너지(전력)을 공급받는 경우, 공급받은 전기 에너지(전력)는 액세스 포인트 장치가 설치된 건물의 전원으로 사용된다.
필요에 따라, 전기 비행체(100)로부터 공급된 전기 에너지(전력)는, 액세스 포인트 장치가 설치된 건물을 포함하는 지역에서 정전과 같은 비상 상황이 발생한 경우, 상기 지역의 계통 전원(Grid power)으로 활용될 수 있다.
도 2는 도 2에 도시한 액세스 포인트 장치, 전원 공급 장치 및 전기 비행체의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 2를 참조하면, 액세스 포인트 장치(210)는 송수신기(212) 및 컨트롤러(214)를 포함한다.
송수신기(212)는 제1 무선 통신 방식(50)에 따라 전기 비행체(100)와 통신한다. 제1 무선 통신 방식은, 예를 들면, LTE, 4G, 5G 통신 등일 수 있다. 송수신기(212)는, 무선 통신을 위해, 예를 들면, 신호의 증폭, 변조, 복조, 필터 등의 기능을 갖는 하드웨어 부품들로 구현될 수 있다.
컨트롤러(214)는 송수신기(212)의 전반적인 동작을 제어하며, 적어도 하나의 CPU 및 메모리를 포함하며, 후술하는 전원 공급 장치(220)에 내장된 통신 컨트롤러(228)와 유무선 방식으로 연결된다.
컨트롤러(214)는 전기 비행체(100)의 이동 경로 제어 및 통신 컨트롤러(SECC, 228)로부터 전달된 충방전 제어를 위한 다양한 정보, 메시지 또는 데이터 등을 송수신기(212)를 통해 전기 비행체(100)로 송신한다.
또한, 컨트롤러(214)는 송수신기(212)를 통해 전기 비행체(110)로부터 수신되는 전기 비행체(100)의 이동 경로 제어 및 충/방전 제어를 위한 다양한 정보, 메시지 또는 데이터 등을 수신하고, 수신된 일부 정보들은 후술하는 전원 공급 장치(220)에 내장된 통신 컨트롤러(SECC, 228)로 전달한다.
전원 공급 장치(220)는 에너지 저장 장치(Energy Storage System: ESS)(222), 전력 변환 장치(224), 송수신 코일(226A, 226b)및 통신 컨트롤러(SECC)(228)를 포함한다.
ESS(222)는 화력이나 원자력, 그리고 태양광 및 풍력을 이용한 신재생 에너지 발전 등으로 생산된 전기 에너지(이하, '전력'이라 함)를 저장하고, 전기 비행체(100)로부터 수신된 전력을 저장하는 장치일 수 있다.
본 발명에서는 전기 비행체(100)에 내장된 고전압 배터리(140)가 계통 전원(grid power)으로 이용되는 경우, ESS(222)는 전기 비행체(100)로부터 수신된 전력을 저장할 수 있는 재충전식 에너지 저장 장치(Rechargeable ESS: RESS)일 수도 있다.
전력 변환 장치(224)는 정방향 전력 전송(Forward Power Transfer: FPT)을 위해 ESS(222)로부터 전달된 전력을 승압 또는 강압하고, 역방향 전력 전송(Reverse Power Transfer: RPT)을 위해 전기 비행체(100)로부터 전달된 전력을 승압 또는 강압하는 양방향 전력 변환기일 수 있다.
FPT는 전원 공급 장치(220)로부터 전기 비행체(100)로의 전력 전송을 의미하고, RPT는 전기 비행체(100)로부터 전원 공급 장치(220)로의 전력 전송을 의미한다. 여기서, RPT는 전기 비행체(100)로부터 액세스 포인트 장치(210)가 설치된 위치를 기준으로 정의된 지역에 속한 가정, 부하, 그리드(grid)로의 전력 전송을 의미하는 것으로 확대해석할 수 있다.
도 2에서 FPT가 충전 시 전력 흐름을 나타내는 굵은 실선의 단방향 화살표로 표시되고, RPT를 방전 시 전력 흐름을 나타내는 굵은 점선의 단방향 화살표로 표시된다.
송신 코일(226A)은 전력 변환 장치(224)에 의해 변환된 전력을 무선 전력 전송(Wireless Power Transfer) 방식에 따라 전기 비행체(100)에 내장된 수신 코일(134A)로 전달한다. 수신 코일(226B)은 상기 무선 전력 전송 방식에 따라 전기 비행체(100)에 내장된 송신 코일(134B)로부터 전력을 전달받을 수 있다.
무선 전력 전송 방식은, 예를 들면, 자기장을 통해 전기 에너지를 전송하는 유도성 전력 전송(MF-WPT), 전기장을 통해 전기 에너지를 전송하는 용량성 전력 전송(EF-WPT), 1 GHz 내지 300 GHz의 전자기파를 통해 전기 에너지를 전송하는 마이크로파 전력 전송(MW-WPT), 300 GHz 내지 400 THz의 전자기파를 통해 전기 에너지를 전송하는 적외선 전력 전송(IR-WPT) 등일 수 있다.
통신 컨트롤러(Supply Equipment Communication Controller: SECC)(228)는 AP 장치(210)에 내장된 컨트롤러(214)와 유/무선 방식으로 통신하는 동시에 후술하는 전기 비행체(100)의 통신 컨트롤러(Electric Air Vehicle Communication Controller: EAVCC)(132)와 제2 무선 통신 방식(60)에 따라 충/방전과 관련된 다양한 정보, 메시지, 데이터 등을 교환한다.
또한, 통신 컨트롤러(SECC, 228)는 충/방전과 관련된 일부 정보를 AP 장치(212)를 통해 통신 컨트롤러(Electric Air Vehicle Communication Controller: EAVCC)(132)와 교환할 수 있다. 여기서, 일부 정보는 충/방전 예약과 관련된 정보일 수 있다.
제2 무선 통신 방식은, 예를 들면, 근거리 무선 통신일 수 있고, 프로토콜, 메시지 및 물리 계층과 데이터 링크 계층을 사용하는 양방향 디지털 통신일 수 있다.
전원 공급 장치(220)의 통신 컨트롤러(SECC, 226)와 전기 비행체(100)의 통신 컨트롤러(EAVCC, 132)는 무선 통신을 위해, 예를 들면, IEEE Std 802.11에 지정된 2.4 GHz 및 5 GHz 대역의 무선랜(Wireless Local Area Network: WLAN)을 사용할 수 있다.
통신 컨트롤러(SECC, 226)는 전기 비행체(100)의 통신 컨트롤러(EAVCC, 132)와 교환하는 다양한 정보, 메시지 등을 기반으로 전력 변환 장치(224)를 동작을 제어할 수 있다.
예를 들면, 통신 컨트롤러(SECC, 226)는 전력 변환 장치(224)와 송신 코일(226A)을 연결하는 스위칭 수단(도 2에는 도시하지 않음)의 스위칭 동작을 제어할 수 있다.
또한, 통신 컨트롤러(SECC, 226)는 전력 변환 장치(224)와 수신 코일(226B)을 연결하는 스위칭 수단(도 2에는 도시하지 않음)의 스위칭 동작을 제어할 수 있다.
전기 비행체(100)는 송수신기(110), 구동 컨트롤러(120), 탑재형 충전기(On-Board Charger: OBC)(130) 및 고전압 배터리(140)를 포함한다.
송수신기(110)는 제1 무선 통신 방식(50)에 따라 액세스 포인트 장치(212)의 송수신기(212)와 통신한다.
구동 컨트롤러(120)는 송수신기(110)를 통해 AP장치(212)와 교환하는 다양한 이동 제어 정보를 기반으로 전기 비행체(100)의 이동(비행)을 제어한다. 예를 들면, 구동 컨트롤러(120)는 AP장치(212)로부터 수신된 이동 제한 속도 정보를 기반으로 전기 비행체(100)의 이동 속도(비행 속도)를 제어할 수 있다.
탑재형 충전기(OBC, 130)는 통신 컨트롤러(EAVCC, 132), 송수신 코일(134A, 134B) 및 전력 변환 장치(136)를 포함한다.
수신 코일(134A)은 무선 전력 전송 방식에 따라 전원 공급 장치(220)의 송신 코일(226A)로부터 전력을 수신한다.
송신 코일(134B)은 무선 전력 전송 방식에 따라 전력 변환 장치(136)를 통해 고전압 배터리(140)로부터 전송된 전력을 전원 공급 장치(220)의 수신 코일(226B)로 전달한다.
전력 변환 장치(136)는 수신 코일(134A)을 통해 전송된 교류(AC) 파형의 전력을 정류하고, 정류된 교류(AC) 파형의 전력을 직류(DC) 파형의 전력으로 변환하고, 변환된 직류(DC) 파형의 전력을 승압 및/또는 강압한다.
또한, 전력 변환 장치(136)는 고전압 배터리(140)로부터 전송된 직류(DC) 파형의 전력을 승압 및/또는 강압하여 송신 코일(134B)로 전달하고, 송신 코일(134B)은 전원 공급 장치(220)의 수신 코일(226B)로 전달한다.
전력 변환 장치(136)는 전술한 전원 공급 장치(220)의 전력 변환 장치(224)와 동일하게 양방향 전력 변환기로 불릴 수 있다.
고전압 배터리(140)는 충전시에 전력 변환 장치(136)로부터 전송된 전력에 따라 충전되고, 반대로, 방전시에 충전된 전력을 전력 변환 장치(136) 및 송신 코일(134B)를 통해 전원 공급 장치(220)로 전송하는 에너지 저장 장치일 수 있다.
통신 컨트롤러(EVACC, 132)는 통신 컨트롤러(SECC, 228)와 제2 무선 통신 방식(132)에 따라 충/방전과 관련된 다양한 정보, 메시지, 데이터 등을 교환하는 동시에 충/방전과 관련된 일부 정보는 송수신기(110) 및 AP 장치(210)를 통해 통신 컨트롤러(SECC, 228)와 교환한다. 여기서, 일부 정보는 충/방전 예약과 관련된 정보일 수 있다.
또한, 통신 컨트롤러(EVACC, 132)는 통신 컨트롤러(SECC, 228)와 교환하는 다양한 정보, 메시지 등을 기반으로 전력 변환 장치(136)를 동작을 제어할 수 있다.
예를 들면, 통신 컨트롤러(EVACC, 132)는 전력 변환 장치(136) 내의 스위칭 수단(도 2에는 도시하지 않음) 또는 전력 변환 장치(136)와 송수신 코일(226A, 226B)을 연결하는 스위칭 수단(도 2에는 도시하지 않음)의 스위칭 동작을 제어할 수 있다.
이하, 전기 비행체(100)의 이동 경로 제어를 위해, 제1 무선 통신 방식에 따라 액세스 포인트 장치(210)와 전기 비행체(100) 사이에서 교환되는 정보 및 전기 비행체(100)에 내장된 고전압 배터리(140)의 충/방전을 위해, 제2 무선 통신 방식에 따라 전원 공급 장치(220)의 통신 컨트롤러(SECC, 228)와 전기 비행체(100)의 통신 컨트롤러(EAVCC, 132) 사이에서 교환되는 정보에 대해 설명하기로 한다.
아래의 표 1은 전기 비행체(100)의 이동 경로 제어를 위해, 액세스 포인트 장치(210)로부터 전기 비행체(100)로 전송되는 정보를 정의한다.
정보 또는 메시지 송신
객체		 수신
객체		 내용 상태 플래그 전송 주기
액세스허가 AP EAV 통신 접속 허가 0/1 100ms
이동허가 AP EAV AP로 이동 가능 0/1 100ms
점유 정보 AP EAV 선행 EVA가 착륙지점을 점유하거나 AP1과 AP2 사이의 이동 구간을 점유 0/1 100ms
이동 제한 속도 AP EAV AP 구간별 이동속도제한 0: 100km/h1: 80km/h
2: 60km/h
3: 40km/h
4: 20km/h
5: 정지		 100ms
AP간이동거리 AP EAV AP1과 AP2 사이의 이동 거리 0~2555km, 10km, 20km, 30km 100ms
AP 고장 AP EAV AP에서 감지된 고장을 나타내는 상태 플래그 0/1 100ms
위의 표 1에 정의된 정보들은 AP 장치(210)의 컨트롤러(214)에서 생성될 수 있으며, 송수신기(212)를 통해 전기 비행체(100)로 전송될 수 있다.
'이동 허가'와 관련된 정보(이하, '이동 허가 정보'라 함)는 전기 비행체(EAV, 100)가 현재의 AP장치가 설치된 장소로부터 다음 AP 장치가 설치된 장소로 이동 가능함을 나타내는 정보이다.
이러한 이동 허가 정보는 현재의 AP장치 또는 다음 AP 장치로부터 전기 비행체(EAV, 100)로 전송될 수 있다. 현재의 AP장치가 이동 허가 정보를 전기 비행체(EAV, 100)로 전송하는 경우, 현재의 AP장치는 다음 AP 장치로부터 이동 허가 정보를 수신한 후, 그 수신한 이동 허가 정보를 전기 비행체(EAV, 100)로 전송할 수 있다.
점유 정보(OCCUPATION INFORMATION)는 다른 전기 비행체 또는 선행 전기 비행체가 착륙 지점을 점유한 상태 또는 다른 전기 비행체 또는 선행 전기 비행체가 인접한 AP 장치들 사이의 이동 구간을 점유한 상태를 나타내는 정보이다.
착륙 지점은 AP 장치로부터 일정 거리에 위치한 지점일 수 있다. AP 장치로부터 일정 거리에 위치한 지점은 전원 공급 장치(220)의 송신 코일(226A) 또는 수신코일(226B)이 설치된 지점일 수 있다. 송신 코일 또는 수신코일은 다른 전기 비행체 또는 선행 전기 비행체가 착륙하는 지면(ground floor)에 설치될 수 있다.
착륙 지점의 점유 상태는 다른 전기 비행체 또는 선행 전기 비행체가 충/방전을 위해 착륙 지점에 착륙한 상태를 의미하며, 이동 구간의 점유 상태는 다른 전기 비행체 또는 선행 전기 비행체가 이동 구간을 이동(비행) 중인 상태를 의미한다.
또한, 점유 정보는 다른 전기 비행체 또는 선행 전기 비행체가 해당 AP 장치와 통신 연결된 상태를 나타내는 정보일 수도 있다. 즉, 다른 전기 비행체 또는 선행 전기 비행체가 해당 AP 장치의 통신 범위(커버리지)에 진입한 상태에서 다른 전기 비행체와 해당 AP 장치 사이의 통신이 연결된 상태를 나타내는 정보일 수도 있다.
또한, 점유 정보는 다른 전기 비행체 또는 선행 전기 비행체의 위치 정보일 수 있다. 위치 정보는 다른 전기 비행체 또는 선행 전기 비행체가 해당 AP 장치와 통신 연결된 상태에서 해당 AP 장치가 설치된 위치 정보를 기반으로 결정될 수 있다. 위치 정보는 AP 장치(210) 내의 컨트롤러(214)가 사전에 설정된 AP 장치의 위치 정보를 기반으로 산출될 수 있다.
또한, 점유 정보는 전원 공급 장치(220)의 송신 코일(226A)과 전기 비행체(100)의 수신 코일(134A) 간의 정렬이 완료된 상태 또는 전원 공급 장치(220)의 수신 코일(226B)과 전기 비행체(100)의 송신 코일(134B) 간의 정렬이 완료된 상태를 나타내는 정보일 수 있다. AP 장치(210)의 컨트롤러(214)는 코일들 간의 정렬 상태를 기반으로 하는 점유 정보를 생성하기 위해, 전원 공금 장치(220)의 통신 컨트롤러(SECC, 228) 또는 전원 공금 장치(220) 내의 다른 통신 인터페이스 장치(도 2에서는 도시지 않음)을 통해 코일들 간의 정렬 상태를 나타내는 정보를 수신할 수 있다. 이때, AP 장치(210)의 컨트롤러(214)는 유무선 통신 방식에 따라 전원 공금 장치(220)의 통신 컨트롤러(SECC, 228)로부터 코일들 간의 정렬 상태를 나타내는 정보를 수신할 수 있다.
또한, 점유 정보는 다른 전기 비행체가 AP 장치(210)에 연결된 전원 공급 장치(220)를 사용 중인 지를 나타내는 상태 정보일 수 있다. 즉, 다른 전기 비행체가 충전을 위해 전원 공급 장치(220)를 점유하고 있는지(사용 중인지)를 나타내는 정보일 수 있다.
'이동 제한 속도'와 관련된 정보(이하, '이동 속도 제한 정보'라 함)는 AP 장치들 사이의 구간별로 전기 비행체(EAV, 100)의 이동 속도를 제한하기 위한 정보이다.
전기 비행체(EAV, 100)의 컨트롤러(120)는 AP 장치로부터 수신한 이동 제한 속도 정보에 따라 복수의 로터들의 구동을 제어하여 전기 비행체(100)의 이동을 제어하게 된다.
이러한 전기 비행체(EAV, 100)의 이동 제한 속도 정보는 선행 전기 비행체의 현재 위치에 따라 결정되며, 그 결정 방법은 도 3a 내지 3c를 참조하여 설명하기로 한다.
도 3a 내지 3d는 본 발명의 실시 예에 따른 전기 비행체(EAV, 100)의 이동 제한 속도를 결정하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
먼저, 도 3a를 참조하면, 전기 비행체(EAV, 100)의 이동 경로(10) 상에 선행 전기 비행체가 없는 경우, AP 장치들(AP1~AP6) 사이의 모든 구간들(A, B, C, D, E)의 이동 제한 속도는 동일한 최대 이동 제한 속도(예, 100km/h)로 결정된다.
전기 비행체(EAV, 100)는 AP 장치들(AP1~AP6)로부터 수신된 동일한 최대 이동 제한 속도(예, 100km/h)로 이동 경로(10)를 이동한다.
도 3b를 참조하면, 전기 비행체(EAV, 100)의 이동 경로(10) 상에 선행 전기 비행체(100A)가 있는 경우, 예를 들면, 선행 전기 비행체(100A)가 AP1과 AP2 사이의 이동 구간(A)을 이동하거나 AP2가 설치된 지점으로부터 근접한 착륙 지점에 착륙한 경우, 각 이동 구간별 전기 비행체(EAV, 100)의 이동 제한 속도는 전기 비행체(EAV, 100)가 선행 전기 비행체(100A)의 현재 위치에 가까워질수록 작아진다. 예를 들면, 이동 구간 B, C, D 및 E에서의 이동 제한 속도는 각각 0km/h, 20km/h, 40km/h 및 60km/h로 결정될 수 있다.
이처럼 전기 비행체(100)가 이동 구간 E에서 이동 구간 B로 이동할수록 점차 작아지는 이동 제한 속도에 의해 AP1과 AP2 사이의 이동 구간(A) 또는 AP2가 설치된 지점의 주변 착륙 지점에 위치한 선행 전기 비행체(100A)와의 충돌을 피할 수 있다.
한편, 선행 전기 비행체(100A)의 이동 구간(A)에 가장 인접한 이동 구간(B)에서 결정된 0km/h는, 선행 전기 비행체(100A)가 이동 구간(A)을 벗어나기 전까지는 AP3가 설치된 지점의 주변 착륙 지점에서 대기 상태를 유지해야 함을 의미한다.
각 이동 구간의 이동 제한 속도를 결정하기 위해, AP 장치들(AP1~AP6)은 점유 정보를 공유할 수 있다. 예를 들면, 선행 전기 비행체(100A)가 AP1과 AP2 사이의 이동 구간(A)에 위치한 경우, AP1 또는 AP2가 그 점유 정보를 AP3 내지 AP6로 각각 전송하고, AP3 내지 AP6는 AP1 또는 AP2로부터 수신된 점유 정보를 기반으로 이동 구간별 이동 제한 속도를 산출한 후, 산출된 이동 제한 속도를 전기 비행체(100)로 전송할 수 있다.
도 3c를 참조하면, 선행 전기 비행체(100A)가 도 3b와는 달리 이동 구간 A에 위치한 것이 아니라 이동 구간 B에 위치한 경우, 전기 비행체(100)의 이동 구간들 C, D, E에서의 이동 제한 속도는 각각 0km/h, 20km/h 및 40km/h 로 결정될 수 있다.
도 3d를 참조하면, 전기 비행체(100)의 이동 경로(10) 상에 선행 전기 비행체는 존재하지 않고, 이동 구간 B를 정의하는 AP2와 AP3 중에서 적어도 하나에서 통신 고장(FAULT) 또는 통신 오류(ERROR)가 발생한 경우, 이동 구간들 C, D, E에서의 이동 제한 속도는 각각 0km/h, 20km/h 및 40km/h 로 결정될 수 있다.
통신 고장(FAULT) 또는 통신 오류(ERROR)가 발생한 경우에서 각 이동 구간의 이동 제한 속도를 결정하기 위해, AP1 내지 AP6은 고장을 일으킨 AP 장치의 식별 정보를 공유할 수 있다. 예를 들면, 고장이 발생한 AP2 및/또는 AP3는 고장 정보와 함께 자신의 식별 정보를 AP1, AP4, AP5 및 AP6로 전송한다.
아래의 표 2는 전기 비행체(100)의 이동 경로 제어를 위해, 전기 비행체(100)의 송수신기(110)로부터 액세스 포인트 장치(210)의 송수신기(212)로 전송되는 정보를 정의한다.
정보 송신
객체		 수신
객체		 내용 상태 플래그 전송 주기
이동 허가 요청 EAV AP 다음 이동 구간으로 이동하기 위한 이동 허가를 요청 0/1 100ms
점유 정보 요청 EAV AP 착륙지점 또는 이동 구간의 점유 상태를 나타내는 정보를 요청 0/1 100ms
이동 제한 속도 요청 EAV AP 각 이동 구간별 동일하거나 서로 다른 이동 제한 속도 정보를 요청 0: 100km/h1: 80km/h
2: 60km/h
3: 40km/h
4: 20km/h
5: 정지		 100ms
이동 거리 요청 EAV AP 출발지로부터 목적까지의 이동 거리 0/1 100ms
위의 표 2에 정의된 정보들은 전기 비행체(100)의 컨트롤러(120)에서 생성될 수 있다.
'이동 허가 요청'과 관련된 정보는 현재의 이동 구간에서 다음 이동 구간으로의 이동 허가를 요청하는 메시지이다.
전기 비행체(EVA, 100)는 AP 장치로부터 이동 허가 요청 메시지에 응답하여 이동 허가(PERMISSION) 또는 이동 불허(NOT PERMISSION)를 나타내는 응답 메시지를 수신한다.
'점유 정보 요청'과 관련된 정보는 선행 전기 비행체 또는 다른 전기 비행체가 AP 장치와 연동하는 전원 공급 장치를 사용 중이거나 AP 장치들 사이의 이동 구간을 이동 중인지를 나타내는 정보를 요청하는 메시지이다.
'이동 제한 속도 요청'과 관련된 정보는 이동 구간별로 동일하거나 서로 다르게 결정된 이동 제한 속도값을 요청하는 메시지이다.
'이동 거리 요청'과 관련된 정보는 전기 비행체(100)의 출발지로부터 목적지까지의 이동 거리를 요청하는 메시지이다. 전기 비행체(100)는 이동 거리 요청 메시지의 응답 메시지로서, 각 AP 장치로부터 각 이동 구간의 거리값을 수신하고, 각 이동 구간의 거리값을 모두 합산하여 전체 이동 거리를 계산한다.
아래의 표 3과 4는 전기 비행체(100)에 내장된 고전압 배터리(140)의 충전을 위해, AP 장치(210) 또는 AP 장치(210)와 연동하는 전원 공급 장치(220)의 통신 컨트롤러(SECC, 228)와 전기 비행체(100)의 통신 컨트롤러(EAVCC, 132) 사이에 교환되는 정보들을 정의한다.
정보 송신
객체		 수신
객체		 상태 플래그 전송 주기
무선통신설정 SECC EAVCC 0/1 100ms
사용 허가/불허 SECC(AP를 경유) EAVCC 0/1 100ms
대기 시간 SECC(AP를 경유) EAVCC 0~255 100ms
충전 예약 완료 SECC(AP를 경유) EAVCC 0/1 100ms
충전 시작 SECC EAVCC 0/1 100ms
충전 중 SECC EAVCC 0/1 100ms
충전 완료 SECC EAVCC 0/1 100ms
고장 상태 알림 SECC EAVCC 0, 1, 2, 3 100ms
위의 표 3에 정의된 정보들은 전원 공급 장치의 통신 컨트롤러(SECC, 228)에서 생성된다.
'무선 통신 설정'과 관련된 정보는, 표준문서 ISO15118-1 및 ISO15118-2에서 규정하고 있는 전기차 통신 컨트롤러(EVCC: Electric Vehicle Communication Controller)와 전력 공급 장치 통신 컨트롤(SECC: Supply Equipment Communication Controller) 사이의 무선 통신 설정(wireless communication set-up)을 준용한다.
'사용 허가 및 불허'와 관련된 정보는 AP 장치(210)를 통해 전기 비행체(100)에 내장된 통신 컨트롤러(EAVCC, 132)로 전송되는 정보로서, 전원 공급 장치(220)의 사용 허가를 나타내는 메시지이다.
'대기 시간'과 관련된 정보는 AP 장치(210)를 경유하여 전기 비행체(100)에 내장된 통신 컨트롤러(EAVCC, 132)로 전송되는 정보로서, 전원 공급 장치(220)의 사용을 위한 충전 대기 시간을 포함하는 정보이다. 대기 시간 정보는, 예를 들면, 5분, 10분, 20분, 30분 등과 같이 분 단위의 시간값일 수 있다.
'예약 완료'과 관련된 정보는 AP 장치(210)를 통해 전기 비행체(100)에 내장된 통신 컨트롤러(EAVCC, 132)로 전송되는 정보로서, 충전 예약이 완료되었음을 통신 컨트롤러(EAVCC, 132)에게 알리는 메시지이다.
'충전 시작'과 관련된 정보는 전기 비행체(100)에 탑재된 고전압 배터리(140)의 충전 시작과 관련된 충전 진행 상태를 나타내는 정보를 포함한다.
'충전 중'과 관련된 정보는 전기 비행체(100)에 탑재된 고전압 배터리(140)의 충전 상태(State Of Charge: SOC)와 관련된 충전 진행 상태를 나타내는 정보를 포함한다.
'충전 완료'과 관련된 정보는 전기 비행체(100)에 탑재된 고전압 배터리(140)의 충전 완료와 관련된 충전 진행 상태를 나타내는 정보를 포함한다. 여기서, 충전 완료와 관련된 정보는 사용자(전기 비행체의 탑승자)의 요청에 따라 고전압 배터리(140)가 목표 충전량에 도달하기전에 충전을 강제로 종료시키는 경우, 강제 종료와 관련된 충전 진행 상태를 나타내는 정보를 포함할 수 있다.
'고장'과 관련된 정보는 전원 공급 장치(220)의 고장 상태를 나타내는 정보를 포함하는 메시지이고, AP 장치(210)가 전원 공급 장치(220)와 유무선으로 연결된 경우, AP 장치(210)의 고장 상태를 나타내는 정보를 더 포함할 수 있다.
정보 송신
객체		 수신
객체		 상태 플래그 전송 주기
무선통신설정 EVACC SECC 0/1 100ms
사용 허가 요청 EVACC SECC(AP를 경유) 0/1 100ms
대기 시간 요청 EVACC SECC(AP를 경유) 0~255 100ms
충전 예약 요청 EVACC SECC(AP를 경유) 0/1 100ms
충전 시작 요청 EVACC SECC 0/1 100ms
충전 종료 요청 EVACC SECC 0/1 100ms
고장 상태 알림 EVACC SECC 0, 1, 2, 3 100ms
위의 표 4에 정의된 정보들은 전기 비행체의 통신 컨트롤러(132)에서 생성된다.
'무선 통신 설정'과 관련된 정보는 표 3의 무선 통신 설정과 관련된 정보를 준용한다.
'사용 허가 요청'과 관련된 정보는 전원 공급 장치(220)의 사용 허가를 요청하는 메시지로서, AP 장치(210)를 경유하여 전원 공급 장치(220)의 통신 컨트롤러(SECC, 228)로 전송된다.
'대기 시간 요청'과 관련된 정보는 전원 공급 장치(220)의 사용을 위한 대기 시간을 요청하는 메시지로서, AP 장치(210)를 경유하여 전원 공급 장치(220)의 통신 컨트롤러(SECC, 228)로 전송된다.
'예약 요청'과 관련된 정보는 충전 예약을 요청하는 메시지(충전 예약 요청 메시지)로서, 충전 예약 시간, 목표 충전량 등과 같은 정보를 포함하며, AP 장치(210)를 경유하여 전원 공급 장치(220)의 통신 컨트롤러(SECC, 228)로 전송된다.
'충전 시작 요청'과 관련된 정보는 전원 공급 장치(220)와 전기 비행체(100) 사이의 충전 준비가 완료된 상태에서, 충전 시작을 요청하는 메시지이다.
'충전 종료 요청'과 관련된 정보는 고전압 배터리(140)가 목표 충전량에 도달하거나 도달하기전에 충전 종료를 요청하는 메시지이다
아래의 표 5와 6은 전기 비행체(100)에 내장된 고전압 배터리(140)의 방전, 즉, 고전압 배터리(140)을 계통 전원을 이용하기 위해, AP 장치(210) 또는 전원 공급 장치(220)의 통신 컨트롤러(SECC, 228)와 전기 비행체(100)의 통신 컨트롤러(EAVCC, 132) 사이에 교환되는 정보들을 정의한다.
정보 송신
객체		 수신
객체		 상태 플래그 전송 주기
무선통신설정 SECC EVACC 0/1 100ms
방전 요청 SECC (AP를 경유) EVACC 0/1 100ms
방전 시간 요청 SECC (AP를 경유) EVACC 0~255 100ms
방전 파워 요청 SECC (AP를 경유) EVACC 0~255 100ms
방전 시작 요청 SECC EVACC 0/1 100ms
방전 종료 요청 SECC EVACC 0/1 100ms
고장 상태 알림 SECC EVACC - 100ms
위의 표 5의 정의된 정보들은 전원 공급 장치 내의 통신 컨트롤러(SECC, 228)에서 생성되며, 빌딩 또는 상기 빌딩을 포함하는 특정 지역에 전기 비행체(100)에 내장된 고전압 배터리(140)를 이용하여 전력을 공급하기 위한 방전 시나리오에서 사용될 수 있는 정보들이다.
'무선 통신 설정'과 관련된 정보는 표 3의 무선 통신 설정과 관련된 정보를 준용한다.
'방전 요청'과 관련된 정보는 빌딩 또는 특정 지역에 전력을 공급하기 위해 ESS(222)의 충전이 필요한 상태임을 전기 비행체(100)에 알리기 위한 알림 메시지로서, AP 장치(210)를 경유하여 전기 비행체(100)에 내장된 통신 컨트롤러(EAVCC, 132)로 전송된다.
'방전 시간 요청'과 관련된 정보는 전원 공급 장치(220)가 필요로 하는 목표 방전량으로 고전압 배터리(140)를 방전시키는데 걸리는 시간을 요청하는 메시지로서, AP 장치(210)를 경유하여 전기 비행체(100)에 내장된 통신 컨트롤러(EAVCC, 132)로 전송된다.
'방전 파워 요청'과 관련된 정보는 전기 비행체(100)에서 제공할 수 있는 kVA 단위의 방전 파워(kVA)를 요청하는 메시지로서, AP 장치(210)를 경유하여 전기 비행체(100)에 내장된 통신 컨트롤러(EAVCC, 132)로 전송된다.
'방전 시작 요청'과 관련된 정보는 방전 시작(방전 시작 명령)을 요청하는 메시지이다.
'방전 종료 요청'과 관련된 정보는 방전 종료(방전 종료 명령)을 요청하는 메시지이다. 여기서, 방전 종료는 목표 방전량을 고려하지 않은 강제 종료를 포함한다.
'고장 상태 알림'과 관련된 정보는 통신 컨트롤러(SECC, 228)의 고장 상태를 알리는 메시지이다.
정보 송신
객체		 수신
객체		 상태 플래그 전송 주기
무선통신설정 EVACC SECC 0/1 100ms
방전 시간 EVACC SECC(AP를 경유) 0~255 100ms
방전 파워 EVACC SECC(AP를 경유) 0~255 100ms
방전 시작 EVACC SECC 0/1 100ms
방전 중 EVACC SECC 0/1 100ms
방전 완료 EVACC SECC 0/1 100ms
고장 상태 알림 EVACC SECC - 100ms
위의 표 6에서 정의된 정보들은 전기 비행체(100)에 내장된 통신 컨트롤러(EAVCC, 132)에서 생성된다.
'무선 통신 설정'과 관련된 정보는 표 3의 무선 통신 설정과 관련된 정보를 준용한다.
'방전 시간'과 관련된 정보는 고전압 배터리(140)의 현재 용량을 고려하여 전원 공급 장치(220)에서 필요로 하는 목표 방전량으로 고전압 배터리(140)를 방전시키는데 걸리는 시간 정보를 포함하는 정보로서, 전기 비행체(100)에 내장된 송수신기(110) 및 AP 장치(210)를 경유하여 전원 공급 장치(220)에 내장된 통신 컨트롤러(SECC, 228)로 전송된다.
'방전 파워'와 관련된 정보는 전기 비행체(100)에서 제공할 수 있는 kVA 단위의 방전 파워(kVA)를 포함하는 정보로서, 전기 비행체(100)에 내장된 송수신기(110) 및 AP 장치(210)를 경유하여 전원 공급 장치(220)에 내장된 통신 컨트롤러(SECC, 228)로 전송된다.
'방전 시작'과 관련된 정보는 방전 시작을 알리는 메시지이다.
'방전 중'과 관련된 정보는 방전 진행 상태를 나타내는 정보를 포함한다. 여기서, 방전 진행 상태는 SOC의 반대개념인 DOD(Depth of discharge, 방전량) 일 수 있다.
'방전 완료'와 관련된 정보는 고전압 배터리(140)의 방전량이 전원 공급 장치(220)에서 필요로 하는 목표 방전량에 도달한 경우, 방전 완료를 알리는 메시지이다. 여기서, 전원 공급 장치(220)의 관리자의 요청에 따라 고전압 배터리의 방전이 목표 방전량에 도달하기 전에 종료된 경우, 방전 종료를 알리는 메시지일 수도 있다.
'고장 상태 알림'와 관련된 정보는 통신 컨트롤러(EVACC, 132)의 고장 상태를 알리는 메시지이다.
도 4및 5는 본 발명의 실시 예에 따른 전기 비행체에 내장된 고전압 배터리를 충전하기 위한 충전 방법을 나타내는 순서도이다.
충전 방법에 대한 이해를 돕기 위해, 도 2를 함께 참조하여 설명하기로 한다. 또한, 아래의 각 단계의 수행주체는 충전기(OBC, 130) 또는 충전기(OBC, 130)에 내장된 통신 컨트롤러(132)로 가정한다.
먼저, 도 4를 참조하면, S401에서, 충전기(OBC, 130)가 송수신기(110)를 경유하여 액세스 포인트 장치(210)로부터 점유 정보를 수신한다(S401).
점유 정보는 전술한 바와 같이 다른 전기 비행체가 충전 또는 방전을 위해 AP 장치(210)와 연동하는 전원 공급 장치(220)를 점유(사용)하고 있는 지를 나타내는 상태 정보 또는 AP 장치들 사이의 이동 구간을 이동하고 있는 지를 나타내는 상태 정보이다. 다른 전기 비행체가 전원 공급 장치(220)를 점유(사용)하고 있는 지를 나타내는 정유 정보는 전원 공급 장치(200)의 통신 컨트롤러(228)에서 AP 장치로 제공하는 충/방전 진행중임을 나타내는 상태 정보를 기반으로 할 수 있다.
이어, S402에서, 충전기(OBC, 130)가 상기 수신된 점유 정보를 기반으로 다른 전기 비행체가 전원 공급 장치(220)를 사용 중인지를 판단한다. 사용중인 경우, S407에서, 다른 액세스 장치로부터 다른 액세스 장치와 연동하는 다른 전원 공급 장치가 사용 중인지를 나타내는 점유 정보를 수신한 후, S402의 과정이 다시 수행된다
이어, S403에서, 다른 전기 비행체가 전원 공급 장치(220)를 사용하지 않는 것으로 확인되면, 충전기(OBC, 130)가 송신기(110)와 액세스 장치(212)를 경유하여 전원 공급 장치(220) 로 전원 공급 장치(220)의 사용을 위해 대기해야 하는 대기 시간 정보를 요청한 후, 그에 대한 응답 메시지로서 대기 시간 정보를 전원 공급 장치(220)로부터 액세스 장치(212)와 송신기(110)를 경유하여 수신한다.
이어, S404에서, 충전기(OBC, 130)가 기설정된 시간(예, 30분)과 상기 대기 시간을 비교한다. 대기 시간이 길 경우, 전기 비행체(100)는 다른 전원 공급 장치에게 충전을 예약할 필요가 있다.
S405에서, 대기 시간이 기설정된 시간보다 작으면, 충전기(OBC, 130)가 송신기(110)와 액세스 장치(212)를 경유하여 전원 공급 장치(220)로 충전 예약 요청 메시지를 송신하고, 대기 시간이 기설정된 시간보다 크면, S407이 진행된다.
이어, S406에서 충전기(OBC, 130)가 송신기(110)와 액세스 장치(212)를 경유하여 전원 공급 장치(220)로부터 상기 충전 예약 요청 메시지에 대한 충전 예약 완료 메시지를 수신했는지를 확인한다. 충전 예약 완료 메시지가 수신되지 않은 경우, S407이 진행된다.
이어, S408에서, 전기 비행체(100)가 구동 컨트롤러(120)의 제어에 따라 액세스 장치(220)로 이동한 후, 액세스 장치(220)의 주변에 위치한 착륙 지점에 착륙한다. 여기서, 착륙 지점은 전원 공급 장치(220)의 수신 코일(226B)이 설치된 지면일 수 있다,
이어, S409에서, 무선 전력 전송 방식에 따라 전기 비행체(100)에 내장된 고전압 배터리(140)의 충전이 시작된다.
이어, S410에서, 고전압 배터리(140)가 목표 충전량에 도달하면, 고전압 배터리(140)의 충전이 종료된다. 이때, 충전은, 전기 비행체(100)의 사용자 요청에 따라, 고전압 배터리(140)가 목표 충전량에 도달하기전에 종료될 수도 있다.
이어, S411에서, 고전압 배터리(140)의 충전이 종료되면, 구동 컨트롤러(120)의 요청에 따라, 이동 경로 상에 배치된 다른 AP 장치들(230, 250, 270)로부터 수신된 이동 구간별 이동 제한 속도 정보를 수신한다.
이어, S412에서, 전기 비행체(100)는 다른 AP 장치들(230, 250, 270)로 수신된 이동 구간별 이동 제한 속도 정보에 따라 이동을 시작하는 것으로 충전 방법에 대한 일련의 과정이 완료된다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 전기 비행체에 내장된 고전압 배터리의 방전을 위해 전원 공급 장치, AP 장치 및 충전기 사이에서 교환되는 정보의 흐름도이다.
도 6을 참조하면, S601에서, 전원 공급 장치(220)가 AP 장치(210)를 경유하여 충전기(130)로 방전 요청 메시지를 송신한다. 여기서, 방전 요청 메시지는 AP 장치(210) 또는 전원 공급 장치(220)가 설치된 건물 또는 특정 지역에 전력 공급이 필요한 상황을 알리는 메시지이다.
이러한 방전 요청 메시지는 하나의 전기 비행체(100)에 탑재된 충전기(130)로만 송신되는 것이 아니라 다수의 전기 비행체들에 탑재된 충전기들로 동시 송출될 수 있다.
이어, S602에서, 고전압 배터리(140)에 저장된 전력량이 충분한 경우, 충전기(130)가 AP 장치(210)를 경유하여 전원 공급 장치(220)로 방전 수락 메시지를 송신한다.
이어, S603에서, 전원 공급 장치(220)가 AP 장치(210)를 경유하여 충전기(130)로 방전 시간 및 방전 파워를 요청하는 메시지를 송신한다. 이러한 메시지를 송신하는 이유는 전원 공급 장치(220)가 해당 전기 비행체(100)에 내장된 고전압 배터리(140)가 방전에 필요한 요구 조건(이하, '방전 조건'이라 함)을 만족하는지 확인하기 위함이다.
이어, S604에서, 충전기(130)가 방전 시간 및 방전 파워와 관련된 정보를 AP 장치(210)를 경유하여 전원 공급 장치(220)로 송신한다.
여기서, 방전 시간은 고전압 배터리(140)에 저장된 전략량이 전원 공급 장치(220)가 요구하는 방전 목표량에 도달하기까지 걸리는 시간이고, 방전 파워는 kVA의 단위를 갖는 파라미터이다.
이어, S605에서, 전원 공급 장치(220)가, 긴급한 상황에서 원활한 전력을 공급받기 위해, 충전기(130)로부터 수신된 방전 시간 및 방전 파워가 방전 조건을 만족하는 지를 판단한다.
고전압 배터리(140)의 방전 시간이 기설정된 시간 이상이거나, 전원 공급 장치(220)가 요구하는 방전 파워를 제공할 수 없다면, 그 고전압 배터리는 방전 조건을 만족하지 않는 것으로 판단한다.
고전압 배터리(140)가 방전 조건을 만족하지 않으면, S606에서, 전원 공급 장치(220)는 방전 수락 메시지를 송신한 다른 전기 비행체로 방전 시간 및 방전 파워를 요청하는 메시지를 송신한다.
고전압 배터리(140)가 방전 조건을 만족하면, 전기 비행체(100)가 AP 장치(210)가 지정한 착륙 지점으로 이동하여 착륙한다. 여기서, 착륙 지점은 전원 공급 장치(220)의 수신 코일(226B)이 설치된 지점일 수 있다.
이어, S607에서, 전기 비행체(100)가 착륙 지점에 도작하면, 전원 공급 장치(220)가 방전 시작 요청 메시지를 충전기(130)로 송신한다. 이때, 방전 시작 요청 메시지는 AP 장치(210)를 경유하지 않고, 전원 공급 장치(220)의 통신 컨트롤러(SECC, 228)와 충전기(130)의 통신 컨트롤러(EAVCC) 사이에 설정된 제2 무선 통신 방식(예, IEEE Std 802.11에 지정된 WLAN)에 따라, 충전기(130)로 직접 송신된다.
이어, S608에서, 충전기(130)의 제어에 따라, 고전압 배터리(140)로부터 전원 공급 장치(220)의 ESS(222)로 무선 전력 전송에 따른 방전이 진행된다.
이어, S609에서, 고전압 배터리(140)로부터 공급되는 방전량이 목표 방전량에 도달하면, 전원 공급 장치(220)가 충전기(130)로 방전 종료 요청 메시지를 송신한다. 충전기(130)는 방전 종료 요청 메시지에 따라 방전을 종료한다.
이어, S610에서, 고전압 배터리(140)의 방전이 종료되면, 구동 컨트롤러(120)의 요청에 따라, 이동 경로 상에 배치된 다른 AP 장치들(230, 250, 270)로부터 수신된 이동 구간별 이동 제한 속도 정보를 수신하고, 수신된 이동 구간별 이동 제한 속도 정보에 따라 이동을 시작하는 것으로 고전압 배터리의 방전과 관련된 일련의 과정이 완료된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 이동구간 제어, 무선 충전 및 무선 방전을 위해, 전원 공급 장치, AP 장치 및 전기 비행체에 내장된 충전기 사이에서 교환되는 정보들을 정의함으로써, 전기 비행체에 내장된 고전압 배터리의 충전은 물론 그 고전압 배터리를 계통 전원으로 활용할 수 있다.
본 명세서에 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명을 위한 예시적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (13)

  1. 전기 비행체에 탑재된 고전압 배터리를 빌딩 또는 특정 지역에 전력을 공급하기 위한 계통 전원으로 사용하기 위한 상기 고전압 배터리의 방전 방법에서,
    전원 공급 장치가 액세스 포인트 장치를 경유하여 방전 시간 및 방전 파워를 포함하는 정보를 상기 전기 비행체에 탑재된 충전기로부터 수신하는 단계;
    상기 전원 공급 장치가 상기 충전기로부터 수신된 상기 방전 시간 및 방전 파워를 기반으로 상기 고전압 배터리가 방전 조건을 만족하는지 판단하는 단계;
    상기 고전압 배터리가 방전 조건을 만족하는 경우, 상기 전기 비행체가 상기 액세스 포인트 장치가 지정한 지점으로 이동하는 단계; 및
    상기 고전압 배터리로부터 상기 전원 공급 장치의 전기 에너지 장치로 전력이 공급되도록 상기 고전압 배터리를 방전하는 단계
    를 포함하는 전기 비행체의 배터리를 방전하기 위한 방법.
  2. 제1항에서,
    상기 방전 시간은 상기 고전압 배터리에 저장된 전략량이 상기 전원 공급 장치가 요구하는 방전 목표량에 도달하기까지 걸리는 시간인 것인 전기 비행체의 배터리를 방전하기 위한 방법.
  3. 제1항에서,
    상기 방전 파워는 kVA의 단위를 갖는 파라미터인 것인 전기 비행체의 배터리를 방전하기 위한 방법.
  4. 제1항에서,
    상기 고전압 배터리가 방전 조건을 만족하지 않는 경우, 상기 전원 공급 장치가 다른 액세스 포인트 장치를 경유하여 상기 방전 시간 및 방전 파워를 포함하는 정보를 다른 전기 비행체에 요청하는 단계를 더 포함하는 것인 전기 비행체의 배터리를 방전하기 위한 방법.
  5. 제1항에서,
    상기 이동하는 단계는,
    상기 전기 비행체가 상기 액세스 포인트 장치로부터의 이동 요청 메시지에 응답하여 상기 액세스 포인트 장치가 지정한 지점으로 이동하는 단계인 것인 전기 비행체의 배터리를 방전하기 위한 방법.
  6. 제5항에서,
    상기 액세스 포인트 장치가 지정한 지점은 상기 충전기에 포함된 송신 코일과 무선 전력 전송 방식에 따라 전력을 수신하는 수신 코일이 설치된 지점인 것인 전기 비행체의 배터리를 방전하기 위한 방법.
  7. 제1항에서,
    상기 수신하는 단계 이전에,
    상기 전원 공급 장치가 상기 액세스 포인트 장치를 경유하여, 상기 충전기로 방전 요청 메시지를 송신하는 단계;
    상기 충전기가 상기 액세스 포인트 장치를 경유하여, 상기 방전 요청 메시지에 대한 방전 수락 메시지를 수신하는 단계; 및
    상기 전원 공급 장치가 상기 액세스 포인트 장치를 경유하여, 상기 방전 수락 메시지를 송신한 상기 충전기로 상기 방전 시간 및 방전 파워를 요청하는 메시지를 송신하는 단계
    를 더 포함하는 전기 비행체의 배터리를 방전하기 위한 방법.
  8. 고전압 배터리;
    액세스 포인트 장치와 무선 통신을 수행하는 송수신기;
    상기 고전압 배터리의 방전을 제어하고, 상기 송수신기 및 상기 액세스 포인트 장치를 경유하여, 상기 액세스 포인트 장치와 연동하는 전원 공급 장치와 상기 고전압 배터리의 방전과 관련된 정보를 교환하는 충전기
    를 포함하는 전기 비행체의 배터리를 방전하기 위한 장치.
  9. 제8항에서,
    상기 충전기는,
    상기 송수신기 및 상기 액세스 포인트 장치를 경유하여, 상기 전원 공급 장치로부터 방전 요청 메시지를 수신하고,
    상기 송수신기 및 상기 액세스 포인트 장치를 경유하여, 상기 방전 요청 메시지에 대한 방전 수락 메시지를 상기 전원 공급 장치로 송신하는 것인 전기 비행체의 배터리를 방전하기 위한 장치.
  10. 제8항에서,
    상기 충전기는,
    상기 송수신기 및 상기 액세스 포인트 장치를 경유하여, 상기 전원 공급 장치로부터 방전 시간 및 방전 파워를 요청하는 요청 메시지를 수신하고,
    상기 송수신기 및 상기 액세스 포인트 장치를 경유하여, 상기 방전 시간 및 방전 파워를 포함하는 정보를 상기 전원 공급 장치로 송신하는 것인 전기 비행체의 배터리를 방전하기 위한 장치.
  11. 제8항에서,
    상기 충전기는,
    상기 고전압 배터리로부터 공급되는 전력을 변환하는 전력 변환 장치;
    상기 변환된 전력을 상기 전원 공급 장치의 수신 코일에 무선 전력 전송 방식으로 전달하는 송신 코일; 및
    상기 송수신기 및 상기 액세스 포인트 장치를 경유하여 상기 전원 공급 장치로부터 수신된 상기 고전압 배터리의 방전과 관련된 정보를 기반으로 상기 고전압 배터리를 방전시키기 위해, 상기 전력 변환 장치를 제어하는 통신 컨트롤러
    를 포함하는 전기 비행체의 배터리를 방전하기 위한 장치.
  12. 제8항에서,
    상기 고전압 배터리는 상기 액세스 포인트 장치가 설치된 건물 또는 상기 액세스 포인트 장치가 설치된 지점을 포함하는 특정 지역에 전력을 공급하는 계통 전원으로 이용되는 것인 전기 비행체의 배터리를 방전하기 위한 장치.
  13. 제8항에서,
    상기 전기 비행체는, 도심형 항공 모빌리티(Urban Air Mobility: UAM)를 위한 비행체인 것인 전기 비행체의 배터리를 방전하기 위한 장치.
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