KR20230082472A - 전기이륜차의 모터 출력 제어 시스템 및 방법 - Google Patents

전기이륜차의 모터 출력 제어 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

전기이륜차의 모터 출력 제어 시스템은 자신의 위치, 가속도, 좌우 기울기, 배터리 잔량, 공기압 상태, 부품상태를 주기적으로 백엔드 서버로 전송하는 전기이륜차; 상기 전기이륜차에 구비되고 상기 전기이륜차로 전기 에너지량을 제공하는 배터리 팩 시스템; 및 상기 전기이륜차가 소정의 난폭운전 조건을 만족하면, 상기 전기이륜차로 모터 출력 제한 명령을 송신하는 백엔드 서버;를 포함하며, 상기 전기이륜차는 상기 모터 출력 제한 명령을 수신하면 상기 배터리 팩 시스템이 상기 전기이륜차의 모터로 제공하는 상기 전기 에너리량을 제한하도록 하는 전기에너지량 제한 명령을 송신한다.

Description

전기이륜차의 모터 출력 제어 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING OUTPUT OF MOTOR OF ELECTRIC TWO-WHEELED VEHICLE}
본 발명은 전기이륜차에 관한 것으로서, 특히 전기이륜차의 모터 출력 제어 시스템 및 방법에 관한 것이다.
근래에 환경오염 문제가 대두되면서 친환경 이동수단으로서 전기차(Electric Vehicl;EV)에 관심이 높아지고 있다. 최근에 좁은 골목이나 짧은 거리의 이동이 편리하고 레저활동에도 널리 이용되는 전기이륜차(Electric Two-wheeled Vehicle)에 대한 기술개발도 활발하게 진행되고 있다.
전기자동차(EV)와 마찬가지로 전기이륜차도 배터리의 전원을 이용하여 모터를 구동시켜서 동력을 얻도록 한다.
종래의 전기이륜차에서는 운전자가 가속을 위해 스로틀 혹은 엑셀레이터을 조작하면 스로틀 혹은 엑셀레이터에서 모터 컨트롤러에 가속 신호를 보내고 운전자가 필요로 하는 출력만큼 전기에너지를 배터리팩으로부터 전달 받아 모터에 인가하는 방식으로 운전자 자의에 의해 전기차량의 출력을 제어할 수 있다.
이러한 일반적인 전기차량의 출력 제어 장치는 운전자 만이 차량 출력을 제어할 수 있어, 운전자 자의에 의해 얼마든지 난폭한 운전이 가능하며, 외부에서 통제할 수 있는 적절한 수단이 없었다.
한편, 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19) 장기화로 배달 서비스 이용이 늘어난 가운데 오토바이 등 이륜차 교통사고도 증가한 것으로 나타났다.
도로교통공단 관계자는 "배달 이륜차 교통사고는 운전자가 시간에 쫓겨 차량정체 시 차량 사이로 운전하며, 신호 등 교통법규를 위반해 운전하면서 발생하는 경우가 있다"며 "배달 종사자의 안전운전을 위해서는 단속과 교육을 병행해야 한다"고 말했다.
따라서, 전기이륜차의 모터 출력을 운전자가 아닌 외부에서 적절하게 통제할 필요성이 증가하고 있다.
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 소정의 조건이 만족하면 전기이륜차의 모터 출력을 제한할 수 있는 전기이륜차의 모터 출력 제어 시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기이륜차의 모터 출력 제어 시스템은 자신의 위치, 가속도, 좌우 기울기, 배터리 잔량, 공기압 상태, 부품상태를 주기적으로 백엔드 서버로 전송하는 전기이륜차; 상기 전기이륜차에 구비되고 상기 전기이륜차로 전기 에너지량을 제공하는 배터리 팩 시스템; 및 상기 전기이륜차가 소정의 난폭운전 조건을 만족하면, 상기 전기이륜차로 모터 출력 제한 명령을 송신하는 백엔드 서버;를 포함하며, 상기 전기이륜차는 상기 모터 출력 제한 명령을 수신하면 상기 배터리 팩 시스템이 상기 전기이륜차의 모터로 제공하는 상기 전기 에너리량을 제한하도록 하는 전기에너지량 제한 명령을 송신한다.
상기 백엔드 서버는 상기 전기이륜차가 속도 제한 구역에 위치하는 지를 판단하고, 상기 전기이륜차가 속도 제한 구역에 위치하면 상기 전기이륜차로 상기 모터 출력 제한 명령을 전송할 수 있다.
상기 백엔드 서버는 상기 전기이륜차의 차량 기울기가 소정의 범위를 벗어나면, 상기 전기이륜차로 상기 모터 출력 제한 명령을 전송할 수 있다.
상기 백엔드 서버는 상기 전기이륜차가 미리 정해진 속도 이상으로 주행하면 상기 전기이륜차로 상기 모터 출력 제한 명령을 전송할 수 있다.
상기 백엔드 서버는 상기 모터 출력 제한 명령을 전송한 후 상기 전기이륜차가 상기 난폭운전 조건이 만족하지 않으면, 모터 출력 제한 해제 명령을 전송할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기이륜차의 모터 출력 제어 방법은 상기 전기이륜차가 자신의 위치, 가속도, 좌우 기울기, 배터리 잔량, 공기압 상태, 부품상태를 주기적으로 백엔드 서버로 전송하는 단계; 상기 백엔드 서버는 상기 전기이륜차가 소정의 난폭운전 조건을 만족하면, 상기 전기이륜차로 모터 출력 제한 명령을 송신하는 단계; 상기 전기이륜차는 상기 모터 출력 제한 명령을 수신하면 배터리 팩 시스템이 상기 전기이륜차의 모터로 제공하는 상기 전기 에너리량을 제한하도록 하는 전기에너지량 제한 명령을 송신하는 단계를 포함한다.
상기 전기이륜차로 모터 출력 제한 명령을 송신하는 단계는 상기 백엔드 서버가 상기 전기이륜차가 속도 제한 구역에 위치하는 지를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 전기이륜차로 모터 출력 제한 명령을 송신하는 단계는 상기 전기이륜차의 차량 기울기가 소정의 범위를 벗어나는 지를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 전기이륜차로 모터 출력 제한 명령을 송신하는 단계는 상기 전기이륜차가 미리 정해진 속도 이상으로 주행하는 지를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 백엔드 서버는 상기 모터 출력 제한 명령을 전송한 후 상기 전기이륜차가 상기 난폭운전 조건이 만족하지 않으면, 모터 출력 제한 해제 명령을 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 전기이륜차의 모터 출력 제어 시스템 및 방법에 따르면, 전기이륜차가 난폭운전을 하고 있음을 감지하고, 전기이륜차가 난폭운전을 하지 못하도록 모터 출력을 강제적으로 제한함으로써 안전사고를 미연에 방지할 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기이륜차를 포함하는 네트워크 시스템의 전체구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기이륜차의 구성을 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기이륜차의 IoT 엣지 제어장치와 배터리 팩 시스템의 상세 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기이륜차와 백엔드 서버 간의 메시지 흐름을 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 예들을 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 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, 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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기이륜차를 포함하는 네트워크 시스템의 전체구성도이다. 도 1을 참조하면 본 발명에 따른 전기이륜차(200)는 이통 통신을 통해 백엔드 서버(100)와 통신을 수행할 수 있다.
전기이륜차(200)는 양방향 통신이 가능한 LTE 통신 모듈이 탑재되어 있어 속도, 가속도 등의 차량 운행 정보 외에도 차량 부품의 상태 정보와 배터리 방전 정보를 실시간으로 벡엔드 서버(100)로 전송할 수 있다.
전기이륜차(200)는 내장된 배터리팩(300)의 전원을 이용하여 모터를 구동시켜 운행하는 이동장치로서 내부에 각종 전자장치 및 부품이 장착되어 있다. 또한, 일부 전자장치 및 부품에는 본 발명에 따른 전기이륜차(200)의 위한 각종 프로그램 및 소프트웨어가 탑재되어 있다.
배터리정보에는 기본적인 배터리의 잔량 정보 이외에도 현재 사용중인 배터리를 통해 주행한 총 거리 정보가 포함될 수 있다. 현재 장착하여 사용중인 배터리를 통해 주행한 총 거리 정보를 토대로 백엔드 서버(100)에서 이를 분석하고 전기이륜차(200) 사용자의 운전습관을 반영하여 앞으로 배터리의 사용 시간이나 주행 가능 거리를 계산하는데 참조자료로 사용할 수 있다. 예컨대, 완충된 배터리를 장착하여 40km를 주행할 수 있다고 가정할 경우 현재 장착된 배터리의 잔량이 50%라면, 지금까지의 주행거리는 20km이어야 하고 앞으로도 20km를 더 주행할 수 있다. 그러나, 배터리의 잔량이 50%임에도 불구하고 실제 주행거리가 10km일 경우 사용자의 운전습관상 배터리의 소모가 많은 것으로 추정하고, 앞으로의 주행 가능 거리가 10km 밖에 남지 않은 것으로 판단할 수 있다.
전기이륜차(200)는 배터리팩의 잔량 정보에 따라 배터리 교체가 필요하면 배터리 교환기(도시 생략)에서 배터리팩 시스템(300)을 교환할 수 있다. 따라서, 전기 이륜차(100)는 배터리정보 등을 백엔드 서버(100)로 전송할 수 있다.
배터리팩 시스템(300)에는 배터리의 충방전을 제어하는 BMS(Battery Management System) 회로가 탑재되어 있다. BMS(Battery Management System) 회로는 배터리팩이 충방전되는 동안 배터리팩 내부의 개별 배터리 셀(cell)에서 발생되는 전압, 전류 등의 정보를 측정하고 안전 관리 기준을 넘어서는 전압, 전류가 측정되면 이를 제어할 수 있다.
전기이륜차(200)는 통신망을 통해 백엔드 서버(100)에 접속하여 전기이륜차(200)의 상태정보를 실시간으로 통지할 수 있다. 예컨대, 전기이륜차(200)는 전기이륜차(200)의 위치, 가속도, 좌우 기울기, 배터리 잔량, 공기압 상태, 부품상태 등과 같이 전기이륜차(200)의 전반적인 상태정보를 백엔드 서버(100)로 전송할 수 있다.
전기이륜차(200)는 전기이륜차(200)의 위치, 가속도, 좌우 기울기, 배터리 잔량, 공기압 상태, 부품상태를 포함하는 전반적인 상태정보와 운행 정보를 수집하여 백엔드 서버(100)로 전송할 수 있다.
백엔드 서버(100)는 상기 전기이륜차(200)의 상태 정보와 운행 정보를 통신망을 통해 수신하면, 상기 전기이륜차(200)의 위치, 속도, 가속도, 차량 기울기 등을 통해 차량이 적정한 운행을 하고 있는 지를 판단할 수 있다.
예컨대, 백엔드 서버(100)는 상기 전기이륜차(200)가 지오-펜스 구역에 위치하는 지를 판단할 수 있다. 백엔드 서버(100)는 상기 전기이륜차(200)의 운행 정보 및 위치 정보를 통신망(20)을 통해 수신하면, 상기 전기이륜차(200)의 현재 위치가 지오-펜스 구역에 위치하는 지를 판단한다. 지오-펜스(Geo-Fence) 구역은 본 발명에 따라, 전기이륜차(200)의 속도를 제어하도록 위치적으로 설정된 구역 또는 영역을 의미한다. 지오-펜스 구역은 예컨대, 어린이 보호 구역과 같이 모빌리티(mobility)의 속도가 매우 낮은 법정 속도 예컨대, 시속 40km로 제한되는 구역을 포함할 수 있다. 따라서, 지오-펜스 구역은 속도 제한 구역으로 명명될 수도 있다. 백엔드 서버(100)는 상기 전기이륜차(200)의 현재 위치가 지오-펜스 구역에 위치하면, 모터 출력 제한 명령을 전기이륜차(200)에 전송할 수 있다.
또는, 백엔드 서버(100)는 상기 전기이륜차(200)가 미리 정해진 속도 이상으로 주행하는 지를 판단한다. 일반적으로 배달용 전기이륜차는 주택가에 음식을 배달하는 경우가 가장 일반적이다. 그런데, 주택가의 도로는 제한 속도가 시간당 50 Km이므로, 전기이륜차의 속도가 예컨대, 50 Km/H 이면 백엔드 서버(100)는 상기 전기이륜차(200)로 모터 출력 제한 명령을 송신할 수 있다.
그 외에도, 전기이륜차(200)의 차량 기울기가 소정의 범위를 벗어나면, 백엔드 서버(100)는 상기 전기이륜차(200)로 모터 출력 제한 명령을 송신할 수 있다.
이와 같이, 백엔드 서버(100)는 전기이륜차(200)가 난폭운전을 하고 있다는 것을 나타내는 소정의 난폭운전 조건이 만족되면, 백엔드 서버(100)는 상기 전기이륜차(200)로 모터 출력 제한 명령을 송신할 수 있다.
전기이륜차(200)는 백엔드 서버(100)로부터 모터 출력 제한 명령을 수신하면, 모터의 출력을 기설정된 출력값으로 강제적으로 제한한다. 그에 따라, 전기이륜차(200)의 모터 출력이 소정 크기의 출력으로 제한될 수 있다.
한편, 백엔드 서버(100)는 전기이륜차(200)가 난폭 운전 조건을 만족하지 않으면 상기 전기이륜차(200)로 모터 출력 제한 해제 명령을 전송할 수 있다. 이 경우, 상기 전기이륜차(200)는 모터 출력 제한 해제 명령을 수신하면, 모터의 출력을 이전 출력값으로 증가시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기이륜차의 구성을 도시한 블록도이다. 도 2을 참조하면 본 발명에 따른 전기이륜차(200)은 내부에 배터리팩(300)이 탑재된다. 전기이륜차(200)는 배터리팩으로부터 동력을 공급받는다.
또한, 전기이륜차(200)는 모터 컨트롤러(210), 엑셀레이터 또는 스로틀(220), 모터(230), 배터리팩 시스템(300) 및 IoT 엣지 제어장치(400)를 포함한다.
모터 컨트롤러(210)는 엑셀레이터 또는 스로틀(220)의 조작에 따라 모터(도시 생략)를 구동할 수 있다. 사용자는 엑셀레이터 또는 스로틀(220)를 회전시키거나 조작함으로써 전기이륜차(200)의 속도를 조절할 수 있다.
전기이륜차(200)에서 스로틀은 손으로 회전조작하여 모터의 출력을 높이거나 낮추어서 속도를 조절할 때 사용한다.
모터 컨트롤러(210)는 사용자에 의해 엑셀레이터 또는 스로틀(220)의 조작을 감지하면 모터(230)를 구동시킨다. 모터(230)는 배터리팩 시스템(300)으로부터 전기 신호를 받아 토크를 생성하고 구동 부재를 통해 전기이륜차(200)의 바퀴에 동력을 전달하여 전기이륜차(200)를 구동시킨다.
IoT 엣지 제어장치(400)는 전기이륜차(200)의 위치, 가속도, 좌우 기울기, 배터리 잔량, 공기압 상태, 부품상태를 포함하는 전반적인 상태정보와 운행 정보를 수집하여 백엔드 서버(100)로 전송할 수 있다.
백엔드 서버(100)는 상기 전기이륜차(200)의 상태 정보와 운행 정보를 통신망을 통해 수신하면, 상기 전기이륜차(200)의 위치, 속도, 가속도, 차량 기울기 등을 통해 차량이 적정한 운행을 하고 있는 지를 판단할 수 있다.
예컨대, 백엔드 서버(100)는 상기 전기이륜차(200)가 지오-펜스 구역에 위치하는 지를 판단할 수 있다. 전술한 바와 같이, 지오-펜스(Geo-Fence) 구역은 본 발명에 따라, 전기이륜차(200)의 속도를 제어하도록 위치적으로 설정된 구역 또는 영역을 의미한다. 백엔드 서버(100)는 상기 전기이륜차(200)의 현재 위치가 지오-펜스 구역에 위치하면, 모터 출력 제한 명령을 전기이륜차(200)에 전송할 수 있다.
또는, 백엔드 서버(100)는 상기 전기이륜차(200)가 미리 정해진 속도 이상으로 주행하는 지를 판단한다. 일반적으로 배달용 전기이륜차는 주택가에 음식을 배달하는 경우가 가장 일반적이다. 그런데, 주택가의 도로는 제한 속도가 시간당 50 Km이므로, 전기이륜차의 속도가 예컨대, 50 Km/H 이면 백엔드 서버(100)는 상기 전기이륜차(200)로 모터 출력 제한 명령을 송신할 수 있다.
그 외에도, 전기이륜차(200)의 차량 기울기가 소정의 범위를 벗어나면, 백엔드 서버(100)는 상기 전기이륜차(200)로 모터 출력 제한 명령을 송신할 수 있다.
그 외에도, 백엔드 서버(100)는 전기이륜차(200)가 난폭운전을 하고 있다는 것을 나타내는 소정의 난폭운전 조건이 만족되면, 백엔드 서버(100)는 상기 전기이륜차(200)로 모터 출력 제한 명령을 송신할 수 있다.
IoT 엣지 제어장치(400)는 백엔드 서버(100)로부터 모터 출력 제한 명령을 수신하면, 배터리 팩 시스템(300)으로 배터리의 출력을 기설정된 출력값으로 강제적으로 제한하기 위한 전기 에너지량 제한 명령을 출력한다. 그에 따라, 배터리 팩 시스템(300)는 모터 컨트롤러(210)로 소정의 전기 에너지량을 제공한다.
그에 따라, 모터 컨트롤러(210)는 모터(230)를 소정의 전기 에너지량으로 구동하므로 모터(230)의 출력을 제한할 수 있다.
한편, 백엔드 서버(100)는 전기이륜차(200)가 난폭 운전 조건을 만족하지 않으면 상기 전기이륜차(200)로 모터 출력 제한 해제 명령을 전송할 수 있다. 이 경우, 상기 IoT 엣지 제어장치(400)는 모터 출력 제한 해제 명령을 수신하면, 배터리 팩 시스템(300)으로 배터리의 출력 제한을 해제하기 위한 전기 에너지량 제한 해제 명령을 출력할 수 있다. 그에 따라, 배터리 팩 시스템(300)는 모터 컨트롤러(210)로 제공되는 전기 에너지량에 대한 제한을 해제하여 모터 컨트롤러(210)에서 요청한 만큼의 전기 에너지량을 제공할 수 있다. 그에 따라, 모터 컨트롤러(210)는 모터(230)를 엑셀레이터 또는 스로틀(220)의 조작에 따라 모터(230)를 구동할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기이륜차의 IoT 엣지 제어장치와 배터리 팩 시스템의 상세 블록도이다.
도 3을 참조하면, 전기이륜차(200)의 IoT 엣지 제어장치(400)는 LTE 통신부(410), 6-축 센서(420), GPS(430), 메모리(440), 프로세서(450) 및 통신부(460)을 포함한다.
IoT 엣지 제어 장치(400)의 프로세서(450)는 GPS(450)를 통해 전기이륜차(200)의 위치 정보를 주기적으로 획득하고, LTE 통신부(410)를 통해 백엔드 서버(100)로 전송한다.
백엔드 서버(100)는 상기 전기이륜차(200)의 운행 정보 및 위치 정보를 통신망을 통해 수신하면, 상기 전기이륜차(200)의 현재 위치가 지오-펜스 구역에 위치하는 지를 판단한다. 백엔드 서버(100)는 상기 전기이륜차(200)의 현재 위치가 지오-펜스 구역에 위치하면, 배터리 출력 제한 명령을 전기이륜차(200)로 전송할 수 있다.
또한, IoT 엣지 제어 장치(400)의 프로세서(450)는 6-축 센서(420)를 통해 전기이륜차(200)의 가속도 또는 좌우 기울기를 획득할 수 있다. 또한, IoT 엣지 제어 장치(400)의 프로세서(450)는 배터리 팩 시스템(300)과 통신부(460)를 통해 배터리 잔량 정보를 획득할 수 있다.
6-축 센서(420)는 전기이륜차(200)의 위치 및 자세 변화를 측정한다. 이와 같은 6-축 센서(420)는, 예를 들어 전기이륜차(200)에 포함되는 가속도 센서 또는 자이로스코프 등의 센서를 포함하며, 전기이륜차(200)의 3차원 위치 이동 및 3차원 회전을 감지하도록 구성된다. 즉, 전기이륜차(200)가 3차원 공간 내에서 위치를 이동하거나 또는 자세를 변경할 경우 이와 같은 이동 또는 자세 변경은 6축 센서(420)에 의하여 감지되게 된다.
또한, IoT 엣지 제어 장치(400)의 프로세서(450)는 도시하지 않았지만, 다른 측정 센서(미도시)를 통해 전기이륜차(200)의 타이어의 공기압 상태 또는 부품 상태를 획득할 수 있다.
IoT 엣지 제어 장치(400)의 프로세서(450)는 전기이륜차(200)의 가속도, 좌우 기울기, 공기압 상태, 부품 상태, 배터리 잔량 정보를 주기적으로 획득하면, LTE 통신부(410)를 통해 백엔드 서버(100)로 전송한다.
메모리(440)에는 전기이륜차(200)의 가속도, 좌우 기울기, 공기압 상태, 부품 상태, 배터리 잔량 정보를 포함하는 전기이륜차(200)의 상태 정보를 저장할 수 있다.
IoT 엣지 제어 장치(400)의 LTE 통신부(410)는 소정의 주기로 메모리(440)에 저장된 전기이륜차(200)의 상태 정보를 백엔드 서버(100)로 전송할 수 있다.
한편, 백엔드 서버(100)는 백엔드 서버(100)는 상기 전기이륜차(200)의 상태 정보와 운행 정보를 통신망을 통해 수신하면, 상기 전기이륜차(200)의 위치, 속도, 가속도, 차량 기울기 등을 통해 차량이 적정한 운행을 하고 있는 지를 판단할 수 있다.
예컨대, 백엔드 서버(100)는 상기 전기이륜차(200)가 지오-펜스 구역에 위치하는 지를 판단할 수 있다. 백엔드 서버(100)는 상기 전기이륜차(200)의 운행 정보 및 위치 정보를 통신망(20)을 통해 수신하면, 상기 전기이륜차(200)의 현재 위치가 지오-펜스 구역에 위치하는 지를 판단한다. 백엔드 서버(100)는 상기 전기이륜차(200)의 현재 위치가 지오-펜스 구역에 위치하면, 모터 출력 제한 명령을 전기이륜차(200)에 전송할 수 있다.
또는, 백엔드 서버(100)는 상기 전기이륜차(200)가 미리 정해진 속도 이상으로 주행하는 지를 판단한다. 또한, 전기이륜차(200)의 차량 기울기가 소정의 범위를 벗어나면, 백엔드 서버(100)는 상기 전기이륜차(200)로 모터 출력 제한 명령을 송신할 수 있다.
이와 같이, 백엔드 서버(100)는 전기이륜차(200)가 난폭운전을 하고 있다는 것을 나타내는 소정의 난폭운전 조건이 만족되면, 백엔드 서버(100)는 상기 전기이륜차(200)로 모터 출력 제한 명령을 송신할 수 있다.
IoT 엣지 제어장치(400)는 백엔드 서버(100)로부터 모터 출력 제한 명령을 수신하면, 배터리 팩 시스템(300)으로 배터리의 출력을 기설정된 출력값으로 강제적으로 제한하기 위한 전기 에너지량 제한 명령을 출력한다. 그에 따라, 배터리 팩 시스템(300)는 모터 컨트롤러(210)로 소정의 전기 에너지량을 제공한다.
배터리 팩 시스템(300)는 배터리 셀(310), BMS(Battery Management System)(320), 메모리(330) 및 통신부(340)를 포함한다.
배터리 팩 시스템(300)의 통신부(340)는 IoT 엣지 제어장치(400)의 통신부(460)과 근거리 통신을 통해 통신할 수 있다. 통신부(340)는 IoT 엣지 제어장치(400)의 통신부(460)로부터 전기 에너지량 제한 명령을 수신하면 BMS(320)로 전달한다.
BMS(Battery Management System)(320)는 전기 에너지량 제한 명령을 수신하면 배터리 셀(310)의 전기 에너지를 소정의 기준에 따라 제한하여 출력한다. 또한, BMS(320)는 배터리 셀(310)의 배터리 잔량을 메모리(330)에 주기적으로 저장한다.
한편, 백엔드 서버(100)는 전기이륜차(200)가 난폭 운전 조건을 만족하지 않으면 상기 전기이륜차(200)로 모터 출력 제한 해제 명령을 전송할 수 있다. 이 경우, 상기 IoT 엣지 제어장치(400)는 모터 출력 제한 해제 명령을 수신하면, 배터리 팩 시스템(300)으로 배터리의 출력 제한을 해제하기 위한 전기 에너지량 제한 해제 명령을 출력할 수 있다.
이 경우, 배터리 팩 시스템(300)의 BMS(320)는 배터리 팩(310)의 전기 에너지량에 대한 출력 제한을 해제하여 모터 컨트롤러(210)에서 요청한 만큼의 전기 에너지량을 제공할 수 있다. 그에 따라, 모터 컨트롤러(210)는 모터(230)를 엑셀레이터 또는 스로틀(220)의 조작에 따라 모터(230)를 구동할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 전기이륜차와 백엔드 서버 간의 메시지 흐름을 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 먼저, IoT 엣지 제어장치(400)는 단계 510에서 전기이륜차(200)의 위치, 가속도, 좌우 기울기, 배터리 잔량, 공기압 상태, 부품상태 등과 같이 전기이륜차(200)의 전반적인 상태정보 및 운행 정보를 백엔드 서버(100)로 전송할 수 있다.
백엔드 서버(100)는 상기 전기이륜차(200)의 상태 정보와 운행 정보를 통신망을 통해 수신하면, 단계 530에서 상기 전기이륜차(200)의 위치, 속도, 가속도, 차량 기울기 등을 통해 차량이 적정한 운행을 하고 있는 지를 판단할 수 있다.
예컨대, 백엔드 서버(100)는 상기 전기이륜차(200)가 지오-펜스 구역에 위치하는 지를 판단할 수 있다. 또는, 백엔드 서버(100)는 상기 전기이륜차(200)가 미리 정해진 속도 이상으로 주행하는 지를 판단할 수 있다. 이와 같이, 백엔드 서버(100)는 전기이륜차(200)가 난폭운전을 하고 있다는 것을 나타내는 소정의 난폭운전 조건이 만족되는 지를 판단할 수 있다.
백엔드 서버(100)는 상기 전기이륜차(200)의 위치, 속도, 가속도, 차량 기울기 등을 통해 차량이 적정한 운행을 하지 않는다고 판단하면 단계 540에서 IoT 엣지 제어장치(400)로 배터리 출력 제한 명령을 송신할 수 있다.
즉, 백엔드 서버(100)는 전기이륜차(200)가 난폭운전을 하고 있다는 것을 나타내는 소정의 난폭운전 조건이 만족되면, 백엔드 서버(100)는 상기 IoT 엣지 제어장치(400)로 모터 출력 제한 명령을 송신할 수 있다.
IoT 엣지 제어장치(400)는 백엔드 서버(100)로부터 모터 출력 제한 명령을 수신하면, 모터 출력 제한 명령을 수신하면, 단계 550에서 배터리 팩 시스템(300)으로 배터리의 출력을 기설정된 출력값으로 강제적으로 제한하기 위한 전기 에너지량 제한 명령을 출력한다. 그에 따라, 배터리 팩 시스템(300)는 단계 500에서 전기 에너지량 제한 프로세스를 수행한다.
전기 에너지량 제한 프로세스는 예컨대, 배터리 팩 시스템(300)이 모터 컨트롤러(210)로 제한된 전기 에너지량을 제공하는 것을 포함할 수 있다.
즉, 전기 에너지량 제한 프로세스는 배터리 팩 시스템(300)이 전기이륜차(200)의 구성요소들에 대한 출력을 제한하는 것을 포함할 수 있다.
한편, 백엔드 서버(100)는 전기이륜차(200)가 난폭 운전 조건을 만족하지 않으면 상기 전기이륜차(200)로 모터 출력 제한 해제 명령을 전송할 수 있다. 이 경우, 상기 IoT 엣지 제어장치(400)는 모터 출력 제한 해제 명령을 수신하면, 배터리 팩 시스템(300)으로 배터리의 출력 제한을 해제하기 위한 전기 에너지량 제한 해제 명령을 출력할 수 있다.
상기 IoT 엣지 제어장치(400)는 모터 출력 제한 해제 명령을 수신하면, 배터리 팩 시스템(300)으로 배터리의 출력 제한을 해제하기 위한 전기 에너지량 제한 해제 명령을 출력할 수 있다.
이 경우, 배터리 팩 시스템(300)의 BMS(320)는 배터리 팩(310)의 전기 에너지량에 대한 출력 제한을 해제하여 모터 컨트롤러(210)에서 요청한 만큼의 전기 에너지량을 제공할 수 있다. 그에 따라, 모터 컨트롤러(210)는 모터(230)를 엑셀레이터 또는 스로틀(220)의 조작에 따라 모터(230)를 구동할 수 있다.
이상에서, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 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.
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 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 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.
100: 백엔드 서버 200: 전기이륜차
210: 모터 컨트롤러 220: 엑셀레이터 또는 스로틀
300: 배터리팩 시스템 400: IoT 엣지 제어 장치

Claims (10)

  1. 자신의 위치, 가속도, 좌우 기울기, 배터리 잔량, 공기압 상태, 부품상태를 주기적으로 백엔드 서버로 전송하는 전기이륜차;
    상기 전기이륜차에 구비되고 상기 전기이륜차로 전기 에너지량을 제공하는 배터리 팩 시스템; 및
    상기 전기이륜차가 소정의 난폭운전 조건을 만족하면, 상기 전기이륜차로 모터 출력 제한 명령을 송신하는 백엔드 서버;를 포함하며,
    상기 전기이륜차는 상기 모터 출력 제한 명령을 수신하면 상기 배터리 팩 시스템이 상기 전기이륜차의 모터로 제공하는 상기 전기 에너리량을 제한하도록 하는 전기에너지량 제한 명령을 송신하는 전기이륜차의 모터 출력 제어 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 백엔드 서버는 상기 전기이륜차가 속도 제한 구역에 위치하는 지를 판단하고, 상기 전기이륜차가 속도 제한 구역에 위치하면 상기 전기이륜차로 상기 모터 출력 제한 명령을 전송하는 전기이륜차의 모터 출력 제어 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 백엔드 서버는 상기 전기이륜차의 차량 기울기가 소정의 범위를 벗어나면, 상기 전기이륜차로 상기 모터 출력 제한 명령을 전송하는 전기이륜차의 모터 출력 제어 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 백엔드 서버는 상기 전기이륜차가 미리 정해진 속도 이상으로 주행하면 상기 전기이륜차로 상기 모터 출력 제한 명령을 전송하는 전기이륜차의 모터 출력 제어 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 백엔드 서버는 상기 모터 출력 제한 명령을 전송한 후 상기 전기이륜차가 상기 난폭운전 조건이 만족하지 않으면, 모터 출력 제한 해제 명령을 전송하는 전기이륜차의 모터 출력 제어 시스템.
  6. 전기이륜차의 모터 출력 제어 방법에 있어서,
    상기 전기이륜차가 자신의 위치, 가속도, 좌우 기울기, 배터리 잔량, 공기압 상태, 부품상태를 주기적으로 백엔드 서버로 전송하는 단계;
    상기 백엔드 서버는 상기 전기이륜차가 소정의 난폭운전 조건을 만족하면, 상기 전기이륜차로 모터 출력 제한 명령을 송신하는 단계;
    상기 전기이륜차는 상기 모터 출력 제한 명령을 수신하면 배터리 팩 시스템이 상기 전기이륜차의 모터로 제공하는 상기 전기 에너리량을 제한하도록 하는 전기에너지량 제한 명령을 송신하는 단계를 포함하는 전기이륜차의 모터 출력 제어 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 전기이륜차로 모터 출력 제한 명령을 송신하는 단계는 상기 백엔드 서버가 상기 전기이륜차가 속도 제한 구역에 위치하는 지를 판단하는 단계를 포함하는 전기이륜차의 모터 출력 제어 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 전기이륜차로 모터 출력 제한 명령을 송신하는 단계는 상기 전기이륜차의 차량 기울기가 소정의 범위를 벗어나는 지를 판단하는 단계를 포함하는 전기이륜차의 모터 출력 제어 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 전기이륜차로 모터 출력 제한 명령을 송신하는 단계는 상기 전기이륜차가 미리 정해진 속도 이상으로 주행하는 지를 판단하는 단계를 포함하는 전기이륜차의 모터 출력 제어 방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 백엔드 서버는 상기 모터 출력 제한 명령을 전송한 후 상기 전기이륜차가 상기 난폭운전 조건이 만족하지 않으면, 모터 출력 제한 해제 명령을 전송하는 단계를 더 포함하는 전기이륜차의 모터 출력 제어 방법.
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