KR20230104123A - 배터리 교체식 하이브리드 차량의 에너지 충전 방법과 관리 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명의 배터리 교체식 하이브리드 차량(100)의 에너지 충전 방법과 관리 시스템에 있어서, 차량(100)에는 신속하게 전환 가능하면서 주 동력 시스템으로 단독으로 사용될 수 있는 배터리 교체식 구동 시스템과 주행거리 연장식 구동 시스템이 설치되고; 주행거리 연장식 구동 시스템은 레인지 익스텐더(Range extender)(10)와 구동 모터(31)를 포함하고; 배터리 교체식 구동 시스템은 퀵 체인지 배터리(20)와 구동 모터(31)를 포함하고, 퀵 체인지 배터리(20)는 배터리 교체소에서 신속하게 분해되어 교체된다. 이 방법은 사용자가 차량(100)에 시동걸 때, 차량(100)의 실시간 위치를 얻고 사용자에게 장거리 또는 단거리 운전을 선택하거나 목적지를 설정하도록 알리고, 사용자의 선택에 따라 배터리 교체식 구동 시스템 및/또는 주행거리 연장식 구동 시스템으로 스마트하게 전환될 수 있다. 상기 방법은 차량 정보와 주변 배터리 교체소, 연료 충전소의 분포에 따라 상기 배터리 교체식 구동 시스템 및/또는 주행거리 연장식 구동 시스템으로 스마트하게 전환되고, 이에 상응하는 에너지 충전 방안을 확정함으로써 차량(100)이 목적지까지 정상적으로 주행되어 에너지를 충전하고 차량(100)이 정상적으로 사용되는 것을 보장할 수 있다.

Description

배터리 교체식 하이브리드 차량의 에너지 충전 방법과 관리 시스템

본 발명은 자동차 기술 분야에 관한 것으로, 특히 배터리 교체식 하이브리드 차량의 에너지 충전 방법과 관리 시스템에 관련된 것이다.

에너지를 절약하고 오염물질 배출 저감이라는 이중 압박 속에서 신재생에너지 자동차 발전은 국제 사회에서 필수적인 선택이 되었다. 전기 자동차는 신재생에너지 자동차 중 가장 전망있는 제품이다. 하지만 오늘날 전기 자동차는 주행거리가 짧아 소비자들이 주행거리에 대한 불안감을 느껴, 전기 자동차를 구매하려는 소비자의 수요를 어느 정도 저하시켰다.

주행거리에 대한 불안감 문제를 해결하기 위해 다양한 해결 방안이 등장하였고, 그 중 효과적인 방법은 탈부착으로 배터리를 교체할 수 있는 배터리에 연료 발전기로 직접 구동할 수 있는 전기 자동차를 결합하는 것이다. 하지만 현재까지 이러한 전기 자동차가 제조되지 못하였으며, 이 전기 자동차의 실제 사용 상황에 따라 연료를 공급하거나 배터리를 교체하는 방법은 자동차가 목적지까지 도달될 만큼 충분한 에너지가 없거나, 목적지에 도달 후 연료 공급 또는 배터리 교체하러 주유소 또는 배터리 교체소로 갈 만큼의 충분한 에너지가 없는 상황이 쉽게 나타나 사용자 경험을 저하시키는 문제를 초래한다.

본 발명은 상술한 문제에 착안하여 이 문제를 해결하거나 적어도 부분적으로 문제를 해결하기 위한 배터리 교체식 하이브리드 차량의 에너지 충전 방법과 관리 시스템을 제공한다.

본 발명의 목적은 배터리 교체식 하이브리드 차량의 에너지 충전 방법과 관리 시스템을 제공하여, 차량 정보와 주변 배터리 교체소, 연료 충전소의 분포에 따라 배터리 교체식 구동 시스템 및/또는 주행거리 연장식 구동 시스템으로 스마트하게 전환되고, 이에 상응하는 에너지 충전 방안을 확정하는 것이다.

본 발명의 진일보한 목적은 차량이 목적지에 도달한 후에도 충분한 에너지가 있어 배터리 교체소 또는 연료 충전소로 가서 에너지를 보충하도록 한다.

본 발명의 다른 진일보한 목적은 더 정확하고 합리적인 에너지 충전 방안을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 진일보한 목적은 사용자에게 개별화되고 더 안전한 에너지 충전 방안을 제공하는 것이다.

특히, 본 발명에서 실시예의 일 양태에 따라 배터리 교체식 하이브리드 차량의 에너지 충전 방법을 제공하고, 차량에는 신속하게 전환 가능하면서 주 동력 시스템으로 단독 사용될 수 있는 상기 배터리 교체식 구동 시스템과 상기 주행거리 연장식 구동 시스템이 설치되고;

상기 주행거리 연장식 구동 시스템은 레인지 익스텐더(Range extender)와 구동 모터를 포함하고;

상기 배터리 교체식 구동 시스템은 퀵 체인지 배터리와 상기 구동 모터를 포함하고, 상기 퀵 체인지 배터리는 배터리 교체소에서 신속하게 분해되어 교체되고;

상기 방법은,

사용자가 차량에 시동걸 때, 차량의 실시간 위치를 얻고 사용자에게 장거리 또는 단거리 운전을 선택하거나 목적지를 설정하도록 알리고, 사용자의 선택에 따라 상기 배터리 교체식 구동 시스템 및/또는 상기 주행거리 연장식 구동 시스템으로 스마트하게 전환되는 단계를 포함하고; 여기에서,

사용자의 선택에 따라 상기 배터리 교체식 구동 시스템 및/또는 상기 주행거리 연장식 구동 시스템으로 스마트하게 전환되는 단계는,

단거리 주행을 선택하거나 목적지가 단거리 주행 범위에 해당하는 경우 차량 주변의 배터리 교체소의 분포 정보를 얻고, 배터리 교체소가 있는 경우, 배터리 교체 모드로 전환하여 상기 배터리 교체식 구동 시스템을 사용하고, 배터리 교체소가 없는 경우, 주행거리 연장 모드로 전환하여 상기 주행거리 연장식 구동 시스템을 사용하고;

장거리 주행을 선택하거나 목적지가 장거리 주행 범위에 해당하는 경우 차량의 총 예상 주행량을 확정하고, 차량 실시간 정보와 차량 장거리 주행 중에 있는 배터리 교체소와 연료 충전소의 분포 정보에 근거하여 에너지 충전 방안을 확정하고 사용자에게 푸쉬 알림을 제공하는 단계를 포함한다.

선택 가능하게, 상기 차량 실시간 정보는 배터리 장착 상태와 총 잔여 주행량이 포함되고;

상기 에너지 충전 방안은 배터리 교체소와 연료 충전소의 분포에 따라 실시간 연료 가격과 전력 가격을 포함하고 낮은 가격에서 높은 가격까지 확정할 수 있는 다양한 가격대의 상기 에너지 충전 방안을 사용자가 선택할 수 있게 제공한다.

선택 가능하게, 상기 방법은 장거리 배터리 운영 모드를 더 포함하고;

차량 실시간 정보와 차량 장거리 주행 중에 있는 배터리 교체소와 연료 충전소의 분포 정보에 근거하여 에너지 충전 방안을 확정하고 사용자에게 푸쉬 알림을 제공하는 단계는,

장거리 주행에 추천된 상기 에너지 충전 방안 중 배터리 교체소의 수량이 적거나 없을 경우, 사용자에게 장거리 배터리 운영 모드를 추천하여, 사용자가 가장 가까운 배터리 교체소에서 상기 퀵 체인지 배터리를 제거하여, 중량을 줄이고 다시 고속 주행을 실행할 수 있도록 안내하는 단계를 포함한다.

선택 가능하게, 상기 방법은 단거리 배터리 운영 모드를 더 포함하고;

차량 실시간 정보와 차량 장거리 주행 중에 있는 배터리 교체소와 연료 충전소의 분포 정보에 근거하여 에너지 충전 방안을 확정하고 사용자에게 푸쉬 알림을 제공하는 단계는,

단거리 주행에 추천된 상기 에너지 충전 방안 중 배터리 교체소의 수량이 많거나 평소 주행 거리가 짧을 경우, 사용자에게 단거리 배터리 운영 모드를 추천하여, 사용자가 가장 가까운 배터리 교체소에서 대용량 퀵 체인지 배터리를 제거하여, 평소 주행 거리에 걸맞는 소용량 퀵 체인지 배터리로 교체하도록 안내하는 단계를 포함한다.

선택 가능하게, 총 예상 주행량은 차량이 현재 위치에서 목적지까지 도달하는 제1 예상 주행량 및 차량이 목적지에서 목적지 주변의 목표 배터리 교체소 또는 목표 연료 충전소까지 도달하는 제2 예상 주행량을 포함하고;

차량의 배터리 장착 상태는 상기 퀵 체인지 배터리가 차량에 장착되었음을 표시하는 제1 장착 상태를 포함하고;

상기 제1 장착 상태 하에, 총 잔여 주행량은 상기 퀵 체인지 배터리의 제1 잔여 주행량 및 상기 레인지 익스텐더의 제2 잔여 주행량의 총합이며;

차량 실시간 정보와 차량 장거리 주행 중에 있는 배터리 교체소와 연료 충전소의 분포 정보에 근거하여 에너지 충전 방안을 확정하는 단계는,

상기 제1 장착 상태에서, 상기 제1 잔여 주행량이 상기 제1 예상 주행량보다 크거나 같고, 총 잔여 주행량이 총 예상 주행량보다 크거나 같을 경우, 차량에 에너지를 충전할 필요가 없음을 확정하고;

상기 제1 잔여 주행량이 상기 제1 예상 주행량보다 크거나 같고, 총 잔여 주행량이 총 예상 주행량보다 적을 경우, 목적지로 주행하는 과정에서 차량에 에너지 충전이 필요한 것으로 확정하여, 상응하는 에너지 충전 방안을 확정하고 사용자에게 푸쉬 알림을 제공한다.

선택 가능하게, 상기 제1 예상 주행량, 상기 제2 예상 주행량, 상기 제1 잔여 주행량, 상기 제2 잔여 주행량이 마일리지 또는 시간으로 표시된다.

선택 가능하게, 차량 실시간 정보와 차량 장거리 주행 중에 있는 배터리 교체소와 연료 충전소의 분포 정보에 근거하여 에너지 충전 방안을 확정하는 단계는,

상기 제1 장착 상태에서, 상기 제1 잔여 주행량이 상기 제1 예상 주행량과 미리 설정된 비율 한계값의 곱보다 크거나 같고, 상기 제1 예상 주행량보다 적으며, 총 잔여 주행량이 총 예상 주행량보다 크거나 같을 경우, 차량이 현재 위치에서 목적지까지의 주행 도중 상기 퀵 체인지 배터리를 제거하거나 교체할 필요가 있음을 확정하고;

상기 제1 잔여 주행량이 상기 제1 예상 주행량과 미리 설정된 비율 한계값의 곱보다 크거나 같고, 상기 제1 예상 주행량보다 적으며, 총 잔여 주행량이 총 예상 주행량보다 적을 경우, 차량의 현재 위치와 가장 가까운 연료 충전소로 이동하여 연료를 추가하도록 확정하고;

상기 제1 잔여 주행량이 상기 제1 예상 주행량과 미리 설정된 비율 한계값의 곱보다 작을 경우, 차량이 현재 위치에서 목적지까지의 주행 도중 상기 퀵 체인지 배터리를 제거하거나 교체할 필요가 있음을 확정하는 단계를 포함한다.

선택 가능하게, 차량 실시간 정보는 차량의 현재 위치와 목적지 사이의 도로 상황 정보를 더 포함하고;

차량 주행 도중 상기 퀵 체인지 배터리를 제거하거나 교체할 필요가 있음을 확정하는 단계 전에는, 하기와 같이,

도로교통 정보에 근거하여 도로 정체 구간을 확정하는 단계를 더 포함하고,

차량 주행 도중 상기 퀵 체인지 배터리를 제거하거나 교체할 필요가 있음을 확정하는 단계는,

차량이 도로 정체 구간에 도달하기 전에 상기 퀵 체인지 배터리를 제거하거나 교체할 필요가 있음을 확정하는 단계를 포함한다.

바람직하게는, 차량의 배터리 장착 상태는 상기 퀵 체인지 배터리가 이미 차량에서 제거되었음을 표시하는 제2 장착 상태를 더 포함하고;

차량 실시간 정보는 차량의 현재 위치와 목적지 사이의 도로교통 정보를 더 포함하고;

차량 실시간 정보와 차량 장거리 주행 중에 있는 배터리 교체소와 연료 충전소의 분포 정보에 근거하여 에너지 충전 방안을 확정하는 단계는,

상기 제2 장착 상태에서, 도로교통 정보에 근거하여 차량의 현재 위치와 목적지 간의 도로가 원활한지 판단하고;

차량의 현재 위치와 목적지 사이의 도로가 원활하지 않은 경우, 도로교통 정보에 근거하여 도로 정체 구간으로 확정하고 도로 정체 구간의 예측 정체 시간을 얻고;

예측 정체 시간이 미리 설정된 시간 한계값보다 크거나 같다고 판단한 경우, 차량이 도로 정체 구간에 도달하기 전에 배터리 교체소에 가서 상기 퀵 체인지 배터리를 장착해야 할 필요성이 있음을 확정하고;

차량의 현재 위치와 목적지 사이의 도로가 원활한 경우, 총 잔여 주행량이 총 예상 주행량보다 크거나 같은지 판단하고;

총 잔여 주행량이 총 예상 주행량보다 크거나 같을 경우, 차량에 에너지를 충전할 필요가 없음을 확정하고;

총 잔여 주행량이 총 예상 주행량보다 적을 경우, 차량의 현재 위치와 가장 가까운 연료 충전소로 이동하여 연료를 추가하거나, 차량의 현재 위치와 가장 가까운 배터리 교체소로 이동하여 상기 퀵 체인지 배터리를 장착해야 함을 확정하는 단계를 더 포함한다.

선택 가능하게, 차량의 총 잔여 주행량은 이하의 방식,

차량의 잔여 에너지량과 현재 운전 매개변수를 얻고, 잔여 에너지량과 현재 운전 매개변수에 따라 본래의 총 잔여 주행량을 계산하는 방식;

차량의 사용자 패턴 매개변수를 얻고, 사용자 패턴 매개변수로 본래의 총 잔여 주행량을 수정하여 총 잔여 주행량을 얻는 방식을 통해 획득할 수 있다.

선택 가능하게, 차량의 총 예상 주행량을 확정하는 단계는,

차량의 과거 주행 데이터, 현재 시간 및/또는 차량의 현재 위치에 근거하여 차량의 목적지 및 예상 주행 경로를 확정하는 단계를 더 포함하고,

차량의 총 예상 주행량을 확정하는 단계는,

차량의 현재 위치, 목적지, 예상 주행 경로, 목적지 주변의 배터리 교체소 및 연료 충전소의 분포에 근거하여 차량의 총 예상 주행량을 확정하는 단계를 포함한다.

본 발명의 실시예의 다른 일 양태에 따라 배터리 교체식 하이브리드 차량의 에너지 충전 관리 시스템을 제공하고, 차량에는 신속하게 전환 가능하면서 주 동력 시스템으로 단독 사용될 수 있는 배터리 교체식 구동 시스템과 주행거리 연장식 구동 시스템이 설치되고;

상기 주행거리 연장식 구동 시스템은 레인지 익스텐더와 구동 모터를 포함하고;

상기 배터리 교체식 구동 시스템은 퀵 체인지 배터리와 상기 구동 모터를 포함하고, 상기 퀵 체인지 배터리는 배터리 교체소에서 신속하게 분해되어 교체되고;

상기 시스템은,

사용자가 차량에 시동걸 때, 차량의 실시간 위치를 얻고 사용자에게 장거리 또는 단거리 운전을 선택하거나 목적지를 설정하도록 알리는 정보 획득 유닛; 및

사용자의 선택에 따라 상기 배터리 교체식 구동 시스템 및/또는 상기 주행거리 연장식 구동 시스템으로 스마트하게 전환되는 연산 전환 유닛을 포함하고; 여기에서

상기 연산 전환 유닛의 배치는 하기와 같이,

단거리 주행을 선택하거나 목적지가 단거리 주행 범위에 해당하는 경우 상기 정보 획득 유닛을 작동시켜 차량 주변의 배터리 교체소의 분포 정보를 파악하고, 배터리 교체소가 있는 경우, 배터리 교체 모드로 전환하여 상기 배터리 교체식 구동 시스템을 사용하고, 배터리 교체소가 없는 경우, 주행거리 연장 모드로 전환하여 상기 주행거리 연장식 구동 시스템을 사용하고;

장거리 주행을 선택하거나 목적지가 장거리 주행 범위에 해당하는 경우 차량의 총 예상 주행량을 확정하고, 차량 실시간 정보와 차량 장거리 주행 중에 있는 배터리 교체소와 연료 충전소의 분포 정보에 근거하여 에너지 충전 방안을 확정하고 사용자에게 푸쉬 알림을 제공한다.

본 발명의 실시예에서 제공하는 배터리 교체식 하이브리드 차량의 에너지 충전 방법과 관리 시스템에 있어서, 상기 퀵 체인지 배터리에 상기 레인지 익스텐더가 결합된 배터리 교체식 하이브리드 차량에 응용되고, 차량 정보와 주변 배터리 교체소, 연료 충전소의 분포에 따라 상기 배터리 교체식 구동 시스템 및/또는 상기 주행거리 연장식 구동 시스템으로 스마트하게 전환되고, 이에 상응하는 에너지 충전 방안을 확정함으로써 차량이 목적지까지 정상적으로 주행되어 정상적으로 에너지를 충전하여 차량이 정상적으로 사용되는 것을 보장할 수 있다.

더 나아가서, 본 발명의 실시예에서 제공하는 에너지 충전 방법과 관리 시스템이 에너지 충전 방안을 확정할 때, 상기 퀵 체인지 배터리의 잔여 전력량이 차량이 목적지에 도달할 만큼 충분한 상황에서 차량의 총 잔여 주행량이 차량의 현재 위치에서 목적지까지의 제1 예상 주행량 및 차량의 목적지에서 목적지 주변의 목표 에너지 충전소(목표 배터리 교체소 또는 목표 연료 충전소)의 제2 예상 주행량의 총합을 충족시킬 수 있는지의 여부를 고려하고, 다시 말해, 목적지에 도달한 차량의 잔여 에너지가 목표 에너지 충전소에 도달할 수 있을 만큼 충분한지 고려함으로써, 차량이 목적지에 도착한 후에도 충분한 에너지로 에너지 충전소로 이동하여 에너지를 충전할 수 있도록 보장하여, 목적지 도착 후 에너지 부족 문제를 방지할 수 있다.

더 나아가서, 본 발명의 실시예에서 제공하는 에너지 충전 방법과 관리 시스템은 에너지 충전 방안을 확정할 때, 차량의 상이한 배터리 장착 상태, 예상 주행량, 잔여 주행량, 도로교통 정보를 결합함으로써 더 정확하고 합리적인 에너지 충전 방안을 제공할 수 있어, 차량의 정상적인 사용을 더 보장할 수 있다.

더 나아가서, 본 발명의 실시예에서 제공하는 에너지 충전 방법과 관리 시스템이 에너지 충전 방안을 확정할 때, 사용자의 패턴에 기반하여 차량의 잔여 주행량을 수정 및/또는 예상 주행량을 확정함으로써, 사용자에게 더 개별화되고 더 안전한 에너지 충전 방안을 제공할 수 있다.

상술한 설명은 본 발명의 기술 방안에 관한 서술일 뿐이며, 더 정확하게 본 발명의 기술 수단을 이해하기 위해 명세서 내용에 근거하여 실시할 수 있으며, 본 발명의 상술 내용과 기타 목적, 특징, 장점을 보다 쉽게 이해하기 위해서 하기 내용은 본 발명의 구체적인 실시예를 열거한다.

도면을 결합하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한 것에 따르면, 통상의 기술자는 본 발명의 위와 같은 내용 및 기타 목적, 장점, 특징을 더 잘 이해할 수 있다.

도면을 참조하여 예시적이면서 비제한적인 방식으로 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 도면에서 동일한 도면 표기는 동일하거나 유사한 부품 또는 일부를 나타낸다. 통상의 기술자는 이러한 도면들이 반드시 비율에 따라 제작된 것이 아니라는 것을 이해해야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에서 배터리 교체식 하이브리드 차량을 나타내는 구조 개략도이다.
도 2는 본 발명의 다른 일 실시예에서 배터리 교체식 하이브리드 차량을 나타내는 구조 개략도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 일 실시예에서 배터리 교체식 하이브리드 차량을 나타내는 구조 개략도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 일 실시예에서 배터리 교체식 하이브리드 차량을 나타내는 구조 개략도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에서 퀵 체인지 장치가 잠금 상태일 때를 나타내는 단면 설명도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에서 퀵 체인지 장치가 잠금 해제 상태일 때를 나타내는 단면 설명도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에서 배터리 교체식 하이브리드 차량의 에너지 충전 방법을 나타내는 흐름 개략도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에서 차량 실시간 정보와 차량 장거리 주행 중에 있는 배터리 교체소와 연료 충전소의 분포 정보에 근거하여 에너지 충전 방안을 확정하는 단계를 나타내는 흐름 설명도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에서 차량 실시간 정보와 차량 장거리 주행 중에 있는 배터리 교체소와 연료 충전소의 분포 정보에 근거하여 에너지 충전 방안을 확정하는 단계를 나타내는 흐름 설명도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에서 차량 실시간 정보와 차량 장거리 주행 중에 있는 배터리 교체소와 연료 충전소의 분포 정보에 근거하여 에너지 충전 방안을 확정하는 단계를 나타내는 흐름 설명도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에서 배터리 교체식 하이브리드 차량의 에너지 충전 관리 시스템을 나타내는 구조 개략도이다.

하기는 도면을 참조하여 본 발명에 개시된 예시적인 실시예를 더 상세하게 설명한다. 도면은 본 발명에서 개시된 예시적인 실시예를 나타내지만, 다양한 형식으로 본 발명을 개시하고 여기에서 서술된 실시예에 의해 한정되지 않음을 이해해야 한다. 반면, 이 실시예는 본 발명을 보다 명확하게 이해하기 위해 제공하는 것으로, 본 발명의 범위를 통상의 기술자에게 완전하게 전달해야 한다.

본 발명의 실시예는 상술한 기술 문제를 해결하기 위해 배터리 교체식 하이브리드 차량의 에너지 충전 방법을 제시한다. 본 발명의 실시예에서 제시하는 에너지 충전 방법은 하기 구조의 배터리 교체식 하이브리드 차량(100)에 응용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에서 배터리 교체식 하이브리드 차량(100)을 나타내는 구조 개략도이다. 도 1을 참조하면, 배터리 교체식 하이브리드 차량(100)은 적어도 레인지 익스텐더(Range extender)(10)와 구동 모터(31)로 이루어진 주행거리 연장식 구동 시스템 및 퀵 체인지 배터리(20)를 포함한다. 레인지 익스텐더(10)는 엔진(14)과 발전기(15)로 이루어진다. 레인지 익스텐더(10)는 구동 모터(31)와 연결될 수 있고, 발전기(15)는 엔진(14)에서 출력되는 동력의 구동 하에 전기를 발생시켜 구동 모터(31)에 전기 에너지를 공급한다. 퀵 체인지 배터리(20)는 배터리 교체소에서 신속하게 분해되어 교체되어 전기 에너지를 빠르게 충전할 수 있다. 실제 응용에서, 예를 들어 배터리 교체 툴을 통해 전력이 부족한 퀵 체인지 배터리(20)를 제거한 후, 하이브리드 차량(100)에 전력이 충분한 퀵 체인지 배터리(20)를 새로 설치하여 퀵 체인지 배터리(20)를 교체할 수 있다. 퀵 체인지 배터리(20)는 구동 모터(31)와 연결되어 배터리 교체식 구동 시스템을 구성한다. 레인지 익스텐더(10)와 퀵 체인지 배터리(20)는 서로 독립적으로 구동 모터(31)에 전기 에너지를 공급할 수 있다. 즉, 레인지 익스텐더(10)와 퀵 체인지 배터리(20) 중 어느 하나는 다른 하나가 작동하지 않아 전기 에너지를 공급할 수 없는 상황에서 단독으로 구동 모터(31)에 전기 에너지를 공급할 수 있다. 따라서, 배터리 교체식 구동 시스템(1)과 주행거리 연장식 구동 시스템(2)이 신속하게 전환 가능하면서 단독으로 배터리 교체식 하이브리드 차량(100)의 주 동력 시스템의 역할을 할 수 있다. 퀵 체인지 배터리(20)가 레인지 익스텐더(10)와 연결(구체적으로 발전기(15)와 연결된다)될 수 있어 레인지 익스텐더(10)가 작동될 때 여분의 전기 에너지를 수신하고 저장할 수 있다.

본 발명의 실시예에서 제공하는 배터리 교체식 하이브리드 차량(100)은 레인지 익스텐더(10)와 구동 모터(31)로 이루어진 주행거리 연장식 구동 시스템 및 퀵 체인지 배터리(20)와 구동 모터(31)로 이루어진 배터리 교체식 구동 시스템을 포함하고, 퀵 체인지 배터리(20)는 배터리 교체소에서 신속하게 분해되어 교체될 수 있다. 배터리 교체식 구동 시스템과 상기 주행거리 연장식 구동 시스템이 신속하게 전환 가능하면서 단독으로 주 동력 시스템 역할을 할 수 있으므로, 사용 환경 및 경제성에 따라 자유롭고 융통성있게 전환될 수 있어 레인지 익스텐더(10)를 동력원으로 사용하는 주행거리 연장식 구동 시스템 및/또는 퀵 체인지 배터리(20)를 동력원으로 사용하는 배터리 교체식 구동 시스템으로 차량을 주행시킬 수 있다.

구체적으로, 예를 들면, 비 장거리 주행 환경(예: 시내 주행)에서는 레인지 익스텐더(10)가 사용하는 연료의 가격(예: 유가)이 비교적 낮을 경우, 레인지 익스텐더(10)로 구동 모터(31)에 전기 에너지를 공급하고, 전기 가격이 비교적 낮을 경우, 퀵 체인지 배터리(20)를 채택하여 배터리 교체소를 통해 퀵 체이지 배터리(20)를 교체하여 사용함으로써 구동 모터(31)에 전기 에너지를 공급하는 것을 보장할 수 있다. 장거리 주행 환경에서는, 연료를 가득채워 레인지 익스텐더(10)의 연료 공급이 충분하도록 보장하는 동시에, 배터리 교체소를 통해 퀵 체인지 배터리(20)를 교체하여 사용함으로써 최대 주행거리를 획득할 수 있다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에서, 주행거리 연장식 구동 시스템은 기본 배터리(12)를 더 포함한다. 기본 배터리(12)는 각각 레인지 익스텐더(10)(구체적으로 발전기(15)에 연결된다)와 구동 모터(31)에 연결된다. 예를 들어 기본 배터리(12)는 일반적인 동력 배터리일 수 있다. 기본 배터리(12)와 퀵 체인지 배터리(20)를 설치함으로써 다양한 기본 배터리(12)와 퀵 체인지 배터리(20)의 설치 방식을 채택할 수 있어 주행거리 연장식 구동 시스템과 배터리 교체식 구동 시스템이 더 다양하게 전환 및 사용될 수 있고, 다양한 상황에서 배터리 교체식 하이브리드 차량(100)을 더욱 유연하게 사용할 수 있다. 하기 내용에서는 기본 배터리(12)와 퀵 체인지 배터리(20)의 상이한 설치 방식에 대하여 설명한다.

일 실시예에서, 기본 배터리(12)와 퀵 체인지 배터리(20)가 동시에 차량(100)에 설치될 수 있다. 기본 배터리(12)가 차량(100)에 고정되고, 퀵 체인지 배터리(20)는 신속하게 분해되어 교체될 수 있게 차량(100)에 설치된다.

이 상황에서, 차량(100)이 주행거리 연장식 구동 시스템을 통해 동력을 제공할 경우, 기본 배터리(12)의 전력량이 충분하면 기본 배터리(12)가 구동 모터(31)에 전기 에너지를 공급할 수 있다. 기본 배터리(12)의 전력량이 부족하면, 엔진(14)이 운전을 시작하여 발전기(15)로 구동 모터(31)에 전기 에너지를 제공하면서 기본 배터리(12)를 충전시킨다. 만약 차량(100)이 오르막길, 급가속 등과 같이 부하가 높은 상황에 처한 경우, 레인지 익스텐더(10)와 기본 배터리(12)가 동시에 구동 모터(31)에 전기 에너지를 공급한다. 내리막길, 활주 등과 같은 작업 환경에 처한 경우, 구동 모터(31)가 발전기로 간주되어 기본 배터리(12)를 충전할 수 있어 운동 에너지 회수 역할을 할 수 있다. 차량(100)이 배터리 교체식 구동 시스템을 통해 동력을 제공할 경우, 퀵 체인지 배터리(20)가 직접 구동 모터(31)에 전기 에너지를 공급할 수 있다. 본 실시예는 비 장거리 주행 환경에서 연료 가격과 전기 가격 수준에 따라 레인지 익스텐더(10) 또는 퀵 체인지 배터리(20)를 동력원으로 전환하여 사용하기에 매우 편리한 한편, 장거리 주행 환경에서 최대 주행거리를 보장할 수 있다.

다른 하나의 실시예에서, 기본 배터리(12)와 퀵 체인지 배터리(20)가 동시에 차량(100)에 설치되고, 여기에서, 기본 배터리(12)가 신속하게 분해되어 교체될 수 있게 차량(100)에 설치되고, 퀵 체인지 배터리(20) 또한 신속하게 분해되어 교체될 수 있게 차량(100)에 설치된다. 이 상황에서는, 기본 배터리(12)와 퀵 체인지 배터리(20)가 배터리 교체소를 통해 분해 또는 교체될 수 있으므로, 연료 소모를 최대한 감소시켜 연료 가격이 높고 전기 가격이 낮을 때 사용하기에 매우 적합하다. 또한, 차량(100)의 최대 주행거리를 일정 수준으로 증가시킬 수 있다.

또 다른 실시예에서, 차량(100)의 기본 배터리(12)와 퀵 체인지 배터리(20)는 이하 방식으로 짝을 이루어 설치된다. 즉, 기본 배터리(12)와 퀵 체인지 배터리(20) 중 하나가 차량(100)에 설치될 때, 다른 하나는 배터리 교체소에 설치되어 유통 및 충전된다. 구체적으로, 하기와 같은 두 가지 경우가 있다.

첫 번째 경우는, 도 3을 참조한 바와 같이, 기본 배터리(12)가 차량(100)에 설치되고, 퀵 체인지 배터리(20)가 배터리 교체소에 설치되어 유통 및 충전된다. 이 상황은 특히 연료 가격이 비교적 낮고 주행거리 수요가 낮을(예: 시내 주행) 때 사용하는 것이 적합하고, 이때 퀵 체인지 배터리(20)를 떼어내 배터리 교체소에 두고 운행하면, 일 방면으로, 차량(100)의 전체 중량이 감소되고, 다른 일 방면으로, 퀵 체인지 배터리(20)의 운행 시간이 증가되어 퀵 체인지 배터리(20)의 사용 효율성이 향상될 수 있다.

두 번째 경우는, 도 4를 참조한 바와 같이, 퀵 체인지 배터리(20)가 차량(100)에 설치되고, 기본 배터리(12)가 배터리 교체소에 설치되어 유통 및 충전된다. 이 상황은 특히 연료 가격이 비교적 높고, 일정한 주행거리 수요가 있으면서 배터리 교체소가 충분히 분포되어 있는 경우에 적합하다. 이때 기본 배터리(12)를 떼어내 배터리 교체소에 두고 운행하면, 차량(100)의 전체 중량이 어느정도 감소되어 퀵 체인지 배터리(20)의 에너지 이용 효율성이 향상될 수 있다.

도 2를 계속 참조하면, 본 발명의 일 실시예에서, 주행거리 연장식 구동 시스템은 연료 탱크(13)를 더 포함한다. 연료 탱크(13)가 레인지 익스텐더(10)의 엔진(14)에 연결되면 엔진(14)에 연료를 공급할 수 있다.

실제 응용에 있어서, 연료 탱크(13)에 저장되는 연료는 레인지 익스텐더(10)의 엔진(14)의 유형에 따라 달라진다. 일반적인 상황에서는, 연료 탱크(13)에 있는 연료는 가솔린, 디젤, 메탄올, 에탄올, 바이오 연료, 천연 가스, 수소 등을 포함할 수 있다. 상응하게는, 엔진(14)이 가솔린 엔진, 디젤 엔진, 메탄올 엔진 등일 수 있다.

퀵 체인지 배터리(20) 사용 시 유연성을 더욱 강화하기 위해서는, 일부 실시예에서, 퀵 체인지 배터리(20)를 다양한 규격을 지니는 용량과 중량으로 설계할 수있다. 이와 같이 설계되면, 다양한 사용 환경에서 실제 적용 수요에 따라 다양한 용량과 중량을 지닌 퀵 체인지 배터리(20)로 교체하여 사용할 수 있어 에너지 효율성을 이루고 경제성을 최대화할 수 있다. 예를 들어, 장거리 주행일 때, 연료 탱크(13)에 연료를 가득 채우는 기초하에, 배터리 교체소를 통해 대용량인 퀵 체인지 배터리(20)로 교체하여 사용함으로써 더 많은 주행거리를 얻을 수 있다. 시내에서 주행하고, 배터리 교체소가 시내에 충분하게 분포되어 있는 경우, 배터리 교체소를 통해 용량과 무게가 적게 나가는 퀵 체인지 배터리(20)로 교체하여 사용됨으로써 경하 중량이 감소될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 퀵 체인지 배터리(20)의 용량이 레인지 익스텐더(10)가 공급할 수 있는 전기 에너지 총량의 2배보다 작을 수 있다. 레인지 익스텐더(10)가 공급할 수 있는 전기 에너지 총량이란 연료 탱크(13)에 연료가 가득찬 상황에서 레인지 익스텐더(10)가 공급할 수 있는 최대 전기 에너지 총량을 말한다. 이와 같은 설계 방식은 레인지 익스텐더(10)가 퀵 체인지 배터리(20)에 의해 공급될 수 있는 전기 에너지에 근접하여 종래 기술에서 레인지 익스텐더(10)가 일반적으로 보조 동력원으로만 여겨졌던 방식에서 벗어나므로, 퀵 체인지 배터리(20)와 레인지 익스텐더(10)가 상호 백업될 수 있고, 각각 단독으로 주요 동력원 역할을 할 수 있다.

바람직하게는, 퀵 체인지 배터리(20)의 용량이 레인지 익스텐더(10)가 공급할 수 있는 전기 에너지 총량의 0.5배보다 크고, 레인지 익스텐더(10)가 공급할 수 있는 전기 에너지 총량의 2배보다 작을 수 있다. 보다 바람직하게는, 퀵 체인지 배터리(20)의 용량이 레인지 익스텐더(10)가 공급할 수 있는 전기 에너지 총량의 0.5 내지 1.5배이다. 더 바람직하게는, 퀵 체인지 배터리(20)의 용량이 레인지 익스텐더(10)가 공급할 수 있는 전기 에너지 총량의 1배, 즉, 퀵 체인지 배터리(20)의 용량이 레인지 익스텐더(10)가 공급할 수 있는 전기 에너지 총량과 같다. 이 설계를 통해 레인지 익스텐더(10)는 더 이상 보조 동력 에너지 시스템의 역할만 하지 않으며, 레인지 익스텐더(10)와 퀵 체인지 배터리(20) 사이가 더 유연하고 자유롭게 전환되어 사용될 수 있다.

일부 실시예에서, 기본 배터리(12)의 용량이 1 내지 1.47 kwh 범위 내에 있을 수 있다. 이 경우, 기본 배터리(12)의 용량이 하이브리드 차량에서 통상적으로 사용되는 동력 배터리의 용량(일반적으로 15 내지 60 kwh이다)보다 적고, 상응하게는, 기본 배터리(12)의 중량이 통상적으로 사용되는 동력 배터리의 중량에 비해 크게 줄어들어, 일 방면으로, 전체 차량의 중량을 효과적으로 줄이고 에너지 이용 효율을 높일 수 있는 한편, 다른 일 방면으로는, 용량이 적은 기본 배터리(12)가 외부 충전 기능을 고려할 필요가 없어, 비용 관리와 구조 선택에 도움이 된다.

다른 일부 실시예에서, 기본 배터리(12)의 용량이 1.47 내지 5.5 kwh 범위 내에 있을 수 있다. 이 경우, 기본 배터리(12)의 용량(즉, 에너지 밀도)이 적절하게 증가되고, 하이브리드 차량(100)의 주행거리가 어느정도 증대될 수 있지만, 동시에 기본 배터리(12)의 용량이 하이브리드 차량에서 일반적으로 사용되는 동력 배터리의 용량보다 훨씬 작아 배터리 용량과 차량 중량 사이에서 바람직한 균형을 이룰 수 있다.

도 2를 계속 참조하면, 본 발명의 일 실시예에서, 차량(100)은 인버터(inverter)를 포함한다. 구체적으로, 인버터는 기본 배터리(12)와 구동 모터(31) 사이 및 발전기(15)와 구동 모터(31) 사이에 설치되는 제1 인버터(51), 퀵 체인지 배터리(20)와 구동 모터(31) 사이에 설치되는 제2 인버터(52)를 포함할 수 있다. 여기서 인버터의 역할은 통상의 기술자가 숙지해야 할 지식으로, 본 명세서에서 재차 설명하지 않는다.

본 발명의 일 실시예에서, 차량(100)은 변속 기구(60)와 구동축(32)을 더 포함할 수 있다. 구동축(32)이 차량(100)의 휠(40)에 연결된다. 변속 기구(60)가 구동 모터(31)와 구동축(32) 사이에 설치될 수 있고, 이는 다시 말해서 구동 모터(31)가 변속 기구(60)를 통해 구동축(31)과 연결되어 변속 기구(60)를 통해 구동 모터(31)에서 생성되는 구동력이 구동축(32)에 전달되어 휠(40)이 회전될 수 있도록 구동한다.

본 발명의 일 실시예에서, 차량(100)에는 퀵 체인지 장치(70)가 더 설치될 수 있다. 퀵 체인지 장치(70)의 일단이 차량(100)의 하부 차체와 연결될 수 있고, 다른 일단이 기본 배터리(12) 또는 퀵 체인지 배터리(20)와 연결된다. 퀵 체인지 장치(70)는 기본 배터리(12) 또는 퀵 체인지 배터리(20)를 빠르게 제거하고 장착하기 위해 사용될 수 있다.

도 5와 도 6을 참조한 바와 같이, 구체적인 실시예에서, 퀵 체인지 장치(70)는 위치제한 핀(pin)(71), 하우징(72), 볼트(73), 지지 로드(74) 및 위치제한 볼(75)을 포함한다. 위치제한 핀(71)의 일단은 차량(100)의 하부 자체와 연결된다. 하우징(72)은 기본 배터리(12) 또는 퀵 체인지 배터리(20)와 연결되고, 내부는 사다리형 구조를 나타내는 캐비티가 구비된다. 구체적으로, 하우징(72)이 기본 배터리(12) 또는 퀵 체인지 배터리(20)의 가장자리에 위치되고, 하우징(72)은 하우징(72)의 하부 좌우 양측에 있는 볼트를 통해 기본 배터리(12) 또는 퀵 체인지 배터리(20)와 연결된다. 볼트(73)가 캐비티 하부에 위치되어 캐비티 내부로 뻗어 들어가고, 하우징(72)과 나사산 연결된다. 지지 로드(74)가 캐비티 내부에 위치되고, 볼트(73)가 캐비티 내부에 지지되어 볼트(73)와 함께 하우징(72)에 대향되어 상하로 이동될 수 있다. 위치제한 볼(75)이 지지 로드(74)의 중간부에 위치된다. 위치제한 핀(71)의 중간부는 이의 축선 방향으로 움푹 들어간 함몰부(711)를 구비하고, 지지 로드(74)의 내부가 중공이면서 함몰부(711)에 대응되는 위치에 갭(gap)(741)이 설치되고, 위치제한 볼(75)과 갭(741)이 서로 매칭된다. 퀵 체인지 장치(70)가 잠금 상태일 때, 위치제한 핀(71)이 지지 로드(74)의 내부로 삽입되고, 위치제한 볼(75)이 함몰부(711)에 끼워진다.

기본 배터리(12) 또는 퀵 체인지 배터리(20)가 차량(100)에 장착되어야 할 때, 위치제한 핀(71)이 하우징(72)과 분리되고, 리프팅 기구가 기본 배터리(12) 또는 퀵 체인지 배터리(20)를 위치제한 핀(71)과 가까운 차량 하부의 위치로 운반한다. 이때, 위치제한 핀(71)이 하우징(72) 내부로 삽입되지만, 위치제한 핀(71)에 있는 함몰부(711)와 위치제한 볼(75)이 동일한 수평면에 있지 않고, 이는 즉 위치제한 볼(75)이 함몰부(711)에 끼워지지 않으면서, 위치제한 볼(75)이 지지 로드(74)에 있는 갭(741) 내부에 위치된다. 따라서 기본 배터리(12) 또는 퀵 체인지 배터리(20)가 차량(100)에 장착되어야 할 경우, 볼트(73)로 지지 로드(74)와 위치제한 볼(75)이 하우징(72)에 대향되어 위로 이동시켜 위치제한 볼(75)이 함몰부(711)에 끼워져야 한다. 따라서 위치제한 볼(75)이 함몰부(711)에 끼워지면 퀵 체인지 장치(70)가 잠금 상태(도 5에 도시된 바와 같다)가 되므로, 기본 배터리(12) 또는 퀵 체인지 배터리(20)가 차량(100)에 장착될 수 있다.

기본 배터리(12) 또는 퀵 체인지 배터리(20)를 제거해야 할 경우, 리프팅 기구가 위로 기본 배터리(12) 또는 퀵 체인지 배터리(20)를 밀고, 이때, 모터로 인해 볼트(73)가 하우징(72)에 대향되어 아래로 이동됨으로써 잠금 해제 상태(도 6에 도시된 바와 같다)가 될 수 있다. 여기에서 리프팅 기구가 위로 기본 배터리(12) 또는 퀵 체인지 배터리(20)를 밀 때, 위치제한 볼(75) 또한 힘을 받는 상태에서 해제되므로, 볼트(73)는 모터의 구동 하에 아래로 이동되고, 지지 로드(74) 또한 볼트(73)가 위로 밀착되는 힘에서 해제되고 아래로 이동되어 위치제한 볼(75)을 함몰부(711) 밖으로 이동시킨다. 이때, 기본 배터리(12) 또는 퀵 체인지 배터리(20)가 리프팅 기구 위로 탈락되면, 기본 배터리(12) 또는 퀵 체인지 배터리(20)의 제거 과정이 완료된다.

본 실시예의 퀵 체인지 장치(70)는 간단하고 빠르게 잠금 및 잠금 해제할 수 있어 배터리 장착 및 제거 시의 효율성을 향상시킬 수 있다.

위와 같은 설명은 단지 본 발명에서 퀵 체인지 장치(70)의 하나의 구현 방식일 뿐이라는 점을 설명해야 하며, 물론, 퀵 체인지 장치(70)는 다른 구현 방식도 존재하므로, 본 발명에서는 이를 한정하지 않는다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에서 배터리 교체식 하이브리드 차량의 에너지 충전 방법을 나타내는 흐름 개략도이다. 이 에너지 충전 방법은 위와 같은 임의의 실시예 또는 실시예예가 조합된 배터리 교체식 하이브리드 차량(100)에 응용될 수 있다. 도 1을 참조한 바와 같이, 이 에너지 충전 방법은 적어도 하기 단계 S102 내지 단계 S104를 포함한다.

단계 S102에 있어서, 사용자가 차량에 시동걸 때, 차량의 실시간 위치를 얻고 사용자에게 장거리 또는 단거리 운전을 선택하거나 목적지를 설정하도록 알린다.

이 단계에서 차량의 실시간 위치는 위치확인 시스템(GPS 위치 확인 시스템, 베이더우 위성 위치확인 시스템)을 통해 얻을 수 있다. 음성 등을 통해 사용자에게 장거리 또는 단거리 운전 선택 또는 목적지 설정을 알리며, 사용자가 해당 버튼을 눌러서 획득한 사용자의 선택 또는 설정에 따라 차량용 인포테인먼트(In-Vehicle Infotainment)를 통해 사용자와 알림 및 획득을 서로 주고 받을 수 있다. 물론, 기타 방식을 통해서도 차량의 실시간 위치를 획득하여 사용자에게 장거리 또는 단거리 운전 선택 또는 목적지 설정을 하도록 알릴 수 있으므로, 본 발명은 이를 한정하지 않는다.

단계 S104에 있어서, 사용자의 선택에 따라 상기 배터리 교체식 구동 시스템 및/또는 상기 주행거리 연장식 구동 시스템으로 스마트하게 전환된다. 구체적으로, 사용자의 선택에 따라 배터리 교체식 구동 시스템 및/또는 주행거리 연장식 구동 시스템으로 스마트하게 전환됨에 따라, 단거리 주행을 선택하거나 목적지가 단거리 주행 범위에 해당하는 경우 차량 주변의 배터리 교체소의 분포 정보를 파악하고, 배터리 교체소가 있는 경우, 배터리 교체 모드로 전환하여 상기 배터리 교체식 구동 시스템을 사용하고, 배터리 교체소가 없는 경우, 주행거리 연장 모드로 전환하여 상기 주행거리 연장식 구동 시스템을 사용한다. 장거리 주행을 선택하거나 목적지가 장거리 주행 범위에 해당하는 경우 차량의 총 예상 주행량을 확정하고, 차량 실시간 정보와 차량 장거리 주행 중에 있는 배터리 교체소와 연료 충전소의 분포 정보에 근거하여 에너지 충전 방안을 확정하고 사용자에게 푸쉬 알림을 제공한다. 본 발명에서 언급하는 연료 충전소는 주유소 등일 수 있다.

본 단계에서, 단거리 주행과 장거리 주행은 미리 설정된 거리 한계값에 근거하여 구별되어, 예를 들어, 미리 설정된 거리 한계값이 200km이고 예상 주행 거리가 미리 설정된 거리 한계값을 초과할 시 장거리 주행으로 간주하고, 초과하지 않을 경우 단거리 주행으로 간주한다. 목적지가 단거리 운전 또는 장거리 운전의 범위에 포함된다고 판단되면, 목적지와 현재 차량의 실시간 위치 사이의 거리와 미리 설정된 거리 한계값의 크기 관계에 따라 확정될 수 있다. 목적지와 현재 차량의 실시간 위치 사이의 거리가 미리 설정된 거리 한계값을 초과하는 경우 장거리 운전 범위에 포함되는 것으로 판단하며, 그렇지 않은 경우 단거리 운전 범위에 포함되는 것으로 판단한다. 미리 설정된 거리 한계값은 차량의 성능과 실제 필요성에 따라 설정되고, 본 발명에서는 이를 구체적으로 한정하지 않는다.

본 발명에서, 차량의 목적지, 차량 주변의 배터리 교체소 분포 정보, 차량 장거리 주행 중에 있는 배터리 교체소와 연료 충전소의 분포 정보는 차량에 탑재된 오프라인 지도 또는 온라인 지도, 차량의 네비게이션 정보를 통해 획득할 수 있다. 온라인 지도와 내비게이션 정보는 차량간 인터넷 기술을 통해 얻을 수 있다. 총 예상 주행량이란 예측된 차량의 총 주행량을 의미하며, 마일리지 또는 시간으로 표시된다. 마일리지로 표시될 경우, 총 예상 주행량은 총 예상 주행 마일리지로 칭할 수 있고, 시간으로 표시될 경우, 총 예상 주행량은 총 예상 주행 시간으로 칭할 수 있다. 현재 차량의 실시간 위치, 목적지, 목적지 주변의 배터리 교체소 및 연료 충전소의 분포에 기반하여 차량의 총 예상 주행량을 확정한다.

본 발명의 실시예에서 제공하는 배터리 교체식 하이브리드 차량의 에너지 충전 방법에 있어서, 퀵 체인지 배터리에 레인지 익스텐더가 결합된 배터리 교체식 하이브리드 차량에 응용되고, 차량 정보와 주변 배터리 교체소, 연료 충전소의 분포에 따라 배터리 교체식 구동 시스템 및/또는 주행거리 연장식 구동 시스템으로 스마트하게 전환되고, 이에 상응하는 에너지 충전 방안을 확정함으로써 차량이 목적지까지 정상적으로 주행되어 에너지를 충전하여 차량이 정상적으로 사용되는 것을 보장할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 차량 실시간 정보는 배터리 장착 상태와 총 잔여 주행량이 포함된다. 총 잔여 주행량이란 차량에 남아있는 에너지로 주행할 수 있는 총 주행량을 의미한다. 또한 총 잔여 주행량 역시 마일리지 또는 시간으로 표시될 수 있고, 상응하게는, 총 잔여 주행 마일리지 또는 총 잔여 주행 시간으로 칭할 수 있다. 총 잔여 주행량은 차량의 계기판을 통해 얻을 수 있거나 기존의 알고리즘을 통해 차량의 잔여 에너지량과 현재 운전 매개변수를 근거로 계산하여 얻을 수 있으며, 이는 통상의 기술자가 알아야 하는 내용이며, 별도로 상세하게 설명하지 않는다.

이 상황에서, 상술한 에너지 충전 방안은 배터리 교체소와 연료 충전소의 분포에 따라 실시간 연료 가격과 전력 가격을 포함하고 낮은 가격에서 높은 가격까지 다양한 가격대의 상기 에너지 충전 방안을 확정하여 사용자가 선택할 수 있게 제공된다. 따라서, 차량의 정상적인 주행을 보장한다는 전제 하에 가장 경제적인 에너지 충전 방안을 제공하여 사용자의 사용 체험을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 에너지 충전 방법은 장거리 배터리 운영 모드를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 차량 실시간 정보와 차량 장거리 주행 중에 있는 배터리 교체소와 연료 충전소의 분포 정보에 근거하여 에너지 충전 방안을 확정하고 사용자에게 푸쉬 알림을 제공하는 단계의 진일보한 실시에 있어서, 장거리 주행에 추천된 상기 에너지 충전 방안 중 배터리 교체소의 수량이 적거나 없을 경우, 사용자에게 장거리 배터리 운영 모드를 추천하여, 사용자가 가장 가까운 배터리 교체소에서 상기 퀵 체인지 배터리를 제거하여, 중량을 줄이고 다시 고속 주행을 실행할 수 있도록 안내한다.

본 실시예에서, 배터리 교체소가 적거나 아예 없어 퀵 체인지 배터리를 교체하기 어렵거나 교체가 불가능한 경우, 차량의 퀵 체인지 배터리를 제거하면 차량의 전체 중량을 효과적으로 줄일 수 있어 레인지 익스텐더의 에너지 소모가 줄어 에너지 이용률을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에서, 상기 에너지 충전 방법은 단거리 배터리 운영 모드를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 차량 실시간 정보와 차량 장거리 주행 중에 있는 배터리 교체소와 연료 충전소의 분포 정보에 근거하여 에너지 충전 방안을 확정하고 사용자에게 푸쉬 알림을 제공하는 단계의 진일보한 실시에 있어서, 단거리 주행에 추천된 상기 에너지 충전 방안 중 배터리 교체소의 수량이 많거나 평소 주행 거리가 짧을 경우, 사용자에게 단거리 배터리 운영 모드를 추천하여, 사용자가 가장 가까운 배터리 교체소에서 대용량인 퀵 체인지 배터리를 떼어내고 일상용 주행 마일리지에 적합한 소용량 퀵 체인지 배터리로 교체할 수 있도록 안내한다.

본 실시예에서, 단거리 배터리 운영 모드에서는, 소용량 퀵 체인지 배터리를 이용해 차량의 경하 중량이 감소될 수 있어 에너지 이용률이 향상될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 총 예상 주행량은 차량이 현재 위치에서 목적지까지 도달되는 제1 예상 주행량 및 차량이 목적지에서 목적지 주변의 목표 에너지 충전소(목표 배터리 교체소 또는 목표 연료 충전소)까지 도달되는 제2 예상 주행량을 포함한다. 여기에서 언급한 목표 에너지 충전소는 사용자가 지정한 것이거나 미리 설정된 선별 규칙에 따라 목적지 주변의 모든 에너지 충전소 중 선정되어 추천된 것이다. 미리 설정된 선별 규칙이란 목적지 주변의 모든 에너지 충전소 중에서 목적지와 가장 가까운 에너지 충전소를 목표 에너지 충전소로 선택한 것을 말한다. 또는, 사용자의 과거 사용 데이터에 따라 목적지 주변의 모든 에너지 충전소 중에서 사용자가 과거에 사용 횟수가 가장 많은 에너지 충전소를 목표 에너지 충전소로 선택하거나; 앞서 말한 두 가지 방식을 결합하고, 가중치 방법을 이용해 목적지까지의 거리 및 사용자의 과거 사용 횟수를 고려해 목표 에너지 충전소를 선정한다. 물론, 다른 유형의 미리 설정된 선별 규칙도 존재하므로, 본 발명에서는 이를 한정하지 않는다.

제1 예상 주행량 및 제2 예상 주행량이 총 예상 주행량과 마일리지 또는 시간으로 상응되게 표시된다. 마일리지로 표시될 경우, 제1 예상 주행량과 제2 예상 주행량 각각이 제1 예상 주행 마일리지와 제2 예상 주행 마일리지로 칭해질 수 있다. 시간으로 표시될 경우, 제1 예상 주행량과 제2 예상 주행량 각각이 제1 예상 주행 시간과 제2 예상 주행 시간으로 칭해질 수 있다.

차량의 배터리 장착 상태는 퀵 체인지 배터리가 차량에 장착되었음을 표시하는 제1 장착 상태를 포함한다. 제1 장착 상태 하에, 차량의 총 잔여 주행량이 퀵 체인지 배터리의 제1 잔여 주행량 및 레인지 익스텐더의 제2 잔여 주행량의 총합이다. 제1 잔여 주행량이란 퀵 체인지 배터리에 남은 전력으로 이동할 수 있는 주행량을 의미한다. 배터리 교체식 하이브리드 차량의 주행거리 연장식 구동 시스템이 기본 배터리를 포함하지 않는 상황인 경우, 제2 잔여 주행량은 주행거리 연장식 구동 시스템에서 레인지 익스텐더가 나머지 연료로 이동할 수 있는 주행량을 의미한다. 배터리 교체식 하이브리드 차량의 주행거리 연장식 구동 시스템이 기본 배터리를 포함하는 상황인 경우, 제2 잔여 주행량은 주행거리 연장식 구동 시스템에서 레인지 익스텐더가 나머지 연료로 이동할 수 있는 주행량과 기본 배터리에 저장된 전력량으로 이동할 수 있는 주행량의 총합을 의미한다. 제1 잔여 주행량 및 제2 잔여 주행량이 총 잔여 주행량과 마일리지 또는 시간으로 상응되게 표시된다. 마일리지로 표시될 경우, 제1 잔여 주행량과 제2 잔여 주행량 각각이 제1 잔여 주행 마일리지와 제2 잔여 주행 마일리지로 칭해질 수 있다. 시간으로 표시될 경우, 제1 잔여 주행량과 제2 잔여 주행량 각각이 제1 잔여 주행 시간과 제2 잔여 주행 시간으로 칭해질 수 있다.

이러한 상황에서, 도 8을 참조하면, 차량 실시간 정보와 차량 장거리 주행 중에 있는 배터리 교체소와 연료 충전소의 분포 정보에 근거하여 에너지 충전 방안을 확정하는 단계는,

제1 장착 상태에서, 제1 잔여 주행량이 제1 예상 주행량보다 크거나 같고, 총 잔여 주행량이 총 예상 주행량(즉 제1 예상 주행량과 제2 예상 주행량의 총합)보다 크거나 같을 경우, 차량에 에너지를 충전할 필요가 없음을 확정하는 단계 S206a;

제1 장착 상태에서, 제1 잔여 주행량이 제1 예상 주행량보다 크거나 같고, 총 잔여 주행량이 총 예상 주행량보다 적을 경우, 목적지로 주행하는 과정에서 차량에 에너지 충전이 필요한 것으로 확정하여, 상응하는 에너지 충전 방안을 확정하고 사용자에게 푸쉬 알림을 제공하는 단계 S206b;를 포함한다.

본 발명에서, 에너지 충전소는 배터리 교체소 및/또는 연료 충전소(예: 주유소)를 포함한다. 상응하게는, 차량에 에너지를 충전하는 방식은 배터리 교체소를 통해 퀵 체인지 배터리를 교체하거나 제거하고, 및/또는 주유소에서 레인지 익스텐더에 필요한 연료(예: 가솔린, 수소, 메탄올 등)를 추가할 수 있다.

본 발명의 실시예에서 에너지 충전 방안을 확정할 때, 차량의 제1 잔여 주행량이 제1 예상 주행량(즉, 동력 배터리의 잔여 전력량으로 차량이 목적지까지 충분히 도달될 수 있다)보다 크거나 같은 상황에서 차량의 총 잔여 주행량이 차량의 현재 위치에서 목적지까지의 제1 예상 주행량 및 차량의 목적지에서 목적지 주변의 목표 에너지 충전소(목표 배터리 교체소 또는 목표 연료 충전소)까지의 제2 예상 주행량의 총합을 충족시킬 수 있는지의 여부를 고려하여, 다시 말해, 목적지에 도달한 차량의 잔여 에너지가 목표 에너지 충전소에 도달할 수 있을 만큼 충분한지 고려함으로써, 차량이 목적지에 도착한 후에도 충분한 에너지가 있어 에너지 충전소로 이동하여 에너지를 충전할 수 있도록 보장하여, 목적지 도착 후 에너지 부족 문제를 방지할 수 있다.

더 나아가서, 일 실시예에서, 도 9를 참조하면, 제1 장착 상태 하에, 차량 실시간 정보와 차량 장거리 주행 중에 있는 배터리 교체소와 연료 충전소의 분포 정보에 근거하여 에너지 충전 방안을 확정하는 단계,

제1 장착 상태에서, 제1 잔여 주행량이 제1 예상 주행량과 미리 설정된 비율 한계값의 곱보다 크거나 같고, 제1 예상 주행량보다 적으며, 총 잔여 주행량이 총 예상 주행량보다 크거나 같을 경우, 차량이 현재 위치에서 목적지까지의 주행 도중 퀵 체인지 배터리를 제거하거나 교체할 필요가 있음을 확정하는 단계 S206c;

제1 장착 상태에서, 제1 잔여 주행량이 제1 예상 주행량과 미리 설정된 비율 한계값의 곱보다 크거나 같고, 제1 예상 주행량보다 적으며, 총 잔여 주행량이 총 예상 주행량보다 적을 경우, 차량의 현재 위치와 가장 가까운 연료 충전소로 이동하여 연료를 추가하도록 확정하는 단계 S206d;

제1 장착 상태에서, 제1 잔여 주행량이 제1 예상 주행량과 미리 설정된 비율 한계값의 곱보다 작을 경우, 차량이 현재 위치에서 목적지까지의 주행 도중 퀵 체인지 배터리를 제거하거나 교체할 필요가 있음을 확정하는 단계 S206e;를 포함한다.

본 실시에에서, 미리 설정된 비율 한계값이 1 미만인 값일 경우 실제 응용 조건에 따라 설정될 수 있다. 예를 들어, 차량의 사용 성능에 따라 퀵 체인지 배터리의 전력량 수요가 설정되거나, 사용자의 배터리 사용 패턴(예를 들어, 사용자가 에너지 충전할 때 퀵 체인지 배터리에 남아있는 전력량의 비율값에 대한 과거 통계 데이터)에 따라 설정될 수 있다. 구체적인 실시예에 있어서, 미리 설정된 비율 한계값이 2/3로 설정될 수 있다.

본 실시예는 퀵 체인지 배터리의 제1 잔여 주행량이 제1 예상 주행량보다 적은(즉, 퀵 체인지 배터리의 잔여 전력량이 부족하여 차량이 목적지에 도달할 수 없다) 경우, 다양한 레인지 익스텐더의 주행 능력에 대응되는 에너지 충전 방안이 차량의 정상적인 사용을 더 보장할 수 있다.

더 나아가서, 일 실시예에서, 차량 실시간 정보는 차량의 현재 위치와 목적지 사이의 도로교통 정보를 더 포함할 수 있다. 도로교통 정보는 차량간 인터넷 기술을 통해 클라우드에서 실시간으로 얻을 수 있다. 예를 들어, 차량이 현재 위치에서 목적지까지의 주행 도중 퀵 체인지 배터리를 제거하거나 교체할 필요가 있음을 확정하기 전에, 획득한 도로교통 정보에 E따라 차량의 현재 위치와 목적지 사이의 도로 정체 구간을 확정할 수 있다.

이 경우, 차량이 현재 위치에서 목적지까지의 주행 도중 퀵 체인지 배터리를 제거하거나 교체할 필요가 있음을 확정하는 단계의 진일보한 실시에 있어서, 차량이 이 정체 구간에 도달하기 전에 배터리를 제거하거나 교체할 필요가 있음을 확정한다. 즉, 단계 S206c의 진일보한 실시에 있어서, 제1 장착 상태에서, 제1 잔여 주행량이 제1 예상 주행량과 미리 설정된 비율 한계값의 곱보다 크거나 같고, 제1 예상 주행량보다 적으며, 총 잔여 주행량이 총 예상 주행량보다 크거나 같을 경우, 차량이 이 정체 구간에 도달하기 전에 배터리를 제거하거나 교체할 필요가 있음을 확정한다. 단계 S206e의 진일보한 실시에 있어서, 제1 장착 상태에서, 제1 잔여 주행량이 제1 예상 주행량과 미리 설정된 비율 한계값의 곱보다 적으면, 차량이 이 정체 구간에 도달하기 전에 배터리를 제거하거나 교체할 필요가 있음을 확정한다. 도로가 정체되기 전에 배터리를 분해하거나 교체하면 차량 전체의 중량을 줄일 수 있어 정체 구간에서 차량의 에너지 소모를 감소시킬 수 있다. 또는, 도로 정체 전에 퀵 체인지 배터리를 교체함으로써 충분한 에너지로 차량이 운행될 수 있도록 보장할 수 있다.

일 실시예에서, 차량의 실시간 정보는 차량의 배터리 장착 상태, 총 잔여 주행량, 차량의 현재 위치와 목적지 사이의 도로교통 정보를 포함하고, 여기에서 배터리 장착 상태는 상기 퀵 체인지 배터리가 이미 차량에서 제거되었음을 표시하는 제2 장착 상태를 포함한다. 제2 장착 상태에서, 퀵 체인지 배터리가 차량에서 분해(즉 차량에 없다)되었으므로, 이때 차량의 총 잔여 주행량이 레인지 익스텐더의 제2 잔여 주행량과 같다.

이러한 상황에서, 도 10을 참조하면, 차량 실시간 정보와 차량 장거리 주행 중에 있는 배터리 교체소와 연료 충전소의 분포 정보에 근거하여 에너지 충전 방안을 확정하는 단계는 아하의 단계를 포함한다.

단계 S402: 제2 장착 상태에서, 도로교통 정보에 근거하여 차량의 현재 위치와 목적지 사이의 도로가 원활한지 판단한다. 원활하지 않은 경우 단계 S404를 실시한다. 원활한 경우 단계 S410를 실시한다.

단계 S404: 도로교통 정보에 근거하여 정체 구간을 판단하고 정체 구간의 예측 정체 시간을 획득하고, 단계 S406를 계속 실행한다.

본 실시예에서, 예측 정체 시간은 네비게이션 정보에서 제공하는 도로 정체 구간의 예측 통행 시간에 기반하여 확정된다.

단계 S406: 예측 정체 시간이 미리 설정된 시간 한계값보다 크거나 같은 지의 여부를 판단한다. 크거나 같다면, 단계 S408를 실시한다.

미리 설정된 시간 한계값은 실제 응용 수요에 따라 설정될 수 있다. 예를 들어, 차량이 배터리 교체소에 가서 배터리를 장착하거나 교체하는 데 필요한 최대 시간이 설정될 수 있다.

단계 S408에 있어서, 차량이 정체 구간에 도달하기 전에 배터리 교체소에 가서 퀵 체인지 배터리를 장착할 필요가 있음을 확정한다.

정체 시간이 미리 설정된 시간 한계값보다 크거나 같은 상황에서는 정체 구간에 도달하기 전에 배터리 교체소에 가서 배터리를 교체하면, 시간 이용률을 높일 뿐만 아니라 정체 구간과 정체 시간을 어느정도 모면할 수 있어, 특히 시내에서 주행 시나리오에 매우 적합하다.

단계 S410: 총 잔여 주행량이 총 예상 주행량보다 크거나 같은지 여부를 판단한다. 크거나 같다면, 단계 S412를 실시한다. 크거나 같지 않다면, 단계 S414를 실시한다.

단계 S412: 차량에 에너지를 충전할 필요가 없음을 확정한다.

단계 S414: 차량의 현재 위치와 가장 가까운 연료 충전소로 이동하여 연료를 추가하도록 확정하거나, 차량의 현재 위치와 가장 가까운 배터리 교체소로 이동하여 상기 퀵 체인지 배터리를 장착해야 한다.

본 실시예는 퀵 체인지 배터리가 이미 제거된 상태에서, 예상 주행량, 잔여 주행량, 도로교통 정보를 결합하여 더 정확하고 합리적인 에너지 충전 방안을 제공함으로써 차량의 정상적인 사용을 더 보장할 수 있다.

일부 실시예에서, 차량에 에너지 충전이 필요 없다고 확정된 경우, 사용자에게 푸쉬 알림을 하지 않아도 되므로 시간을 절약할 뿐만 아니라 사용자를 방해하지 않아 사용자 체험이 향상될 수 있다.

앞서 언급한 바와 같이, 총 잔여 주행량은 차량의 계기판을 통해 획득하거나 기존의 알고리즘을 통해 차량의 잔여 에너지량과 현재 운전 매개변수를 근거로 계산하여 얻을 수 있다. 하지만 이러한 방식은 서로 다른 사용자의 사용 패턴으로 인해 발생될 수 있는 영향을 고려하지 않는다. 예를 들어, 각기 다른 사용자의 에어컨 사용 횟수, 브레이크 횟수 등이 차량의 잔여 주행량에 영향을 끼칠 수 있다. 이를 위해, 일 실시예에서, 하기 방식을 통해 차량의 총 잔여 주행량을 획득할 수 있다.

먼저, 차량의 잔여 에너지량과 현재 운전 매개변수를 얻고, 잔여 에너지량과 현재 운전 매개변수에 따라 본래의 총 잔여 주행량을 계산한다. 운전 매개변수는 차량의 평균 속도, 차량 적재량, 차량 연식 등을 포함할 수 있다. 본래 총 잔여 주행량의 계산은 통상의 기술자가 숙지해야 될 사안으로, 더는 상세하게 설명하지 않는다.

차량의 사용자 패턴 매개변수를 얻고, 사용자 패턴 매개변수로 본래의 총 잔여 주행량을 수정하여 총 잔여 주행량을 얻을 수 있다.

사용자 패턴 매개변수는 공간 사용 시간, 브레이크 횟수, 기어 전환 횟수, 사용자 체중 등이 포함될 수 있다. 또한 머신 러닝(Machine Learning) 모델을 통해 수정할 수 있다. 예를 들어, 사용자의 과거 패턴 매개변수와 해당 차량의 본래 총 잔여 주행량의 과거 데이터를 입력으로, 상응하는 실제 총 잔여 주행량 데이터를 출력으로 삼아, 머신 러닝 모델을 훈련시키고, 수정 시 사용자 패턴 매개변수와 현재의 본래 총 잔여 주행량을 훈련된 머신 러닝 모델에 입력시키면 수정된 총 잔여 주행량을 획득할 수 있다.

제1 잔여 주행량과 제2 잔여 주행량은 총 잔여 주행량과 유사한 방법을 통해 수정하고, 본 내용에서 재차 설명하지 않는다.

본 실시예는 사용자의 패턴에 기반하여 차량의 잔여 주행량을 수정함으로써, 사용자에게 더 개별화되고 더 안전한 에너지 충전 방안을 제공할 수 있다.

다른 실시예에서, 단계 S104 중, 차량의 총 예상 주행량이 확정되기 전에, 먼저 차량의 과거 주행 데이터 및 현재 시간 및/또는 차량의 현재 위치에 근거하여 차량의 목적지 및 예상 주행 경로를 확정할 수 있다. 또한, 차량의 총 예상 주행량이 확정되는 단계의 진일보한 실시에 있어서, 차량의 현재 위치, 확정된 목적지, 예상 주행 경로, 목적지 주변의 에너지 충전소(배터리 교체소 및 연료 충전소)의 분포를 근거로 차량의 총 예상 주행량을 확정한다. 차량의 과거 주행 데이터는 차량의 과거 주행 궤도 및 주행 시간을 포함할 수 있다.

제1 예상 주행량 및 제2 예상 주행량의 확정 방식이 총 예상 주행량과 유사하여, 본 발명에서는 재차 설명하지 않는다.

본 발명에서, 차량의 예상 주행량을 확정할 때 차량의 과거 운전 데이터의 영향을 고려한다. 과거 주행 데이터는 사용자의 사용 패턴을 반영하므로, 이 방식에 의해 확정된 예상 주행량에 기반하여 확정된 에너지 충전 방안은 더 개별화되면서 안전하다.

동일한 발명 아이디어를 토대로, 본 발명의 실시예는 배터리 교체식 하이브리드 차량의 에너지 충전 관리 시스템을 더 제공한다. 본 발명의 실시예에서 제공하는 에너지 충전 관리 시스템은 앞서 언급한 임의의 실시예 또는 실시예예가 조합된 배터리 교체식 하이브리드 차량(100)에 응용될 수 있다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에서 배터리 교체식 하이브리드 차량의 에너지 충전 관리 시스템(80)을 나타내는 구조 개략도이다. 도 11을 참조한 바와 같이, 에너지 충전 관리 시스템(80)은 적어도 정보 획득 유닛(81)과 연산 전환 유닛(82)을 포함한다.

본 발명의 실시예에서는 배터리 교체식 하이브리드 차량의 에너지 충전 관리 시스템(80)의 각 구성 요소 또는 부속품의 기능 및 각 부분 간의 연결 관계를 소개한다.

정보 획득 유닛(81)은 사용자가 차량레 시동걸 때, 차량의 실시간 위치를 얻고 사용자에게 장거리 또는 단거리 운전을 선택하거나 목적지를 설정하도록 알릴 수 있게 배치된다.

연산 전환 유닛(82)은 정보 획득 유닛(81)과 서로 연결될 수 있고, 사용자의 선택에 따라 배터리 교체식 구동 시스템 및/또는 주행거리 연장식 구동 시스템으로 스마트하게 전환되도록 배치될 수 있다. 구체적으로, 연산 전환 유닛(82)은 단거리 주행을 선택하거나 목적지가 단거리 주행 범위에 해당하는 경우 정보 획득 유닛(81)을 통해 차량 주변의 배터리 교체소의 분포 정보를 획득할 수 있도록 더 배치된다. 배터리 교체소가 있는 경우, 배터리 교체 모드로 전환하여 상기 배터리 교체식 구동 시스템을 사용하고, 배터리 교체소가 없는 경우, 주행거리 연장 모드로 전환하여 주행거리 연장식 구동 시스템을 사용하고; 장거리 주행을 선택하거나 목적지가 장거리 주행 범위에 해당하는 경우 차량의 총 예상 주행량을 확정하고, 차량 실시간 정보와 차량 장거리 주행 중에 있는 배터리 교체소와 연료 충전소의 분포 정보에 근거하여 에너지 충전 방안을 확정하고 사용자에게 푸쉬 알림을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에서, 차량 실시간 정보는 배터리 장착 상태와 총 잔여 주행량이 포함된다. 상기 에너지 충전 방안은 배터리 교체소와 연료 충전소의 분포에 따라 실시간 연료 가격과 전력 가격은 낮은 가격에서 높은 가격까지 확정할 수 있는 다양한 가격대의 상기 에너지 충전 방안을 사용자가 선택할 수 있게 제공된다.

본 발명의 일 실시예에서, 연산 전환 유닛(82)은 장거리 주행에 추천된 상기 에너지 충전 방안 중 배터리 교체소의 수량이 적거나 없을 경우, 사용자에게 장거리 배터리 운영 모드를 추천하여, 사용자가 가장 가까운 배터리 교체소에서 상기 퀵 체인지 배터리를 제거하여, 중량을 줄이고 다시 고속 주행을 실행할 수 있도록 안내한다.

본 발명의 다른 실시예에서, 연산 전환 유닛(82)은 단거리 주행에 추천된 에너지 충전 방안 중 배터리 교체소의 수량이 많거나 평소 주행 거리가 짧을 경우, 사용자에게 단거리 배터리 운영 모드를 추천하여, 사용자가 가장 가까운 배터리 교체소에서 대용량 퀵 체인지 배터리를 제거하여 평소 주행 거리에 걸맞는 소용량 퀵 체인지 배터리로 교체하도록 안내하도록 더 배치된다.

본 발명의 일 실시예에서, 총 예상 주행량은 차량이 현재 위치에서 목적지까지 도달되는 제1 예상 주행량 및 차량이 목적지에서 목적지 주변의 목표 배터리 교체소 또는 목표 연료 충전소까지 도달되는 제2 예상 주행량을 포함한다. 차량의 배터리 장착 상태는 퀵 체인지 배터리가 차량에 장착되었음을 표시하는 제1 장착 상태를 포함한다. 제1 장착 상태 하에, 총 잔여 주행량이 퀵 체인지 배터리의 제1 잔여 주행량 및 레인지 익스텐더의 제2 잔여 주행량의 총합이다.

상응하게는, 연산 전환 유닛(82)은 제1 장착 상태에서, 제1 잔여 주행량이 제1 예상 주행량보다 크거나 같고, 총 잔여 주행량이 총 예상 주행량보다 크거나 같을 경우, 차량에 에너지를 보충할 필요가 없음을 확정하도록 배치될 수 있다. 상기 제1 잔여 주행량이 상기 제1 예상 주행량보다 크거나 같고, 총 잔여 주행량이 총 예상 주행량보다 적을 경우, 목적지로 주행하는 과정에서 차량에 에너지 충전이 필요한 것으로 확정하여, 상응하는 에너지 충전 방안을 확정하고 사용자에게 푸쉬 알림을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에서, 연산 전환 유닛(82)은 제1 장착 상태에서, 제1 잔여 주행량이 제1 예상 주행량과 미리 설정된 비율 한계값의 곱보다 크거나 같고, 제1 예상 주행량보다 적으며, 총 잔여 주행량이 총 예상 주행량보다 크거나 같을 경우, 차량이 현재 위치에서 목적지까지의 주행 도중 퀵 체인지 배터리를 제거하거나 교체할 필요가 있음을 확정하도록 배치될 수 있다. 제1 잔여 주행량이 제1 예상 주행량과 미리 설정된 비율 한계값의 곱보다 크거나 같고, 제1 예상 주행량보다 적으며, 총 잔여 주행량이 총 예상 주행량보다 적을 경우, 차량의 현재 위치와 가장 가까운 연료 충전소로 이동하여 연료를 추가하도록 확정한다. 상기 제1 잔여 주행량이 상기 제1 예상 주행량과 미리 설정된 비율 한계값의 곱보다 작을 경우, 차량이 현재 위치에서 목적지까지의 주행 도중 상기 퀵 체인지 배터리를 제거하거나 교체할 필요가 있음을 확정하는 내용을 포함한다.

더 나아가서, 본 발명의 일 실시예에서, 차량 실시간 정보는 차량의 현재 위치와 목적지 사이의 도로교통 정보를 더 포함할 수 있다.

이에 상응하게, 연산 전환 유닛(82)은 제1 장착 상태에서, 제1 잔여 주행량이 상기 제1 예상 주행량과 미리 설정된 비율 한계값의 곱보다 크거나 같고, 제1 예상 주행량보다 적으며, 총 잔여 주행량이 총 예상 주행량보다 크거나 같을 경우, 도로 교통 정보에 따라 정체 구간을 확정하고, 차량이 정체 구간에 도달하기 전에 퀵 체인지 배터리를 제거하거나 교체할 필요가 있음을 확정하도록 배치될 수 있다. 제1 잔여 주행량이 제1 예상 주행량과 미리 설정된 비율 한계값의 곱보다 크거나 같고, 제1 예상 주행량보다 적으며, 총 잔여 주행량이 총 예상 주행량보다 적을 경우, 차량의 현재 위치와 가장 가까운 연료 충전소로 이동하여 연료를 추가하도록 확정한다. 제1 잔여 주행량이 제1 예상 주행량과 미리 설정된 비율 한계값의 곱보다 작을 경우, 도로교통 정보에 근거하여 정체 구간을 확정하고, 차량이 정체 구간에 도달하기 전에 퀵 체인지 배터리를 제거하거나 교체할 필요가 있음을 확정할 수 있다.

일 실시예에서, 배터리 장착 상태는 퀵 체인지 배터리가 이미 차량에서 제거되었음을 표시하는 제2 장착 상태를 포함한다. 실시간 정보는 차량의 현재 위치와 목적지 사이의 도로교통 정보를 더 포함한다. 상응하게는, 연산 전환 유닛(82)은,

상기 제2 장착 상태에서, 도로교통 정보에 근거하여 차량의 현재 위치와 목적지 사이의 도로가 원활한지 판단하고;

차량의 현재 위치와 목적지 사이의 도로가 원활하지 않은 경우, 도로교통 정보에 근거하여 도로 정체 구간을 확정하고 도로 정체 구간의 예측 정체 시간을 획득하고;

예측 정체 시간이 미리 설정된 시간 한계값보다 크거나 같다고 판단한 경우, 차량이 정체 구간에 도달하기 전에 배터리 교체소에 가서 상기 퀵 체인지 배터리를 장착해야 할 필요성이 있음을 확정하고;

차량의 현재 위치와 목적지 사이의 도로가 원활한 경우, 총 잔여 주행량이 총 예상 주행량보다 크거나 같은지 판단하고;

총 잔여 주행량이 총 예상 주행량보다 크거나 같을 경우, 차량에 에너지를 충전할 필요가 없음을 확정하고;

총 잔여 주행량이 총 예상 주행량보다 적을 경우, 차량의 현재 위치와 가장 가까운 연료 충전소로 이동하여 연료를 추가하도록 확정하거나, 차량의 현재 위치와가장 가까운 배터리 교체소로 이동하여 상기 퀵 체인지 배터리를 장착하도록 더 배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 연산 전환 유닛(82)은,

차량의 잔여 에너지량과 현재 운전 매개변수를 얻고, 잔여 에너지량과 현재 운전 매개변수에 따라 본래의 총 잔여 주행량을 계산하고;

차량의 사용자 패턴 매개변수를 얻고, 사용자 패턴 매개변수에 따라 본래의 총 잔여 주행량을 수정하여 총 잔여 주행량을 얻도록 더 배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 연산 전환 유닛(82)은,

차량의 과거 주행 데이터 및 현재 시간 및/또는 차량의 현재 위치에 근거하여 차량의 목적지 및 예상 주행 경로를 확정하고,

차량의 현재 위치, 목적지, 예상 주행 경로, 목적지 주변의 에너지 충전소의 분포에 따라 차량의 총 예상 주행량을 확정하도록 더 배치될 수 있다.

상술한 어느 하나의 바람직한 실시예 또는 복수개의 실시예의 조합에 따르면, 본 발명의 실시예는 하기와 같은 유익한 효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 실시예에서 제공하는 배터리 교체식 하이브리드 차량의 에너지 충전 방법과 관리 시스템을 있어서, 상기 퀵 체인지 배터리에 레인지 익스텐더가 결합된 배터리 교체식 하이브리드 차량에 응용되고, 차량 정보와 주변 배터리 교체소, 연료 충전소의 분포에 따라 상기 배터리 교체식 구동 시스템 및/또는 상기 주행거리 연장식 구동 시스템으로 스마트하게 전환되고, 이에 상응하는 에너지 충전 방안을 확정함으로써 차량이 목적지까지 정상적으로 주행되어 에너지를 충전하여 차량이 정상적으로 사용되는 것을 보장할 수 있다.

더 나아가서, 본 발명의 실시예에서 제공하는 에너지 충전 방법과 관리 시스템이 에너지 충전 방안을 확정할 때, 상기 퀵 체인지 배터리의 잔여 전력량이 목적지에 도달할 만큼 충분한 상황에서 차량의 총 잔여 주행량이 차량의 현재 위치에서 목적지까지의 제1 예상 주행량 및 차량의 목적지에서 목적지 주변의 목표 에너지 충전소(목표 배터리 교체소 또는 목표 연료 충전소)의 제2 예상 주행량의 총합을 충족시킬 수 있는지의 여부를 고려하여, 이는 다시 말해, 목적지에 도달한 차량의 잔여 에너지가 목표 에너지 충전소에 도달할 수 있을 만큼 충분한지 고려함으로써, 차량이 목적지에 도착한 후에도 충분한 에너지가 있어 에너지 충전소로 이동하여 에너지를 충전할 수 있도록 보장하여, 목적지 도착 후 에너지 부족 문제를 방지할 수 있다.

더 나아가서, 본 발명의 실시예에서 제공하는 에너지 충전 방법과 관리 시스템이 에너지 충전 방안을 확정할 때, 차량의 상이한 배터리 장착 상태, 예상 주행량, 잔여 주행량, 도로교통 정보를 결합함으로써 더 정확하고 합리적인 에너지 충전 방안을 제공할 수 있어, 차량의 정상적인 사용을 더 보장할 수 있다.

더 나아가서, 본 발명의 실시예에서 제공하는 에너지 충전 방법과 관리 시스템이 에너지 충전 방안을 확정할 때, 사용자의 패턴에 따라 차량의 잔여 주행량을 수정 및/또는 예상 주행량을 확정함으로써, 사용자에게 개별화되면서 더 안전한 에너지 충전 방안을 제공할 수 있다.

본 명세서 내용에서 이미 구체적인 세부 내용을 방대하게 설명하였다. 하지만, 본 발명의 실시예는 이러한 구체적인 세부 내용이 없어도 실시될 수 있음을 이해해야 한다. 일부 실시예에서는 본 명세서를 명확히 이해시키기 위한 공지된 방법, 구조와 기술을 상세하게 다루지 않았다.

위와 같이 각 실시예는 본 발명의 기술 방안을 설명하는 데에만 사용되며, 이를 제한하지 않는다. 통상의 기술자는 상술한 각 실시예가 본 발명을 상세하게 설명한 것을 참조하더라도, 본 발명의 정신과 원칙 내에서, 상기 각 실시예에 기재된 기술방안을 여전히 수정할 수 있거나, 이 중에서 일부 또는 전체 기술 특징에 대한 등가적 치환을 할 수 있음을 이해해야 한다. 또한, 이러한 수정 또는 치환은 해당 기술 방안이 본 발명의 보호 범위를 벗어나지 않는다.

Claims (12)

1. 배터리 교체식 하이브리드 차량의 에너지 충전 방법에 있어서,
   상기 차량에는 신속하게 전환 가능하면서 주 동력 시스템으로 단독으로 사용될 수 있는 배터리 교체식 구동 시스템과 주행거리 연장식 구동 시스템이 설치되고;
   상기 주행거리 연장식 구동 시스템은 레인지 익스텐더(Range extender)와 구동 모터를 포함하고;
   상기 배터리 교체식 구동 시스템은 퀵 체인지 배터리와 상기 구동 모터를 포함하고, 상기 퀵 체인지 배터리는 배터리 교체소에서 신속하게 분해되어 교체되고;
   상기 방법은,
   사용자가 차량에 시동걸 때, 차량의 실시간 위치를 얻고 사용자에게 장거리 또는 단거리 운전을 선택하거나 목적지를 설정하도록 알리고, 사용자의 선택에 따라 상기 배터리 교체식 구동 시스템 및/또는 상기 주행거리 연장식 구동 시스템으로 스마트하게 전환되는 단계를 포함하고; 여기에서,
   사용자의 선택에 따라 상기 배터리 교체식 구동 시스템 및/또는 상기 주행거리 연장식 구동 시스템으로 스마트하게 전환되는 단계는,
   단거리 주행을 선택하거나 목적지가 단거리 주행 범위에 해당하는 경우, 차량 주변의 배터리 교체소의 분포 정보를 얻고, 배터리 교체소가 있는 경우, 배터리 교체 모드로 전환하여 상기 배터리 교체식 구동 시스템을 사용하고, 배터리 교체소가 없는 경우, 주행거리 연장 모드로 전환하여 상기 주행거리 연장식 구동 시스템을 사용하고;
   장거리 주행을 선택하거나 목적지가 장거리 주행 범위에 해당하는 경우, 상기 차량의 총 예상 주행량을 확정하고, 차량 실시간 정보와 차량 장거리 주행 중에 있는 배터리 교체소와 연료 충전소의 분포 정보에 근거하여 에너지 충전 방안을 확정하고 사용자에게 푸쉬 알림을 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 교체식 하이브리드 차량의 에너지 충전 방법.
2. 제1항에 있어서,
   여기에서, 상기 차량 실시간 정보는 배터리 장착 상태와 총 잔여 주행량이 포함되고;
   상기 에너지 충전 방안은 배터리 교체소와 연료 충전소의 분포에 따라 실시간 연료 가격과 전력 가격을 포함하고, 낮은 가격에서 높은 가격까지 확정할 수 있는 다양한 가격대의 에너지 충전 방안을 사용자가 선택할 수 있게 제공하는 것을 특징으로 하는 에너지 충전 방법.
3. 제1항에 있어서,
   여기에서, 상기 방법은 장거리 배터리 운영 모드를 더 포함하고;
   차량 실시간 정보와 차량 장거리 주행 중에 있는 배터리 교체소와 연료 충전소의 분포 정보에 근거하여 에너지 충전 방안을 확정하고 사용자에게 푸쉬 알림을 제공하는 단계는,
   장거리 주행에 추천된 상기 에너지 충전 방안 중 배터리 교체소의 수량이 적거나 없을 경우, 사용자에게 장거리 배터리 운영 모드를 추천하여, 사용자가 가장 가까운 배터리 교체소에서 상기 퀵 체인지 배터리를 제거하여, 중량을 줄이고 다시 고속 주행을 실행할 수 있도록 안내하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 충전 방법.
4. 제1항에 있어서,
   여기에서, 상기 방법은 단거리 배터리 운영 모드를 더 포함하고;
   차량 실시간 정보와 차량 장거리 주행 중에 있는 배터리 교체소와 연료 충전소의 분포 정보에 근거하여 에너지 충전 방안을 확정하고 사용자에게 푸쉬 알림을 제공하는 단계는,
   단거리 주행에 추천된 상기 에너지 충전 방안 중 배터리 교체소의 수량이 많거나 평소 주행 거리가 짧을 경우, 사용자에게 단거리 배터리 운영 모드를 추천하여, 사용자가 가장 가까운 배터리 교체소에서 대용량 퀵 체인지 배터리를 제거하여, 평소 주행 거리에 걸맞는 소용량 퀵 체인지 배터리로 교체하도록 안내하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 충전 방법.
5. 제2항에 있어서,
   상기 총 예상 주행량은 상기 차량이 현재 위치에서 상기 목적지까지 도달하는 제1 예상 주행량 및 상기 차량이 목적지에서 상기 목적지 주변의 목표 배터리 교체소 또는 목표 연료 충전소까지 도달하는 제2 예상 주행량을 포함하고;
   상기 차량의 배터리 장착 상태는 상기 퀵 체인지 배터리가 상기 차량에 장착되었음을 표시하는 제1 장착 상태를 포함하고;
   상기 제1 장착 상태 하에, 상기 총 잔여 주행량은 상기 퀵 체인지 배터리의 제1 잔여 주행량 및 상기 레인지 익스텐더의 제2 잔여 주행량의 총합이며;
   차량 실시간 정보와 차량 장거리 주행 중에 있는 배터리 교체소와 연료 충전소의 분포 정보에 근거하여 에너지 충전 방안을 확정하는 단계는,
   상기 제1 장착 상태에서, 상기 제1 잔여 주행량이 상기 제1 예상 주행량보다 크거나 같고, 총 잔여 주행량이 상기 총 예상 주행량보다 크거나 같을 경우, 상기 차량에 에너지를 충전할 필요가 없음을 확정하고;
   상기 제1 잔여 주행량이 상기 제1 예상 주행량보다 크거나 같고, 상기 총 잔여 주행량이 상기 총 예상 주행량보다 적을 경우, 상기 목적지로 주행하는 과정에서 상기 차량에 에너지 충전이 필요한 것으로 확정하여, 상응하는 에너지 충전 방안을 확정하고 사용자에게 푸쉬 알림을 제공하는 것을 특징으로 하는 에너지 충전 방법.
6. 제5항에 있어서,
   상기 제1 예상 주행량, 상기 제2 예상 주행량, 상기 제1 잔여 주행량, 상기 제2 잔여 주행량이 마일리지 또는 시간으로 표시되는 것을 특징으로 하는 에너지 충전 방법.
7. 제5항에 있어서,
   차량 실시간 정보와 차량 장거리 주행 중에 있는 배터리 교체소와 연료 충전소의 분포 정보에 근거하여 에너지 충전 방안을 확정하는 단계는,
   상기 제1 장착 상태에서, 상기 제1 잔여 주행량이 상기 제1 예상 주행량과 미리 설정된 비율 한계값의 곱보다 크거나 같고, 상기 제1 예상 주행량보다 적으며, 상기 총 잔여 주행량이 상기 총 예상 주행량보다 크거나 같을 경우, 상기 차량이 현재 위치에서 목적지까지의 주행 도중 상기 퀵 체인지 배터리를 제거하거나 교체할 필요가 있음을 확정하고;
   상기 제1 잔여 주행량이 상기 제1 예상 주행량과 상기 미리 설정된 비율 한계값의 곱보다 크거나 같고, 상기 제1 예상 주행량보다 적으며, 상기 총 잔여 주행량이 상기 총 예상 주행량보다 적을 경우, 상기차량의 현재 위치와 가장 가까운 연료 충전소로 이동하여 연료를 추가하도록 확정하고;
   상기 제1 잔여 주행량이 상기 제1 예상 주행량과 상기 미리 설정된 비율 한계값의 곱보다 작을 경우, 상기 차량이 현재 위치에서 상기 목적지까지의 주행 도중 상기 퀵 체인지 배터리를 제거하거나 교체할 필요가 있음을 확정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 충전 방법.
8. 제7항에 있어서,
   상기 차량 실시간 정보는 상기 차량의 현재 위치와 상기 목적지 사이의 도로 상황 정보를 더 포함하고;
   상기 차량 주행 도중 상기 퀵 체인지 배터리를 제거하거나 교체할 필요가 있음을 확정하는 단계 전에는,
   상기 도로교통 정보에 근거하여 도로 정체 구간을 확정하는 단계를 더 포함하고,
   상기 차량 주행 도중 상기 퀵 체인지 배터리를 제거하거나 교체할 필요가 있음을 확정하는 단계는,
   상기 차량이 상기 도로 정체 구간에 도달하기 전에 상기 퀵 체인지 배터리를 제거하거나 교체할 필요가 있다고 확정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 충전 방법.
9. 제5항에 있어서,
   상기 배터리 장착 상태는 상기 퀵 체인지 배터리가 이미 상기 차량에서 제거되었음을 표시하는 제2 장착 상태를 더 포함하고;
   상기 차량 실시간 정보는 상기 차량의 현재 위치와 상기 목적지 사이의 도로교통 정보를 더 포함하고;
   차량 실시간 정보와 차량 장거리 주행 중에 있는 배터리 교체소와 연료 충전소의 분포 정보에 근거하여 에너지 충전 방안을 확정하는 단계는,
   상기 제2 장착 상태에서, 상기 도로교통 정보에 근거하여 상기 차량의 현재 위치와 상기 목적지 사이의 도로가 원활한지 판단하고;
   상기 차량의 현재 위치와 상기 목적지 사이의 도로가 원활하지 않은 경우, 상기 도로교통 정보에 근거하여 도로 정체 구간을 확정하고 상기 도로 정체 구간의 예측 정체 시간을 얻고;
   상기 예측 정체 시간이 미리 설정된 시간 한계값보다 크거나 같다고 판단한 경우, 상기 차량이 상기 도로 정체 구간에 도달하기 전에 배터리 교체소에 가서 상기 퀵 체인지 배터리를 장착해야 할 필요성이 있음을 확정하고;
   상기 차량의 현재 위치와 상기 목적지 사이의 도로가 원활한 경우, 상기 총 잔여 주행량이 상기 총 예상 주행량보다 크거나 같은지 판단하고;
   상기 총 잔여 주행량이 상기 총 예상 주행량보다 크거나 같을 경우, 상기 차량에 에너지를 충전할 필요가 없음을 확정하고;
   상기 총 잔여 주행량이 상기 총 예상 주행량보다 적을 경우, 상기 차량의 현재 위치와 가장 가까운 연료 충전소로 이동하여 연료를 추가하거나, 상기 차량의 현재 위치와 가장 가까운 배터리 교체소로 이동하여 상기 퀵 체인지 배터리를 장착해야 하는 것을 확정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 충전 방법.
10. 제2항에 있어서,
    상기 차량의 총 잔여 주행량은 이하의 방식,
    상기 차량의 잔여 에너지량과 현재 운전 매개변수를 얻고, 상기 잔여 에너지량과 상기 현재 운전 매개변수에 따라 본래의 총 잔여 주행량을 계산하는 방식;
    상기 차량의 사용자 패턴 매개변수를 얻고, 상기 사용자 패턴 매개변수로 본래의 상기 총 잔여 주행량을 수정하여 상기 총 잔여 주행량을 얻는 방식을 통해 획득할 수 있는 것을 특징으로 하는 에너지 충전 방법.
11. 제1항에 있어서,
    상기 차량의 총 예상 주행량을 확정하는 단계는,
    상기 차량의 과거 주행 데이터, 현재 시간 및/또는 상기 차량의 현재 위치에 근거하여 상기 차량의 목적지 및 예상 주행 경로를 확정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 차량의 총 예상 주행량을 확정하는 단계는,
    상기 차량의 현재 위치, 상기 목적지, 상기 예상 주행 경로, 상기 목적지 주변의 배터리 교체소 및 연료 충전소의 분포에 근거하여 상기 차량의 총 예상 주행량을 확정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 충전 방법.
12. 배터리 교체식 하이브리드 차량의 에너지 충전 관리 시스템에 있어서,
    상기 차량에는 신속하게 전환 가능하면서 주 동력 시스템으로 단독 사용될 수 있는 배터리 교체식 구동 시스템과 주행거리 연장식 구동 시스템이 설치되고;
    상기 주행거리 연장식 구동 시스템은 레인지 익스텐더와 구동 모터를 포함하고;
    상기 배터리 교체식 구동 시스템은 퀵 체인지 배터리와 상기 구동 모터를 포함하고, 상기 퀵 체인지 배터리는 배터리 교체소에서 신속하게 분해되어 교체되고;
    상기 에너지 충전 관리 시스템은,
    사용자가 차량에 시동을 걸 때, 차량의 실시간 위치를 얻고 사용자에게 장거리 또는 단거리 운전을 선택하거나 목적지를 설정하도록 알리는 정보 획득 유닛; 및
    사용자의 선택에 따라 상기 배터리 교체식 구동 시스템 및/또는 상기 주행거리 연장식 구동 시스템으로 스마트하게 전환되는 연산 전환 유닛을 포함하고; 여기에서
    상기 연산 전환 유닛의 배치는 하기와 같이,
    단거리 주행을 선택하거나 목적지가 단거리 주행 범위에 해당하는 경우, 상기 정보 획득 유닛을 작동시켜 차량 주변의 배터리 교체소의 분포 정보를 파악하고, 배터리 교체소가 있는 경우, 배터리 교체 모드로 전환하여 상기 배터리 교체식 구동 시스템을 사용하고, 배터리 교체소가 없는 경우, 주행거리 연장 모드로 전환하여 상기 주행거리 연장식 구동 시스템을 사용하고;
    장거리 주행을 선택하거나 목적지가 장거리 주행 범위에 해당하는 경우, 상기 차량의 총 예상 주행량을 확정하고, 차량 실시간 정보와 차량 장거리 주행 중에 있는 배터리 교체소와 연료 충전소의 분포 정보에 근거하여 에너지 충전 방안을 확정하고 사용자에게 푸쉬 알림을 제공하는 것을 특징으로 하는 배터리 교체식 하이브리드 차량의 에너지 충전 관리 시스템.

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