KR20230172081A - 충전관리 시스템 및 충전관리 방법 - Google Patents

충전관리 시스템 및 충전관리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 충전관리 시스템 및 충전관리 방법에 관한 것이다.
이 중에서 충전관리 시스템은 복수 개의 모빌리티가 파킹 가능한 복수 개의 충전 도크를 포함하는 충전 스테이션과, 충전 스테이션에 파킹된 복수 개의 모빌리티를 무선 충전하기 위해, 복수 개의 충전 도크에 무선 충전용 전력을 공급하는 전원 공급기와, 무선 충전용 전력이 상기 복수 개의 충전 도크에 공급될 때, 무선 충전이 진행되는 충전 도크 비율에 기초하여 전류일정 모드 및 전압일정 모드 중 어느 충전모드로 복수 개의 모빌리티를 충전할지 결정하고, 결정된 충전모드로 복수 개의 모빌리티를 충전하도록 전원 공급기를 제어하는 컨트롤러를 포함할 수 있다.

Description

충전관리 시스템 및 충전관리 방법{POWER MANAGEMENT SYSTEM OF CHARGING STATION AND POWER MANAGEMENT METHOD THEREOF}
본 발명은 충전관리 시스템 및 충전관리 방법에 대한 발명이다.
최근에는 친환경 교통수단에 대한 관심이 높아지면서, 친환경 동력을 기반으로 이동이 가능한 모빌리티(Mobility)가 주목받고 있다.
모빌리티는 사람과 사물의 이동을 더욱 편리하게 만드는 이동 수단으로, 짧은 거리이지만 많은 시간과 노력이 필요했던 이동 상황을 충족시켜 주고 있다. 모빌리티에는 전동 킥보드, 전동 자전거, 전동 스케이트보드 또는 전동 스쿠터 등이 포함될 수 있다.
이러한 모빌리티는 인접하게 위치한 충전 스테이션과 통신을 확립하여 충전 스테이션으로부터의 무선 전력을 공급받을 수 있다. 예컨대, 무선 충전을 위해, 모빌리티는 근거리통신(일 예로, Wi-Fi)을 이용한 무선 데이터 링크를 통해 충전 스테이션과 서로 통신할 수 있다. 모빌리티는 "페어링(pairing)" 과정을 통해 충전 스테이션을 식별한 후, 충전 스테이션으로부터 무선 전력을 공급받음으로써, 무선 충전이 진행될 수 있다.
그러나, 복수 개의 모빌리티가 여러 대의 도크가 구비된 하나의 충전 스테이션에 파킹하여 동시에 무선 충전되는 경우, 복수 개의 모빌리티에 대한 동시 무선 충전으로 인해, 충전 스테이션에서는 충전 과부하가 발생될 수 있다.
이에 복수 개의 모빌리티가 하나의 충전 스테이션을 통해 동시 무선 충전될 때에도, 충전 스테이션에서의 충전 과부하 없이, 동시 무선 충전이 원활하게 진행될 수 있도록 관리되는 기술이 요구되고 있다.
본 발명의 일 실시예는 상기와 같은 배경에 착안하여 발명된 것으로서, 많은 수의 모빌리티가 하나의 충전 스테이션에서 동시에 무선 충전될 경우, 각각의 모빌리티에 대한 충전 스테이션의 충전 부하를 적절하게 조절할 수 있는 충전관리 시스템 및 충전관리 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 복수 개의 모빌리티가 파킹 가능한 복수 개의 충전 도크를 포함하는 충전 스테이션; 상기 충전 스테이션에 파킹된 상기 복수 개의 모빌리티를 무선 충전하기 위해, 상기 복수 개의 충전 도크에 무선 충전용 전력을 공급하는 전원 공급기; 및 상기 무선 충전용 전력이 상기 복수 개의 충전 도크에 공급될 때, 무선 충전이 진행되는 충전 도크 비율에 기초하여 전류일정 모드 및 전압일정 모드 중 어느 충전모드로 상기 복수 개의 모빌리티를 충전할지 결정하고, 결정된 충전모드로 상기 복수 개의 모빌리티를 충전하도록 상기 전원 공급기를 제어하는 컨트롤러를 포함하는 충전관리 시스템이 제공될 수 있다.
또한, 충전관리 시스템은 상기 복수 개의 모빌리티가 상기 복수 개의 충전 도크에 파킹될 때, 사용자에 의해 상기 모빌리티의 충전에 필요한 정보의 입력이 가능한 정보 입출력기를 더 포함하고, 상기 컨트롤러는 상기 정보 입출력기에 입력된 상기 복수 개의 모빌리티의 정보에 기초하여, 상기 복수 개의 충전 도크 중에서 상기 복수 개의 모빌리티가 파킹되어 무선 충전이 진행되는 충전 도크의 비율인 상기 충전 도크 비율을 산출할 수 있다.
또한, 충전관리 시스템은 상기 복수 개의 모빌리티의 수신 모듈과 무선 연결을 위한 신호를 상기 수신 모듈에 송출하는 송출 모듈을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 컨트롤러는 상기 충전 도크 비율이 기 설정된 제1 설정비율 이상일 때, 상기 복수 개의 충전 도크 중에서 상기 전압일정 모드로 충전 중인 충전 도크에 기 설정된 전압일정 모드의 전압보다 낮은 전압이 인가되도록 제어하고, 상기 복수 개의 충전 도크 중에서 상기 전류일정 모드로 충전 중인 충전 도크에 대해서 전류가 그대로 유지되도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 컨트롤러는 상기 충전 도크 비율이 상기 제1 설정비율보다 더 높은 제2 설정비율 이상일 때, 복수 개의 충전 도크 중에서 상기 전압일정 모드로 충전 중인 충전 도크에 대한 무선 충전용 전력의 공급이 정지되도록 제어하고, 상기 복수 개의 충전 도크 중에서 상기 전류일정 모드로 충전 중인 충전 도크에 대해서 전류가 그대로 유지되도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 컨트롤러는 상기 충전 도크 비율이 상기 제2 설정비율보다 더 높은 제3 설정비율 이상일 때, 복수 개의 충전 도크 중에서 상기 전압일정 모드로 충전 중인 충전 도크에 대한 무선 충전용 전력의 공급이 정지되도록 제어하고, 상기 복수 개의 충전 도크 중에서 상기 전류일정 모드로 충전 중인 충전 도크에 기 설정된 전류일정 모드의 전류보다 낮은 전류가 인가되도록 제어할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 복수 개의 모빌리티에 신호를 송출하는 단계; 상기 복수 개의 모빌리티와 충전 스테이션 간에 무선 연결이 이루어지면, 상기 복수 개의 모빌리티에 무선 충전용 전력을 무선 전송하는 단계; 상기 충전 스테이션의 복수 개의 충전 도크 중에서, 상기 복수 개의 모빌리티와 무선 충전이 진행되는 충전 도크의 비율인 충전 도크 비율을 산출하는 단계; 및 상기 충전 도크 비율에 기초하여 상기 충전 스테이션의 전류일정 모드 또는 전압일정 모드를 조절하는 단계를 포함하는 충전 스테이션의 충전관리 방법이 제공될 수 있다.
또한, 상기 전류일정 모드 또는 전압일정 모드를 조절하는 단계는, 상기 충전 도크 비율이 기 설정된 제1 설정비율 이상일 때, 복수 개의 충전 도크 중에서 상기 전압일정 모드로 충전 중인 충전 도크에 기 설정된 전압일정 모드의 전압보다 낮은 전압을 인가하고, 상기 복수 개의 충전 도크 중에서 상기 전류일정 모드로 충전 중인 충전 도크에 대해서 전류를 그대로 유지할 수 있다.
또한, 상기 전류일정 모드 또는 전압일정 모드를 조절하는 단계는, 상기 충전 도크 비율이 상기 제1 설정비율보다 더 높은 제2 설정비율 이상일 때, 복수 개의 충전 도크 중에서 상기 전압일정 모드로 충전 중인 충전 도크에 대한 전력 공급을 정지하고, 상기 복수 개의 충전 도크 중에서 상기 전류일정 모드로 충전 중인 충전 도크에 대해서 전류를 그대로 유지할 수 있다.
또한, 상기 전류일정 모드 또는 전압일정 모드를 조절하는 단계는, 상기 충전 도크 비율이 상기 제2 설정비율보다 더 높은 제3 설정비율 이상일 때, 복수 개의 충전 도크 중에서 상기 전압일정 모드로 충전 중인 충전 도크에 대한 전력 공급을 정지하고, 상기 복수 개의 충전 도크 중에서 상기 전류일정 모드로 충전 중인 충전 도크에 기 설정된 전류일정 모드의 전류보다 낮은 전류를 인가할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 여러 대의 모빌리티가 하나의 충전 스테이션에 파킹되어 동시에 무선 충전될 때, 무선 전력 전송이 진행되는 충전 스테이션의 충전 도크 비율에 기초하여 전류일정 모드 또는 전압일정 모드를 조절함으로써, 충전 과부화가 없는 효과적인 무선 충전을 구현할 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전관리 시스템을 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 충전관리 시스템의 제어 흐름을 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전관리 시스템에서, 전류일정 모드와 전압일정 모드를 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 충전관리 방법을 나타낸 순서도이다.
이하에서는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
아울러 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결', '공급'된다고 언급된 때에는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 공급될 수도 있지만 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도로 사용된 것은 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다.
또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 이와 같은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 이 용어들은 하나의 구성요소들을 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 충전관리 시스템의 구체적인 구성에 대하여 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 충전관리 시스템(10)은, 복수 개의 모빌리티를 충전 스테이션에 동시 무선 충전시킬 수 있다. 충전관리 시스템(10)은 충전 스테이션의 충전 도크 비율에 따라, 각각의 모빌리티에 대한 충전 부하를 조절함으로써, 충전 과부화 없이, 복수 개의 모빌리티가 하나의 충전 스테이션에서 효과적인 동시 무선 충전이 구현되도록 관리할 수 있다.
여기서, 모빌리티(Mobility, 20)는 무선 충전이 가능한 배터리가 내장된 이동수단일 수 있다. 본 실시예에서, 모빌리티(20)는 전동 킥보드인 것으로 설명하였지만, 모빌리티(20)는 전동 킥보드 외에도 다양한 형태의 이송수단을 포함할 수 있다. 일 예로, 모빌리티는 전동 자전거, 전동 스케이트보드, 전동 스쿠터 또는 전기 자동차일 수 있다.
이러한 모빌리티(20)는 충전이 필요한 경우, 예를 들어, 모빌리티의 배터리 용량이 30% 이하인 경우, 사용자의 모바일 장치(일 예로, 휴대폰)에 알람 기능을 제공하거나, 모빌리티에 구비된 디스플레이를 통해 사용자에게 배터리의 부족 상태를 알려줄 수 있다. 이때, 모빌리티는 충전 스테이션 위치한 지점으로 최단의 경로를 안내하는 네비게이션 기능을 제공할 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 스테이션에 대해서 구체적으로 설명한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 충전 스테이션(100)은 전원 공급기(300)로부터 전력을 공급받아 모빌리티(20)를 무선 충전시킬 수 있다. 충전관리 시스템(10)은, 충전 스테이션(100), 컨트롤러(200), 전원 공급기(300) 및 통신기(미도시)를 포함할 수 있고, 모빌리티(20)는 수신 코일(21), 이러한 수신 코일(21)과 회로적으로 연결된 배터리 및 충전관리 시스템(10)의 통신기와 통신할 수 있는 모빌리티 통신모듈을 포함할 수 있다.
충전 스테이션(100)은 스테이션 본체(110), 충전 도크(120), 및 송출 모듈(130)을 포함할 수 있다.
스테이션 본체(110)에는 복수 개의 충전 도크(120)가 길이방향으로 이격되어 구비될 수 있다. 본 실시예에 따른 도면에서는, 복수 개의 충전 도크(120)가 스테이션 본체(110)에 길이방향으로 이격되어 배치되지만, 이에 한정되지 않는다. 스테이션 본체(110)에 대한 충전 도크(120)의 배치 구조는, 모빌리티(20)의 파킹 및 무선 충전이 효율적으로 구현될 수 있는 최적의 배치 형태로 변경될 수 있다.
충전 도크(120)는 모빌리티(20)가 파킹 가능한 공간의 개념으로 이해될 수 있다. 충전 도크(120)는 스테이션 본체(110)에 복수 개로 제공되므로, 복수 개의 충전 도크(120)에는 복수 개의 모빌리티(20)가 각각 파킹될 수 있다. 모빌리티(20)가 충전 스테이션(100)의 충전 도크(120)에 인접하게 위치되면, 충전 스테이션에서는 송출 모듈(130)을 통해, 소정의 송출 전압(Vout)과 송출 전류(Iout)가 걸리게 됨으로써, 모빌리티(20)로 전력을 송출할 수 있다.
송출 모듈(130)은 충전 도크(120)에 구비되어 전자기장을 발생시킴으로써, 파킹 상태의 모빌리티(20)를 무선 충전할 수 있다. 이를 위해, 송출 모듈(130)은 전원 공급기(300)로부터 전원을 공급받아 전자기장을 발생시키는 무선충전 코일(1차 코일)과, 무선충전 코일을 커버하는 충전패드를 포함할 수 있다.
송출 모듈(130)은 파킹 상태의 모빌리티(20)를 무선 충전할 수 있는 복수 개(일 예로, 제1 송출 모듈(131), 제2 송출 모듈(132) 및 젝 송출 모듈(133))로 제공될 수 있다. 모빌리티(20)가 충전 도크(120)에 파킹된 상태에서, 전원 공급기(300)로부터 무선충전 코일에 전원이 공급되면, 무선충전 코일에서는 전자기장에 의한 전자기 유도현상이 발생되고, 모빌리티(20)의 전력수신기(2차 코일)는 전자기 유도현상에 의해 발생된 유도 전류를 이용하여 모빌리티(20)의 배터리를 충전할 수 있다.
송출 모듈(130)은 충전 도크(120)에 구비되어, 충전 도크에 소정의 전압(Vout)과 전류(Iout)가 걸리게 하여 모빌리티(20)의 수신 코일(21)로 전력을 송출할 수 있다. 모빌리티(20)가 충전 도크(120)에 파킹되지 않았을 때, 송출 모듈(130)에서의 전압(Vout)과 전류(Iout)는, 각각 0일 수 있다.
본 실시예에서, 송출 모듈(130)은 무선충전 코일과 충전패드로 구성되는 것으로 설명하였지만, 송출 모듈(130)에 대한 주요 구성이 무선충전 코일과 충전패드로 한정되지는 아니며, 송출 모듈(130)은 모빌리티(20)의 안정적인 파킹과 함께, 효율적인 무선 충전에 필요한 다른 구성을 더 포함할 수 있을 것이다.
또한, 모빌리티(20)는 근거리 무선 통신(일 예로, 블루투스 페어링) 또는 GPS(Global Positioning System) 등을 이용하여 충전 스테이션(100)의 복수 개의 충전 도크(120) 중에서, 충전 가능한 충전 도크(120)를 파악할 수 있다.
또한, 모빌리티(20)는 충전 스테이션(100)에 구비되는 복수 개의 충전 도크(120)가 모두 무선 충전 중일 때, 충전 스테이션(100)과의 근거리 무선 통신을 통해, 각각의 충전 도크(120)에서 충전 중인 모빌리티(20)의 충전 완료시간(대기 예상시간)을 파악할 수 있다. 또한, 모빌리티(20)가 충전 도크(120)에 충전될 경우를 가정하여, 모빌리티(20)는 해당 충전 도크(120)를 통한 충전 완료 예상시간을 미리 파악할 수 있다.
모빌리티(20)는 충전 스테이션(100)으로부터 무선 전력을 전송받을 수 있다. 예를 들어, 모빌리티(20)가 충전 스테이션(100)의 충전 도크(120)에 도킹되어, 모빌리티(20)와 충전 도크(120)가 마주하도록 배치될 때, 충전 도크(120)의 무선충전 코일(1차 코일)은 모빌리티(20)의 전력수신기(2차 코일)와의 전자기 유도에 의해 전기에너지를 무선 전송할 수 있다. 모빌리티(20)에 수신된 전기에너지는 모빌리티(20)의 배터리의 충전에 사용될 수 있다.
컨트롤러(200)는 복수 개의 모빌리티(20)와 충전 도크(120) 간에 무선 전력 전송이 진행될 때, 무선 전력 전송이 진행되는 충전 스테이션(100)의 충전 도크 비율을 산출할 수 있다.
여기서, '충전 도크 비율'은 복수 개의 충전 도크(120) 중에서 복수 개의 모빌리티(20)가 파킹되어 무선 전력 전송이 이루어지는 비율, 다시 말해, 복수 개의 충전 도크(120)에 대한 무선 전력 전송이 이루어지는 복수 개의 모빌리티(20)의 비율로 이해될 수 있다. 예를 들어, 10개의 충전 도크(120)가 구비된 충전 스테이션(100)에, 7개 모빌리티(20)가 파킹되어 무선 전력이 전송되는 경우, 충전 도크 비율은 70%일 수 있다.
또한, 충전 스테이션(100)에는, 복수 개의 충전 도크(120) 중에서 모빌리티(20)가 충전 스테이션(100)에 파킹되었는지 여부에 대한 정보를 표시하는 정보 입출력기가 구비될 수 있다. 이러한 정보 입출력기는 사용자에 의해 모빌리티(20)의 충전에 필요한 정보가 입력될 수 있는 단말기로 이해될 수 있다. 일 예로, 정보 입출력기는 터치 디스플레이 단말기일 수 있다. 복수 개의 충전 도크가 모두 충전 진행 중인 경우, 정보 입출력기에는 각 충전 도크(120)에 대한 모빌리티(20)의 충전 완료 예상 시간 등이 표시될 수도 있다.
다만, 본 발명이 이에 반드시 한정되지는 않으며, 사용자는 앞서 서술한 정보 입출력기뿐만 아니라, 휴대폰과 같은 단말기에 설치될 수 있는 제공하는 어플리케이션을 이용하여 모빌리티(20)의 충전에 필요한 정보를 충전 스테이션(100)에 제공할 수 있다.
컨트롤러(200)는 송출 모듈(130)이 전류일정 모드 또는 전압일정 모드로 모빌리티(20)를 무선 충전하도록 전원 공급기(300)를 제어할 수 있다. 전류일정 모드는 시간에 관계없이 일정한 전류의 전기에너지를 송출 모듈(130)에 걸어주는 모드로 이해될 수 있다. 전류일정 모드에서 전류는 일정하지만, 배터리의 충전량(충전시간)이 증가할수록 무선충전코일에 흐르는 전압은 증가될 수 있다. 컨트롤러(200)는 통신기를 통해 모빌리티 통신모듈과 교신하여 모빌리티(20)의 배터리가 어느 정도 충전되었는지에 대한 정보를 획득하고, 배터리의 충전량이 제1 기준 이하이면 전류일정 모드로 충전하도록 송출 모듈(130)을 제어할 수 있고, 배터리의 충전량이 제2 기준보다 크면 전압일정 모드로 충전하도록 송출 모듈(130)을 제어할 수 있다.
본 실시예에 따른 도면에서는 제1 기준과 제2 기준이 동일한 것으로 나타내었으나, 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니므로, 제2 기준이 제1 기준보다 더 클 수도 있다. 제2 기준이 제1 기준보다 더 큰 경우, 배터리의 충전량이 제1 기준과 제2 기준 사이일 경우, 제1 기준보다 충전량이 많을수록 전류일정 모드에서의 전류보다 비례하여 전류가 감소하고, 제1 기준에서의 전압보다 비례하여 전압이 커지도록 제어될 수 있다. 충전량이 제1 기준과 제2 기준의 사이에서 비례하여 증가하는 전류는 제2 기준에서의 전류으로 점진적으로 감소하고, 충전량이 제1 기준과 제2 기준의 사이에서 비례하여 증가하는 전압은 제2 기준에서의 전압(전압일정 모드에서의 전압)으로까지 점진적으로 증가할 수 있다.
컨트롤러(200)는 복수 개의 충전 스테이션(100)에 충전 중인 충전 스테이션(100)이 상대적으로 적은 경우에는 일반 전류값으로 전류가 일정하게 전류일정 모드로 송출 모듈(130)에 전기에너지가 걸리고, 충전 중인 충전 스테이션(100)이 상대적으로 많은 경우 감소 전류값으로 전류가 일정하게 전류일정 모드로 송출 모듈(130)에 전기에너지가 걸리도록 전류 전원 공급기(300)를 제어할 수 있다. 이러한 감소 전류값은 1개일 수 있으나, 복수 개로 입력될 수도 있다.
전압일정 모드는 시간에 관계없이 일정한 전압의 전기에너지를 송출 모듈(130)에 걸어주는 모드로 이해될 수 있다. 전압일정 모드에서 전압은 일정하지만, 배터리의 충전량(충전시간)이 증가할수록 무선충전코일에 흐르는 전류가 감소할 수 있다. 또한, 컨트롤러(200)는 복수 개의 충전 스테이션(100)에 충전 중인 충전 스테이션(100)이 상대적으로 적은 경우에는 일반 전압값으로 전압이 일정하게 전압일정 모드로 송출 모듈(130)에 전기에너지가 걸리고, 충전 중인 충전 스테이션(100)이 상대적으로 많은 경우 감소 전압값으로 전압이 일정하게 전압일정 모드로 송출 모듈(130)에 전기에너지가 걸리도록 전원 공급기(300)를 제어할 수 있다. 이러한 감소 전압값은 1개일 수 있으나, 복수 개로 입력될 수도 있다.
또한, 컨트롤러(200)는 복수 개의 충전 도크(120) 중, 모빌리티(20)가 파킹된 충전 도크(120)가 많을수록 각각의 충전 도크(120)에 구비되는 송출 모듈(130)의 전압 출력(Vout)과 전류 출력(Iout)이 낮아지도록 전원 공급기(300)를 제어할 수 있다.
컨트롤러(200)는 송출 모듈(130)의 전력 송출 여부를 제어할 수 있으므로, 복수 개의 충전 도크(120)에 마련되는 송출 모듈(130) 중 모빌리티(20)에 전력을 송출하는 송출 모듈(130)의 개수를 파악할 수도 있다. 다시 말해, 컨트롤러(200)는 정보 입출력기에 입력된 모빌리티(20)의 충전에 필요한 정보에 기초하여 전체 충전 도크(120) 중에서 충전 중인 충전 도크의 비율을 산출할 수 있고, 산출한 충전 도크 비율을 이용하여 충전 도크(120)가 전류일정 모드 또는 전압일정 모드 중 어느 모드로 충전하게 할지 결정할 수 있다.
컨트롤러(200)는, 전체 충전 도크(120) 중에서 충전 중인 충전 도크의 비율에 따라 송출 모듈(130)에 가해지는 전류와 전압을 제어할 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 충전 스테이션(100) 중에서 모빌리티(20)에 충전 중인 충전 스테이션(100)이 상대적으로 적은 경우에는 복수 개의 송출 모듈(130) 중 전부 또는 일부의 송출 모듈(130)에 많은 양의 전기에너지를 걸어줌으로써 충전 속도를 빠르게 하고, 복수 개의 충전 스테이션(100)에 충전 중인 충전 스테이션(100)이 상대적으로 많은 경우에는 복수 개의 송출 모듈(130) 중 전부 또는 일부의 송출 모듈(130)에 상대적으로 적은 양의 전기에너지를 걸어줌으로써 충전 속도를 느리게 하는 대신에 충전관리 시스템(10) 전체의 전기적 부하를 낮출 수 있다.
예를 들어, 컨트롤러(200)는 충전 중인 송출 모듈(130)이 많을 때, 전류일정 모드에 놓인 송출 모듈(130)에 제1 감소 전류값으로 일정한 전류가 흐르게 하는 제어와, 전압일정 모드에 놓인 송출 모듈(130)에 제1 감소 전압값으로 일정한 전압이 걸리게 하는 제어를 선택적으로 또는 병행하여 수행으로써 충전 도크(120)에서 주차된 모든 모빌리티(20)를 충전 속도를 조절할 수 있다. 따라서, 컨트롤러(200)는 상대적으로 적게 충전된 모빌리티(20)는 빠르게 충전될 수 있게 하고, 상대적으로 많이 충전된 모빌리티(20)는 천천히 충전되도록 할 수 있다.
보다 자세한 예시로, 컨트롤러(200)에 제1 제한조건이 미리 입력되고, 이러한 제1 제한조건이 충전 도크 비율이 기 설정된 제1 설정비율(일 예로 60%) 보다 많은 것이라고 할 때, 제1 제한조건을 만족하지 않으면(즉, 충전 도크 비율이 제1 설정비율 이하일 때) 컨트롤러(200)는 전류일정 모드에 놓인 송출 모듈(130)에 일반 전류값의 일정한 전류가 흐르고, 전압일정 모드에 놓인 송출 모듈(130)에 일반 전압값으로 일정한 전압이 걸림으로써 충전 도크(120)에서 주차된 모든 모빌리티(20)를 빠른 속도로 충전할 수 있다.
또한, 제1 제한조건을 만족하면(즉, 충전 도크 비율이 제1 설정비율보다 클 때), 컨트롤러(200)는 배터리의 충전량이 제1 기준 이하인 모빌리티(20)가 제1 감소 전류값으로 전류일정 모드로 충전되고, 배터리의 충전량이 제2 기준 보다 큰 모빌리티(20)가 일반 전압값으로 전압일정 모드로 충전하게 할 수 있다.
더하여, 컨트롤러(200)에는 제2 제한조건이 더 미리 입력될 수 있다. 제2 제한조건이 충전 도크 비율이 제1 설정비율보다 크게 설정된 제2 설정비율(일예로 70%)보다 큰 것이라고 할 때, 제2 제한조건을 만족하면(즉, 충전 도크 비율이 제2 설정비율보다 더 클 때), 컨트롤러(200)는 배터리의 충전량이 제1 기준 이하인 모빌리티(20)가 제1 감소 전류값보다 더 작게 설정된 제2 감소 전류값으로 일정전류 모드로 충전되고, 배터리의 충전량이 제2 기준보다 큰 모빌리티(20)가 제1 감소 전압값으로 전압일정 모드로 충전하게 할 수 있다. 제2 제한조건이 설정된 경우, 제1 제한조건은 충전 도크 비율이 기 설정된 제1 설정비율보다 많고, 제2 설정비율 이하인 것이라고 변경된다.
더하여, 컨트롤러(200)에는 제3 제한조건이 미리 더 입력될 수 있다. 제3 제한조건이 충전 도크 비율이 제2 설정비율보다 크게 설정된 제3 설정비율(일예로 80%)보다 큰 것이라고 할 때, 제3 제한조건을 만족하면(즉, 충전 도크 비율이 제3 설정비율보다 더 클 때), 컨트롤러(200)는 배터리의 충전량이 제1 기준 이하인 모빌리티(20)가 제2 감소 전류값보다 더 작게 설정된 제3 감소 전류값으로 일정전류 모드로 충전되고, 배터리의 충전량이 제2 기준보다 큰 모빌리티(20)가 제1 감소 전압값보다 작게 설정된 제2 감소 전압값으로 전압일정 모드로 충전하게 할 수 있다.
한편, 이상의 실시예에서는 컨트롤러(200)가 전체 충전 도크(120) 중에서 충전 중인 충전 도크의 비율에 따라 송출 모듈(130)에 가해지는 전류와 전압을 제어하는 것으로 서술하였으나, 본 발명의 사상이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 예시로 컨트롤러(200)는 전체 충전 도크(120)에 걸리는 전기에너지에 기초하여 송출 모듈(130)에 가해지는 전류와 전압을 제어할 수도 있다. 이 경우, 이상에서 서술한 제1 제한조건은 복수 개의 충전 도크(120) 전체에서 사용되는 전기에너지가 제1 임계값보다 큰 것이라고 변경되고, 제2 및 제3 제한조건은 복수 개의 충전 도크(120) 전체에서 사용되는 전기에너지가 제2 및 제3 임계값보다 큰 것이라고 변경될 수 있다.
이러한 컨트롤러(200)는 마이크로프로세서를 포함하는 연산 장치에 의해 구현될 수 있으며, 그 구현 방식은 당업자에게 자명한 사항이므로 더 이상의 자세한 설명을 생략한다. 그리고 컨트롤러(200)는 충전 스테이션(100)의 내부에 제공될 수 있지만, 본 발명의 사상이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 컨트롤러(200)는 충전 스테이션과 별개로 구성되어, 충전 스테이션을 외부에서 원격 제어하는 형태로 제공될 수도 있다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전관리 시스템의 충전관리 방법에 대해서 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 충전관리 시스템의 충전관리 방법을 나타낸 순서도이다.
도 4를 참조하면, 충전관리 시스템의 충전관리 방법은, 복수 개의 모빌리티에 신호를 송출하는 단계(S100), 모빌리티에 전력을 무선 전송하는 단계(S200), 충전 스테이션의 충전 도크 비율을 산출하는 단계(S300), 및 전류일정 모드 또는 전압일정 모드를 결정하는 단계(S400)를 포함할 수 있다.
상기 복수 개의 모빌리티에 신호를 송출하는 단계(S100)에서는, 충전 스테이션의 송출 모듈이 복수 개의 모빌리티에 신호를 송출할 수 있다. 송출 모듈에서 송출되는 신호는, 전압 출력(Vout) 또는 전류 출력(Iout) 중 적어도 어느 하나일 수 있다.
모빌리티가 파킹되지 않은 충전 도크의 송출 모듈에서 송출되는 전압 출력(Vout) 또는 전류 출력(Iout)의 송출값은, 각각 0일 수 있다. 그리고 모빌리티가 파킹된 충전 도크가 많을수록 충전 스테이션의 송출 모듈에서 송출되는 전압 출력(Vout) 또는 전류 출력(Iout)의 송출값은 더 커질 수 있다.
아울러, 송출 모듈에서 송출되는 전압 출력(Vout) 또는 전류 출력(Iout)의 송출값이 다른 충전 스테이션의 전압 출력(Vout) 또는 전류 출력(Iout)의 송출값보다 상대적으로 큰 경우, 전압 출력(Vout) 또는 전류 출력(Iout)의 송출값이 상대적으로 큰 충전 스테이션은, 모빌리티가 파킹되지 않은 충전 도크가 상대적으로 더 많은 충전 스테이션(모빌리티(20)에 대한 무선 충전이 가능한 충전 도크가 상대적으로 더 많은 충전 스테이션)일 수 있다. 따라서, 모빌리티는 송출 모듈에서 송출되는 전압 출력 또는 전류 출력의 송출값을 비교한 후, 전압 출력(Vout) 또는 전류 출력(Iout)의 송출값이 큰 충전 스테이션을 선택할 수 있다.
이후, 복수 개의 충전 도크 중에서, 모빌리티(20)가 파킹되었는지 여부는, 사용자에 의해 모빌리티의 충전에 필요한 정보 입력이 이루어지는 정보 입출력기 등을 통해 확인될 수 있다.
상기 모빌리티에 전력을 무선 전송하는 단계(S200)에서는, 모빌리티가 충전 스테이션에 파킹되면, 충전 스테이션과 복수 개의 모빌리티 간에 무선 연결이 이루어질 수 있다. 충전 스테이션과 모빌리티 간에 무선 통신 링크가 완료되면, 모빌리티와 충전 스테이션 간에 무선 전력이 전송될 수 있다.
상기 충전 스테이션의 충전 도크 비율을 산출하는 단계(S300)에서는, 모빌리티와 충전 스테이션 간에 무선 전력 전송되는 동안, 무선 전력 전송이 진행되는 충전 스테이션의 충전 도크 비율이 산출될 수 있다. 충전 도크 비율은 복수 개의 충전 도크 중에서 복수 개의 모빌리티가 파킹되어 무선 전력 전송이 이루어지는 비율로 이해될 수 있다.
상기 전류일정 모드 또는 전압일정 모드를 결정하는 단계(S400)에서, 컨트롤러(200)는, 산출된 충전 도크 비율에 기초하여 충전 스테이션의 전류일정 모드로 충전할지 전압일정 모드로 충전할지 결정할 수 있다.
보다 자세하게, 상기 전류일정 모드 또는 전압일정 모드를 조절하는 단계(S400)에서, 충전 도크 비율이 기 설정된 제1 설정비율(일 예로 60%)보다 크면, 컨트롤러(200)는 복수 개의 충전 도크 중에서 전류일정 모드로 충전 중인 충전 도크에 제1 감소 전류값의 전류를 인가하고 전압일정 모드로 충전 중인 도크에 일반 전압값의 전압을 인가할 수 있다. 또한, 제1 설정비율보다 크게 설정된 제2 설정비율(일 예로 70%)보다 더 크면, 컨트롤러(200)는 복수 개의 충전 도크 중에서 전류일정 모드로 충전 중인 충전 도크에 제2 감소 전류값의 전류를 인가하고, 전압일정 모드로 충전 중인 도크에 제1 감소 전압값의 전압을 인가하여 충전할 수 있다. 또한, 충전 도크 비율이 제2 설정비율보다 더 높은 제3 설정비율(일 예로 80%)보다 더 크면, 컨트롤러(200)는 복수 개의 충전 도크 중에서 전류일정 모드로 충전 중인 충전 도크에 제3 감소 전류값의 전류를 인가하고, 전압일정 모드로 충전 중인 도크에 제2 감소 전압값의 전압을 인가하여 충전할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 복수 개의 모빌리티를 하나의 충전 스테이션에 파킹하여 무선 충전할 때, 무선 전력 전송이 진행되는 충전 스테이션의 충전 도크 비율에 기초하여 전류일정 모드 또는 전압일정 모드를 선택하여 충전함으로써, 효과적인 무선 충전을 구현할 수 있다는 우수한 장점을 제공할 수 있다.
이상 본 발명의 실시예를 구체적인 실시 형태로서 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않는 것이며, 본 명세서에 개시된 기술적 사상에 따르는 최광의 범위를 갖는 것으로 해석되어야 한다. 당업자는 개시된 실시형태들을 조합/치환하여 적시되지 않은 형상의 패턴을 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 이외에도 당업자는 본 명세서에 기초하여 개시된 실시형태를 용이하게 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 권리범위에 속함은 명백하다.
10: 충전관리 시스템
20: 모빌리티
21: 수신 모듈
100: 충전 스테이션
110: 스테이션 본체
120: 충전 도크
130: 송출 모듈
200: 컨트롤러
300: 전원 공급기

Claims (10)

  1. 복수 개의 모빌리티가 파킹 가능한 복수 개의 충전 도크를 포함하는 충전 스테이션;
    상기 충전 스테이션에 파킹된 상기 복수 개의 모빌리티를 무선 충전하기 위해, 상기 복수 개의 충전 도크에 무선 충전용 전력을 공급하는 전원 공급기; 및
    상기 무선 충전용 전력이 상기 복수 개의 충전 도크에 공급될 때, 무선 충전이 진행되는 충전 도크 비율에 기초하여 전류일정 모드 및 전압일정 모드 중 어느 충전모드로 상기 복수 개의 모빌리티를 충전할지 결정하고, 결정된 충전모드로 상기 복수 개의 모빌리티를 충전하도록 상기 전원 공급기를 제어하는 컨트롤러를 포함하는,
    충전관리 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수 개의 모빌리티가 상기 복수 개의 충전 도크에 파킹될 때, 사용자에 의해 상기 모빌리티의 충전에 필요한 정보의 입력이 가능한 정보 입출력기를 더 포함하고,
    상기 컨트롤러는
    상기 정보 입출력기에 입력된 상기 복수 개의 모빌리티의 정보에 기초하여, 상기 복수 개의 충전 도크 중에서 상기 복수 개의 모빌리티가 파킹되어 무선 충전이 진행되는 충전 도크의 비율인 상기 충전 도크 비율을 산출하는,
    충전관리 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수 개의 모빌리티의 수신 모듈과 무선 연결을 위한 신호를 상기 수신 모듈에 송출하는 송출 모듈을 더 포함하는,
    충전관리 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는
    상기 충전 도크 비율이 기 설정된 제1 설정비율 이상일 때, 상기 복수 개의 충전 도크 중에서 상기 전압일정 모드로 충전 중인 충전 도크에 기 설정된 전압일정 모드의 전압보다 낮은 전압이 인가되도록 제어하고, 상기 복수 개의 충전 도크 중에서 상기 전류일정 모드로 충전 중인 충전 도크에 대해서 전류가 그대로 유지되도록 제어하는,
    충전관리 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는
    상기 충전 도크 비율이 상기 제1 설정비율보다 더 높은 제2 설정비율 이상일 때, 복수 개의 충전 도크 중에서 상기 전압일정 모드로 충전 중인 충전 도크에 대한 무선 충전용 전력의 공급이 정지되도록 제어하고, 상기 복수 개의 충전 도크 중에서 상기 전류일정 모드로 충전 중인 충전 도크에 대해서 전류가 그대로 유지되도록 제어하는,
    충전관리 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는
    상기 충전 도크 비율이 상기 제2 설정비율보다 더 높은 제3 설정비율 이상일 때, 복수 개의 충전 도크 중에서 상기 전압일정 모드로 충전 중인 충전 도크에 대한 무선 충전용 전력의 공급이 정지되도록 제어하고, 상기 복수 개의 충전 도크 중에서 상기 전류일정 모드로 충전 중인 충전 도크에 기 설정된 전류일정 모드의 전류보다 낮은 전류가 인가되도록 제어하는,
    충전관리 시스템.
  7. 복수 개의 모빌리티에 신호를 송출하는 단계;
    상기 복수 개의 모빌리티와 충전 스테이션 간에 무선 연결이 이루어지면, 상기 복수 개의 모빌리티에 무선 충전용 전력을 무선 전송하는 단계;
    상기 충전 스테이션의 복수 개의 충전 도크 중에서, 상기 복수 개의 모빌리티와 무선 충전이 진행되는 충전 도크의 비율인 충전 도크 비율을 산출하는 단계; 및
    상기 충전 도크 비율에 기초하여 상기 충전 스테이션의 전류일정 모드 또는 전압일정 모드를 조절하는 단계를 포함하는,
    충전관리 시스템의 충전관리 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 전류일정 모드 또는 전압일정 모드를 조절하는 단계는,
    상기 충전 도크 비율이 기 설정된 제1 설정비율 이상일 때, 복수 개의 충전 도크 중에서 상기 전압일정 모드로 충전 중인 충전 도크에 기 설정된 전압일정 모드의 전압보다 낮은 전압을 인가하고, 상기 복수 개의 충전 도크 중에서 상기 전류일정 모드로 충전 중인 충전 도크에 대해서 전류를 그대로 유지하는,
    충전관리 시스템의 충전관리 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 전류일정 모드 또는 전압일정 모드를 조절하는 단계는,
    상기 충전 도크 비율이 상기 제1 설정비율보다 더 높은 제2 설정비율 이상일 때, 복수 개의 충전 도크 중에서 상기 전압일정 모드로 충전 중인 충전 도크에 대한 전력 공급을 정지하고, 상기 복수 개의 충전 도크 중에서 상기 전류일정 모드로 충전 중인 충전 도크에 대해서 전류를 그대로 유지하는,
    충전관리 시스템의 충전관리 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 전류일정 모드 또는 전압일정 모드를 조절하는 단계는,
    상기 충전 도크 비율이 상기 제2 설정비율보다 더 높은 제3 설정비율 이상일 때, 복수 개의 충전 도크 중에서 상기 전압일정 모드로 충전 중인 충전 도크에 대한 전력 공급을 정지하고, 상기 복수 개의 충전 도크 중에서 상기 전류일정 모드로 충전 중인 충전 도크에 기 설정된 전류일정 모드의 전류보다 낮은 전류를 인가하는,
    충전관리 시스템의 충전관리 방법.
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