KR20240068359A - 모빌리티의 충전 제어 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 모빌리티의 충전 제어 장치는 기준 전류가 입력되는 모빌리티의 배터리 전압을 측정하는 센서 및 상기 배터리 전압이 제1 임계치를 초과하고 제2 임계치 미만인 것으로 판단하면, 상기 배터리 전압의 변화량이 기준값을 초과하는지 여부에 따라 상기 배터리의 정격 전압을 판단하고, 상기 정격 전압에 상응하여 충전 전압을 설정하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

모빌리티의 충전 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING CHARGING OF MOBILITY}
본 발명은 모빌리티의 충전 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 다양한 종류의 모빌리티(전동 킥보드, 전기 자전거, 전동 스쿠터 등)의 보급이 확대되고 있으나, 공용 충전기의 확충이 미흡하여 사용자는 여전히 각 모빌리티 별 충전기를 별도로 이용하여 충전하고 있는 실정이다.
이에, 사용자의 편의성을 증대시키고 모빌리티의 충전을 용이하게 하기 위해 전기차 충전기로 다양한 종류의 모빌리티의 배터리를 충전하는 기술이나, 전기차 충전소와 같이 모빌리티의 충전을 지원하는 모빌리티용 공용 충전소 개발이 요구되고 있다.
각 모빌리티의 배터리는 서로 다른 정격전압을 갖기 때문에, 하나의 충전기를 이용하거나, 모빌리티용 공용 충전소를 이용하여 다양한 종류의 모빌리티의 배터리를 충전하기 위해서는 배터리의 전압을 측정하여 각 모빌리티 배터리의 정격전압을 판단하여야 한다. 그러나, 온도, 수명, SOC(State Of Charge)에 따라 제1 모빌리티의 배터리가 풀 충전되었을 때 측정되는 배터리 전압과, 제2 모빌리티의 배터리가 방전되었을 때 측정되는 배터리 전압이 동일해질 수 있어, 배터리의 전압 측정만으로 각 모빌리티 배터리의 정격전압을 판단하기 어려운 한계가 있다. 이로 인해 배터리의 정격전압을 잘못 판단하여 과전압으로 과충전하는 경우, 배터리의 폭발 및 이로 인한 화재가 발생할 수 있는 한계가 있다.
본 발명의 실시예는 모빌리티의 배터리의 정격전압을 정확하게 판단하여, 하나의 충전기로 다양한 종류의 모빌리티의 배터리를 충전하도록 하는 모빌리티 충전 제어 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예는 정격전압에 상응하는 충전전압을 설정하여 모빌리티의 배터리를 안전하게 충전할 수 있는 모빌리티 충전 제어 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예는 모빌리티용 공용 충전소에 적용하여 사용자의 편의성을 향상시키고 모빌리티의 배터리 충전을 용이하게 하는 모빌리티 충전 제어 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 모빌리티의 충전 제어 장치는 기준 전류가 입력되는 모빌리티의 배터리 전압을 측정하는 센서 및 상기 배터리 전압이 제1 임계치를 초과하고 제2 임계치 미만인 것으로 판단하면, 상기 배터리 전압의 변화량이 기준값을 초과하는지 여부에 따라 상기 배터리의 정격 전압을 판단하고, 상기 정격 전압에 상응하여 충전 전압을 설정하는 제어부를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는 상기 배터리 전압의 변화량이 기준값을 초과하는 것으로 판단하면, 상기 제2 임계치를 초과하는 정격 전압을 갖는 배터리가 방전된 상태인 것으로 판단할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는 상기 배터리 전압의 변화량이 기준값을 초과하지 않는 것으로 판단하면, 상기 제1 임계치 미만의 정격 전압을 갖는 배터리가 충전된 상태인 것으로 판단할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는 제1 모빌리티의 제 전압 분포 및 상기 제1 모빌리티의 전압 분포와 인접한 제2 모빌리티의 제2 전압 분포의 교차 전압을 산출하고, 상기 교차 전압을 포함하는 소정 범위의 최소값을 상기 제1 임계치로 설정하고, 상기 소정 범위의 최대값을 상기 제2 임계치로 설정할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1 모빌리티의 전압 분포는 외부 온도, 상기 배터리의 수명, 배터리의 충전량 및 이들의 조합 중의 적어도 하나에 따라 상기 제1 모빌리티의 정격 전압이 변동되는 범위에 따라 설정될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제2 모빌리티의 전압 분포는 외부 온도, 상기 배터리의 수명, 상기 배터리의 충전량 및 이들의 조합 중의 적어도 하나에 따라 상기 제2 모빌리티의 정격 전압이 변동되는 범위에 따라 설정될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 기준 전류는 상기 배터리의 충전을 위해 요구되는 전류 미만의 값을 가질 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는 상기 배터리의 과충전을 방지하기 위해 미리 설정된 전압을 상기 충전 전압으로 설정할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는 상기 충전 전압을 기반으로 상기 배터리의 충전을 제어할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 모빌리티는 상기 배터리에 의해 출력되는 전력에 의해 생성된 동력으로 이동하는 장치를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 모빌리티의 충전 제어 방법은 기준 전류가 입력되는 모빌리티의 배터리 전압을 센서에 의해 측정하는 단계와, 제어부에 의해, 상기 배터리 전압이 제1 임계치를 초과하고 제2 임계치 미만인 것으로 판단하면, 상기 배터리 전압의 변화량이 기준값을 초과하는지 여부에 따라 상기 배터리의 정격 전압을 판단하고, 상기 정격 전압에 상응하여 충전 전압을 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부에 의해, 상기 배터리 전압의 변화량이 기준값을 초과하는 것으로 판단하면, 상기 제2 임계치를 초과하는 정격 전압을 갖는 배터리가 방전된 상태인 것으로 판단할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부에 의해, 상기 배터리 전압의 변화량이 기준값을 초과하지 않는 것으로 판단하면, 상기 제1 임계치 미만의 정격 전압을 갖는 배터리가 충전된 상태인 것으로 판단할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부에 의해, 제1 모빌리티의 제1 전압 분포 및 상기 제1 모빌리티의 전압 분포와 인접한 제2 모빌리티의 제2 전압 분포의 교차 전압을 산출하고, 상기 교차 전압을 포함하는 소정 범위의 최소값을 상기 제1 임계치로 설정하고, 상기 소정 범위의 최대값을 상기 제2 임계치로 설정할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부에 의해, 상기 제1 모빌리티의 제1 전압 분포는 외부 온도, 상기 배터리의 수명, 상기 배터리의 충전량 및 이들의 조합 중의 적어도 하나에 따라 상기 제1 모빌리티의 정격 전압이 변동되는 범위에 따라 설정될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부에 의해, 상기 제2 모빌리티의 전압 분포는 외부 온도, 상기 배터리의 수명, 상기 배터리의 충전량 및 이들의 조합 중의 적어도 하나에 따라 상기 제2 모빌리티의 정격 전압이 변동되는 범위에 따라 설정될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 기준 전류는 상기 배터리의 충전을 위해 요구되는 전류 미만의 값을 가질 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부에 의해, 상기 충전 전압은 상기 배터리의 과충전을 방지하기 위해 미리 설정된 전압으로 설정될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부에 의해, 상기 충전 전압을 기반으로 상기 배터리의 충전을 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 모빌리티는 상기 배터리에 의해 출력되는 전력에 의해 생성된 동력으로 이동하는 장치를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 모빌리티의 충전 제어 장치 및 방법은 모빌리티와 별도의 통신없이도 충전기가 배터리의 정격전압을 판단하여 배터리를 안전하게 충전하도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모빌리티의 충전 제어 장치가 충전할 수 있는 모빌리티를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모빌리티의 충전 제어 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 모빌리티 종류에 따른 전압 분포를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 배터리의 SOC에 따른 전압 변화를 개략적으로 나타낸 그래프이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예의 동작에 따른 모빌리티의 배터리 전압 변화를 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 모빌리티의 충전 제어 방법을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 방법을 실행하는 컴퓨팅 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 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 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, 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. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 발명의 실시예에 따른 모빌리티의 충전 제어 장치는 다양한 종류의 모빌리티를 충전할 수 있는 하나의 충전기 또는 공용 모빌리티용 충전기에 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모빌리티의 충전 제어 장치가 충전할 수 있는 모빌리티를 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면 모빌리티의 충전 제어 장치가 공용 모빌리티용 충전기에 적용되는 경우, 다양한 전압의 모빌리티를 충전할 수 있다. 실시예에 따르면, 모빌리티의 충전 제어 장치가 적용된 공용 모빌리티용 충전기(A)는 24V의 전압으로 전동 킥보드(10)를 충전하거나, 36V의 전압으로 충전되는 전기 자전거(20)를 충전하거나, 48V의 전압으로 전동 보드(30)를 충전하거나, 72V의 전압으로 전동 스쿠터(40)를 충전할 수 있다.
실시예에 따르면, 모빌리티는 배터리로부터 출력된 전력에 의해 생성된 동력으로 이동하는 장치를 포함할 수 있으며, 일 예로, 모빌리티는 전동 킥보드, 전기 자전거, 전기 스쿠터, 전동 보드, 자율 배송 로봇, 안내 로봇 등을 포함할 수 있다. 실시예에 따르면, 모빌리티의 충전 제어 장치는 무선 또는 유선으로 모빌리티 배터리의 충전을 제어할 수 있다. 보다 자세하게는 도 2를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 모빌리티의 충전 제어 장치를 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모빌리티의 충전 제어 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 모빌리티의 충전 제어 장치(100)는 센서(110), 저장부(120) 및 제어부(130)를 포함할 수 있다.
센서(110)는 모빌리티의 배터리 상태를 감지할 수 있다. 실시예에 따르면, 센서(110)는 배터리의 전압을 측정하는 전압 센서 및 배터리의 전류를 측정하는 전류 센서를 포함할 수 있다.
저장부(120)는 본 발명의 일 실시예에 따른 모빌리티의 충전 제어 장치의 동작을 위한 각종 명령의 연산이나 실행을 수행하는 적어도 하나 이상의 알고리즘을 저장할 수 있다. 저장부(120)는 플래시 메모리(flash memory), 하드디스크(hard disc), 메모리 카드, 롬(ROM: Read-Only Memory), 램(RAM: Random Access Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광 디스크 중 적어도 하나의 저장 매체를 포함할 수 있다.
제어부(130)는 각종 명령의 연산이나 실행을 수행 가능한 반도체 칩 등을 내장한 마이크로 프로세서(microprocessor) 등의 다양한 처리 장치에 의해 구현될 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 제어 장치의 동작을 제어할 수 있다. 제어부(130)는 센서(110) 및 저장부(120)와 유선 케이블이나 각종 회로를 통해 전기적으로 연결되어 제어 명령 등을 포함하는 전기적 신호를 전달할 수 있고, 캔(CAN, Controller Area Network)과 같은 다양한 무선 통신망에 의해 제어 명령 등을 포함하는 전기적 신호를 송수신할 수 있다.
제어부(130)는 모빌리티의 배터리와 연결되었는지 판단할 수 있다. 여기서, 연결은 무선 연결 또는 유선 연결을 포함할 수 있다. 무선 연결은 소정의 무선 충전 패드 상에 모빌리티의 배터리가 부착되어 전기적 연결되는 것을 포함할 수 있으며, 유선 연결은 모빌리티의 배터리가 유선 충전 케이블에 의해 전기적 연결되는 것을 포함할 수 있다.
제어부(130)는 모빌리티의 배터리와 연결된 것으로 판단하면, 배터리에 기준 전류를 입력하도록 제어할 수 있다. 여기서, 기준 전류는 배터리의 충전을 위해 요구되는 전류 미만의 값을 가지는 전류를 의미할 수 있다. 실시예에 따르면, 기준 전류는 0.5A의 미세 전류를 포함할 수 있다.
제어부(130)는 센서(110)가 기준 전류가 입력되는 배터리의 전압을 측정하도록 제어할 수 있다. 제어부(130)는 센서(110)로부터 측정된 배터리의 전압을 판단할 수 있다.
제어부(130)는 배터리의 전압이 제1 임계치를 초과하고 제2 임계치 미만인지 여부를 판단할 수 있다. 실시예에 따르면, 제어부(130)는 제1 모빌리티의 전압 분포 및 제1 모빌리티의 전압 분포와 인접한 제2 모빌리티의 전압 분포의 교차 전압을 산출하고, 교차 전압을 포함하는 소정 범위의 최소값을 제1 임계치로 설정하고, 소정 범위의 최대값을 상기 제2 임계치로 설정할 수 있다. 보다 구체적인 설명은 도 3을 참조한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 모빌리티 종류에 따른 전압 분포를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제어부(130)는 충전하고자 하는 모빌리티(제1 모빌리티, 제2 모빌리티, 제3 모빌리티...)의 정격 전압이 외부 온도, 배터리의 수명, 배터리의 충전량 및 이들의 조합 중의 하나에 따라 변동되는 범위에 따라 전압 분포를 설정할 수 있다.
실시예에 따르면, 제1 모빌리티의 정격 전압이 24V라 할 때, 제어부(130)는 제1 모빌리티의 전압 분포(A)를 제1 범위(예, 22V 내지 32V)로 설정할 수 있다. 또한, 제2 모빌리티의 정격 전압이 36V라 할 때, 제어부(130)는 제2 모빌리티의 전압 분포(B)는 제2 범위(32V 내지 42V)로 설정될 수 있다. 또한, 제3 모빌리티의 정격 전압이 48V라 할 때, 제어부(130)는 제3 모빌리티의 전압 분포(C)는 제3 범위(42V 내지 56V)로 설정될 수 있다.
제어부(130)는 제1 모빌리티의 전압 분포(A) 및 제1 모빌리티의 전압 분포(A)와 인접한 전압 분포를 가지는 제2 모빌리티의 전압 분포(B)의 교차 전압을 산출할 수 있다. 실시예에 따르면, 제1 모빌리티의 전압 분포(A)와 제2 모빌리티의 전압 분포(B)의 교차 전압은 약 32V로 산출될 수 있다.
제어부(130)는 교차 전압을 포함하는 소정 범위를 설정할 수 있으며, 소정 범위의 최소값을 제1 임계치, 소정 범위의 최대값을 제2 임계치로 설정할 수 있다.
제어부(130)는 기준 전류가 입력되는 배터리의 측정 전압값이 제1 임계치를 초과하고 제2 임계치 미만으로 판단하는 경우, 전압이 측정된 배터리가 제1 모빌리티의 배터리인지, 제2 모빌리티의 배터리인지 판단할 수 없다.
즉, 제1 임계치를 초과하고 제2 임계치 미만인 구간은 제1 모빌리티의 전압 분포에도 포함되고, 제2 모빌리티의 전압 분포에도 포함되기 때문에 제어부(130)는 측정된 전압만으로 배터리의 정격 전압을 판단할 수 없다.
본 발명의 실시예에 따르면, 제어부(130)는 기준 전류가 입력되는 배터리의 측정 전압값이 제1 임계치를 초과하고 제2 임계치 미만인 경우, 배터리 전압의 변화량이 기준값을 초과하는지 여부를 판단한다. 제어부(130)가 배터리 전압의 변화량이 기준값을 초과하는지 여부를 판단하는 구성은 구체적으로 도 4를 참조하여 설명한다.
도 4는 배터리의 SOC에 따른 전압 변화를 개략적으로 나타낸 그래프이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 시간의 변화에 따른 배터리 전압의 변화량이 큰 경우 배터리의 SOC(State Of Charge)가 낮은 방전 상태인 것을 확인할 수 있다. 또한, 시간의 변화에 따른 배터리의 전압의 변화량은 작은 경우, 배터리의 SOC(State Of Charge)가 높은 충전 상태인 것을 확인할 수 있다.
제어부(130)는 배터리의 SOC에 따라 배터리 전압의 변화량이 차이가 발생하는 특성을 고려하여 배터리 전압의 변화량이 기준값을 초과하는 것으로 판단하면, 배터리가 방전 상태인 것으로 판단할 수 있으며, 배터리 전압의 변화량이 기준값을 초과하지 않는 것으로 판단하면 배터리가 충전 상태인 것으로 판단할 수 있다.
도 3을 참조하여, 제어부(130)는 기준 전류가 입력되는 배터리의 측정 전압값이 제1 임계치를 초과하고 제2 임계치 미만이고, 배터리 전압의 변화량이 기준값을 초과하는 것으로 판단하면, 방전된 상태이므로 제2 모빌리티의 배터리가 방전되어 제1 임계치를 초과하고 제2 임계치 미만의 전압 상태를 갖는 것으로 판단할 수 있다. 따라서, 제어부(130)는 방전 상태인 경우, 제1 임계치를 초과하고 제2 임계치 미만의 전압을 갖는 배터리의 정격 전압을 판단할 수 있다.
또한, 제어부(130)는 기준 전류가 입력되는 배터리의 측정 전압값이 제1 임계치를 초과하고 제2 임계치 미만이고, 배터리 전압의 변화량이 기준값을 초과하지 않는 것으로 판단하면, 배터리가 충전된 상태이므로 제1 모빌리티의 배터리가 충전되어 제1 임계치를 초과하고 제2 임계치 미만의 전압 상태를 갖는 것으로 판단할 수 있다. 따라서, 제어부(130)는 충전 상태인 경우, 제1 임계치를 초과하고 제2 임계치 미만의 전압을 갖는 배터리의 정격 전압을 판단할 수 있다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예의 동작에 따른 모빌리티의 배터리 전압 변화를 나타낸 그래프이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제어부(130)는 모빌리티의 배터리와 연결된 후 측정된 배터리의 전압이 제1 임계치를 초과하고 제2 임계치 미만이고, 전압 변화량이 제1 기준값 미만인 것으로 판단하면, 제어부(130)는 모빌리티의 배터리가 제1 임계치를 초과하고 제2 임계치 미만인 전압값에서 완충 상태인 것으로 판단하고 모빌리티(제1 모빌리티)의 정격 전압을 판단할 수 있다.
실시예에 따르면, 제어부(130)는 배터리의 측정된 전압이 약 29V인 것으로 판단하고, 전압 변화량이 기준값을 초과하지 않는 것으로 판단하면, 약 29V값에서 완충 상태가 되므로 모빌리티(제1 모빌리티)의 정격 전압을 약 24V로 판단할 수 있다.
제어부(130)는 모빌리티(제1 모빌리티)의 정격 전압이 약 24V인 것으로 판단되면, 정격 전압에 상응하여 충전 전압을 설정할 수 있다. 여기서, 충전 전압은 모빌리티의 배터리의 과충전을 방지하기 위해 미리 설정된 전압을 포함할 수 있다. 일 예로, 제어부(130)는 모빌리티(제1 모빌리티)의 정격 전압을 24V로 판단한 경우, 충전 전압은 29.4V로 설정할 수 있다. 이로서, 제어부(130)는 과충전 없이 모빌리티(제1 모빌리티)의 충전을 제어할 수 있다.
한편, 제어부(130)는 모빌리티의 배터리와 연결된 후 측정된 배터리의 전압이 제1 임계치를 초과하고 제2 임계치 미만이고, 전압 변화량이 제1 기준값을 초과한 것으로 판단하면, 제어부(130)는 모빌리티의 배터리가 제1 임계치를 초과하고 제2 임계치 미만인 전압값에서 방전 상태인 것으로 판단하고 모빌리티(제2 모빌리티)의 정격 전압을 판단할 수 있다.
실시예에 따르면, 제어부(130)는 배터리의 측정된 전압이 약 29V인 것으로 판단하고, 전압 변화량이 제1 기준값 초과한 것으로 판단하면, 약 29V값에서 방전 상태가 되므로 제2 모빌리티의 정격 전압을 약 36V로 판단할 수 있다.
제어부(130)는 모빌리티(제2 모빌리티)의 정격 전압이 약 36V인 것으로 판단되면, 정격 전압에 상응하여 충전 전압을 설정할 수 있다. 여기서, 충전 전압은 모빌리티의 배터리의 과충전을 방지하기 위해 미리 설정된 전압을 포함할 수 있다. 일 예로, 제어부(130)는 모빌리티의 정격 전압을 36V로 판단한 경우, 충전 전압은 42V로 설정할 수 있다. 이로서, 제어부(130)는 과충전 없이 모빌리티(제2 모빌리티)의 충전을 제어할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제어부(130)는 모빌리티의 배터리와 연결된 후 측정된 배터리의 전압이 제3 임계치를 초과하고 제4 임계치 미만이고, 전압 변화량이 기준값을 초과하지 않는 것으로 판단하면, 제어부(130)는 모빌리티의 배터리가 제1 임계치를 초과하고 제2 임계치 미만인 전압값에서 완충 상태인 것으로 판단하고 모빌리티(제2 모빌리티)의 정격 전압을 판단할 수 있다.
실시예에 따르면, 제어부(130)는 배터리의 측정된 전압이 약 40V인 것으로 판단하고, 전압 변화량이 제2 기준값 미만인 것으로 판단하면, 약 40V값에서 완충 상태가 되므로 모빌리티(제2 모빌리티)의 정격 전압을 약 36V로 판단할 수 있다.
제어부(130)는 모빌리티(제2 모빌리티)의 정격 전압이 약 36V인 것으로 판단되면, 정격 전압에 상응하여 충전 전압을 설정할 수 있다. 여기서, 충전 전압은 모빌리티의 배터리의 과충전을 방지하기 위해 미리 설정된 전압을 포함할 수 있다. 일 예로, 제어부(130)는 모빌리티의 정격 전압을 36V로 판단한 경우, 충전 전압은 42V로 설정할 수 있다. 이로서, 제어부(130)는 과충전 없이 모빌리티(제2 모빌리티)의 충전을 제어할 수 있다.
한편, 제어부(130)는 모빌리티의 배터리와 연결된 후 측정된 배터리의 전압이 제3 임계치를 초과하고 제4 임계치 미만이고, 전압 변화량이 제2 기준값을 초과한 것으로 판단하면, 제어부(130)는 모빌리티의 배터리가 제1 임계치를 초과하고 제2 임계치 미만인 전압값에서 방전 상태인 것으로 판단하고 모빌리티(제3 모빌리티)의 정격 전압을 판단할 수 있다.
실시예에 따르면, 제어부(130)는 배터리의 측정된 전압이 약 42V인 것으로 판단하고, 전압 변화량이 기준값 초과한 것으로 판단하면, 약 42V값에서 방전 상태가 되므로 모빌리티(제3 모빌리티)의 정격 전압을 약 48V로 판단할 수 있다.
제어부(130)는 모빌리티(제3 모빌리티)의 정격 전압이 약 48V인 것으로 판단되면, 정격 전압에 상응하여 충전 전압을 설정할 수 있다. 여기서, 충전 전압은 모빌리티의 배터리의 과충전을 방지하기 위해 미리 설정된 전압을 포함할 수 있다. 일 예로, 제어부(130)는 모빌리티의 정격 전압을 48V로 판단한 경우, 충전 전압은 54V로 설정할 수 있다. 이로서, 제어부(130)는 과충전 없이 모빌리티(제3 모빌리티)의 충전을 제어할 수 있다.
실시예에 따르면, 제어부(130)는 무선 또는 유선으로 모빌리티 배터리의 충전을 제어할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 모빌리티의 충전 제어 방법을 나타낸 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 제어부(130)는 모빌리티의 배터리와 연결되었는지 여부를 판단할 수 있다(S110). S110에서 모빌리티의 배터리와 연결은 무선 연결 또는 유선 연결을 포함할 수 있다.
제어부(130)는 모빌리티의 배터리와 연결된 것으로 판단하면, 배터리에 기준 전류를 입력하도록 제어할 수 있다(S120). 여기서, 기준 전류는 배터리의 충전을 위해 요구되는 전류 미만의 값을 가지는 전류를 의미할 수 있다. 실시예에 따르면, 기준 전류는 0.5A의 미세 전류를 포함할 수 있다.
제어부(130)는 센서(110)가 기준 전류가 입력되는 모빌리티의 배터리의 전압을 측정하도록 제어할 수 있다(S130).
제어부(130)는 배터리의 전압이 제1 임계치를 초과하고 제2 임계치 미만인지 여부를 판단할 수 있다(S140).
S140에서 실시예에 따르면, 제어부(130)는 제1 모빌리티의 전압 분포 및 제1 모빌리티의 전압 분포와 인접한 제2 모빌리티의 전압 분포의 교차 전압을 산출하고, 교차 전압을 포함하는 소정 범위의 최소값을 제1 임계치로 설정하고, 소정 범위의 최대값을 상기 제2 임계치로 설정할 수 있다. 보다 구체적인 설명은 도 2를 참조한다.
실시예에 따르면, 제1 모빌리티의 정격 전압이 24V라 할 때, 제어부(130)는 제1 모빌리티의 전압 분포(A)를 제1 범위(예, 22V 내지 32V)로 설정할 수 있다. 또한, 제2 모빌리티의 정격 전압이 36V라 할 때, 제어부(130)는 제2 모빌리티의 전압 분포(B)는 제2 범위(32V 내지 42V)로 설정할 수 있다. 또한, 제3 모빌리티의 정격 전압이 48V라 할 때, 제어부(130)는 제3 모빌리티의 전압 분포(C)는 제3 범위(42V 내지 56V)로 설정할 수 있다.
제어부(130)는 제1 모빌리티의 전압 분포(A) 및 제1 모빌리티의 전압 분포(A)와 인접한 전압 분포를 가지는 제2 모빌리티의 전압 분포(B)의 교차 전압을 산출할 수 있다. 실시예에 따르면, 제1 모빌리티의 전압 분포(A)와 제2 모빌리티의 전압 분포(B)의 교차 전압은 약 32V로 산출될 수 있다.
제어부(130)는 교차 전압을 포함하는 소정 범위를 설정할 수 있으며, 소정 범위의 최소값을 제1 임계치(예, 31V), 소정 범위의 최대값을 제2 임계치(예, 33V)로 설정할 수 있다.
S140에서 제어부(130)는 기준 전류가 입력되는 배터리의 측정 전압값이 제1 임계치를 초과하고 제2 임계치 미만으로 판단하는 경우, 배터리 전압의 변화량이 제1 기준값을 초과하는지 판단한다(S150).
S150에서 제어부(130)는 배터리의 SOC에 따라 배터리 전압의 변화량이 차이가 발생하는 특성을 고려하여 배터리 전압의 변화량이 제1 기준값을 초과하는 것으로 판단하면, 배터리가 방전 상태인 것으로 판단할 수 있다(S160).
S160에서, 제어부(130)는 기준 전류가 입력되는 배터리의 측정 전압값이 제1 임계치를 초과하고 제2 임계치 미만이고, 배터리 전압의 변화량이 제1 기준값을 초과하는 것으로 판단하면, 방전된 상태이므로 제2 모빌리티의 배터리가 방전되어 제1 임계치를 초과하고 제2 임계치 미만의 전압 상태를 갖는 것으로 판단할 수 있다. 따라서, 제어부(130)는 방전 상태인 경우, 제1 임계치를 초과하고 제2 임계치 미만의 전압을 갖는 배터리의 정격 전압을 판단할 수 있다.
일 예로, 제어부(130)는 배터리의 측정(센싱)된 전압이 약 32V인 것으로 판단하고, 전압 변화량이 제1 기준값 초과한 것으로 판단하면, 약 32V값에서 방전 상태가 되므로 제2 모빌리티의 정격 전압을 약 36V로 판단할 수 있다.
제어부(130)는 제2 모빌리티의 정격 전압이 판단되면, 정격 전압에 상응하여 충전 전압을 설정할 수 있다(S170). 여기서, 충전 전압은 모빌리티의 배터리의 과충전을 방지하기 위해 미리 설정된 전압을 포함할 수 있다.
일 예로, S170에서 제어부(130)는 제2 모빌리티의 정격 전압을 36V로 판단한 경우, 충전 전압은 42V로 설정할 수 있다. 이로서, 제어부(130)는 과충전 없이 제2 모빌리티의 충전을 제어할 수 있다.
한편, S150에서 제어부(130)는 배터리 전압의 변화량이 기준값을 초과하지 않는 것으로 판단하면 배터리가 충전 상태인 것으로 판단할 수 있다(S180).
S180에서, 제어부(130)는 기준 전류가 입력되는 배터리의 측정 전압값이 제1 임계치를 초과하고 제2 임계치 미만이고, 배터리 전압의 변화량이 제1 기준값을 초과하지 않는 것으로 판단하면, 배터리가 충전된 상태이므로 제1 모빌리티의 배터리가 충전되어 제1 임계치를 초과하고 제2 임계치 미만의 전압 상태를 갖는 것으로 판단할 수 있다. 따라서, 제어부(130)는 충전 상태인 경우, 제1 임계치를 초과하고 제2 임계치 미만의 전압을 갖는 배터리의 정격 전압을 판단할 수 있다.
S140에서 제어부(130)는 배터리의 측정(센싱)된 전압이 약 32V인 것으로 판단하고, S150에서 전압 변화량이 제1 기준값을 초과하지 않는 것으로 판단하면, 약 32V값에서 완충 상태가 되므로 제1 모빌리티의 정격 전압을 약 24V로 판단할 수 있다.
제어부(130)는 제1 모빌리티의 정격 전압이 판단되면, 정격 전압에 상응하여 충전 전압을 설정할 수 있다(S190). 여기서, 충전 전압은 모빌리티의 배터리의 과충전을 방지하기 위해 미리 설정된 전압을 포함할 수 있다.
일 예로, S190에서 제어부(130)는 제1 모빌리티의 정격 전압을 24V로 판단한 경우, 충전 전압은 30V로 설정할 수 있다. 이로서, 제어부(130)는 과충전 없이 제1 모빌리티의 충전을 제어할 수 있다.
실시예에 따르면, S170 및 S190에서 제어부(130)는 무선 또는 유선으로 모빌리티 배터리의 충전을 제어할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 제어부(130)는 제2 모빌리티의 전압 분포(B) 및 제2 모빌리티의 전압 분포(B)와 인접한 전압 분포를 가지는 제3 모빌리티의 전압 분포(C)의 교차 전압을 산출할 수 있다. 실시예에 따르면, 제2 모빌리티의 전압 분포(B)와 제3 모빌리티의 전압 분포(C)의 교차 전압은 약 42V로 산출될 수 있다.
제어부(130)는 교차 전압을 포함하는 소정 범위를 설정할 수 있으며, 소정 범위의 최소값을 제3 임계치(예, 41V), 소정 범위의 최대값을 제4 임계치(예, 43V)로 설정할 수 있다.
제어부(130)는 기준 전류가 입력되는 배터리의 측정 전압값이 제3 임계치를 초과하고 제4 임계치 미만인지 여부를 판단한다(S200).
S200에서 제어부(130)는 기준 전류가 입력되는 배터리의 측정 전압값이 제1 임계치를 초과하고 제2 임계치 미만으로 판단하는 경우, 배터리 전압의 변화량이 제2 기준값을 초과하는지 판단한다(S210).
S210에서 제어부(130)는 배터리의 SOC에 따라 배터리 전압의 변화량이 차이가 발생하는 특성을 고려하여 배터리 전압의 변화량이 제2 기준값을 초과하는 것으로 판단하면, 배터리가 방전 상태인 것으로 판단할 수 있다(S220).
S210에서, 제어부(130)는 기준 전류가 입력되는 배터리의 측정 전압값이 제3 임계치를 초과하고 제4 임계치 미만이고, S220에서 배터리 전압의 변화량이 기준값을 초과하는 것으로 판단하면, 방전된 상태이므로 제2 모빌리티의 배터리가 방전되어 제1 임계치를 초과하고 제2 임계치 미만의 전압 상태를 갖는 것으로 판단할 수 있다. 따라서, 제어부(130)는 방전 상태인 경우, 제1 임계치를 초과하고 제2 임계치 미만의 전압을 갖는 배터리의 정격 전압을 판단할 수 있다.
일 예로, 제어부(130)는 배터리의 측정(센싱)된 전압이 약 42V인 것으로 판단하고, 전압 변화량이 제2 기준값 초과한 것으로 판단하면, 약 42V값에서 방전 상태가 되므로 제3 모빌리티의 정격 전압을 약 48V로 판단할 수 있다.
제어부(130)는 제3 모빌리티의 정격 전압이 판단되면, 정격 전압에 상응하여 충전 전압을 설정할 수 있다(S230). 여기서, 충전 전압은 모빌리티의 배터리의 과충전을 방지하기 위해 미리 설정된 전압을 포함할 수 있다.
일 예로, S230에서 제어부(130)는 제3 모빌리티의 정격 전압을 48V로 판단한 경우, 충전 전압은 54V로 설정할 수 있다. 이로서, 제어부(130)는 과충전 없이 제3 모빌리티의 충전을 제어할 수 있다.
한편, S200에서 제어부(130)는 배터리 전압의 변화량이 제2 기준값을 초과하지 않는 것으로 판단하면 배터리가 충전 상태인 것으로 판단할 수 있다(S240).
S200에서, 제어부(130)는 기준 전류가 입력되는 배터리의 측정 전압값이 제1 임계치를 초과하고 제2 임계치 미만이고, S210에서 배터리 전압의 변화량이 제2 기준값을 초과하지 않는 것으로 판단하면, 배터리가 충전된 상태이므로 제2 모빌리티의 배터리가 충전되어 제3 임계치를 초과하고 제4 임계치 미만의 전압 상태를 갖는 것으로 판단할 수 있다. 따라서, 제어부(130)는 충전 상태인 경우, 제3 임계치를 초과하고 제4 임계치 미만의 전압을 갖는 배터리의 정격 전압을 판단할 수 있다.
S240에서 제어부(130)는 배터리의 측정(센싱)된 전압이 약 42V인 것으로 판단하고, S210에서 전압 변화량이 제2 기준값을 초과하지 않는 것으로 판단하면, 약 42V값에서 완충 상태가 되므로 제2 모빌리티의 정격 전압을 약 36V로 판단할 수 있다.
제어부(130)는 제2 모빌리티의 정격 전압이 판단되면, 정격 전압에 상응하여 충전 전압을 설정할 수 있다(S250). 여기서, 충전 전압은 모빌리티의 배터리의 과충전을 방지하기 위해 미리 설정된 전압을 포함할 수 있다.
일 예로, S250에서 제어부(130)는 제2 모빌리티의 정격 전압을 36V로 판단한 경우, 충전 전압은 42V로 설정할 수 있다. 이로서, 제어부(130)는 과충전 없이 제2 모빌리티의 충전을 제어할 수 있다.
실시예에 따르면, S230 및 S250에서 제어부(130)는 무선 또는 유선으로 모빌리티 배터리의 충전을 제어할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 방법을 실행하는 컴퓨팅 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 컴퓨팅 시스템(1000)은 버스(1200)를 통해 연결되는 적어도 하나의 프로세서(1100), 메모리(1300), 사용자 인터페이스 입력 장치(1400), 사용자 인터페이스 출력 장치(1500), 스토리지(1600), 및 네트워크 인터페이스(1700)를 포함할 수 있다.
프로세서(1100)는 중앙 처리 장치(CPU) 또는 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1600)에 저장된 명령어들에 대한 처리를 실행하는 반도체 장치일 수 있다. 메모리(1300) 및 스토리지(1600)는 다양한 종류의 휘발성 또는 불휘발성 저장 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리(1300)는 ROM(Read Only Memory, 1310) 및 RAM(Random Access Memory, 1320)을 포함할 수 있다.
따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계는 프로세서(1100)에 의해 실행되는 하드웨어, 소프트웨어 모듈, 또는 그 2 개의 결합으로 직접 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터, 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM과 같은 저장 매체(즉, 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1600))에 상주할 수도 있다. 예시적인 저장 매체는 프로세서(1100)에 커플링되며, 그 프로세서(1100)는 저장 매체로부터 정보를 판독할 수 있고 저장 매체에 정보를 기입할 수 있다. 다른 방법으로, 저장 매체는 프로세서(1100)와 일체형일 수도 있다. 프로세서 및 저장 매체는 주문형 집적회로(ASIC) 내에 상주할 수도 있다. ASIC는 사용자 단말기 내에 상주할 수도 있다. 다른 방법으로, 프로세서 및 저장 매체는 사용자 단말기 내에 개별 컴포넌트로서 상주할 수도 있다.
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 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 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.
모빌리티의 충전 제어 장치 100
센서 110
저장부 120
제어부 130

Claims (20)

  1. 기준 전류가 입력되는 모빌리티의 배터리 전압을 측정하는 센서; 및
    상기 배터리 전압이 제1 임계치를 초과하고 제2 임계치 미만인 것으로 판단하면, 상기 배터리 전압의 변화량이 기준값을 초과하는지 여부에 따라 상기 배터리의 정격 전압을 판단하고, 상기 정격 전압에 상응하여 충전 전압을 설정하는 제어부를 포함하는,
    모빌리티의 충전 제어 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 배터리 전압의 변화량이 기준값을 초과하는 것으로 판단하면, 상기 제2 임계치를 초과하는 정격 전압을 갖는 배터리가 방전된 상태인 것으로 판단하는,
    모빌리티의 충전 제어 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 배터리 전압의 변화량이 기준값을 초과하지 않는 것으로 판단하면, 상기 제1 임계치 미만의 정격 전압을 갖는 배터리가 충전된 상태인 것으로 판단하는,
    모빌리티의 충전 제어 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는
    제1 모빌리티의 제 전압 분포 및 상기 제1 모빌리티의 전압 분포와 인접한 제2 모빌리티의 제2 전압 분포의 교차 전압을 산출하고, 상기 교차 전압을 포함하는 소정 범위의 최소값을 상기 제1 임계치로 설정하고, 상기 소정 범위의 최대값을 상기 제2 임계치로 설정하는,
    모빌리티의 충전 제어 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제1 모빌리티의 전압 분포는
    외부 온도, 상기 배터리의 수명, 상기 배터리의 충전량 및 이들의 조합 중의 적어도 하나에 따라 상기 제1 모빌리티의 정격 전압이 변동되는 범위에 따라 설정되는,
    모빌리티의 충전 제어 장치.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 제2 모빌리티의 전압 분포는
    외부 온도, 상기 배터리의 수명, 상기 배터리의 충전량 및 이들의 조합 중의 적어도 하나에 따라 상기 제2 모빌리티의 정격 전압이 변동되는 범위에 따라 설정되는,
    모빌리티의 충전 제어 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 기준 전류는
    상기 배터리의 충전을 위해 요구되는 전류 미만의 값을 갖는,
    모빌리티의 충전 제어 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 배터리의 과충전을 방지하기 위해 미리 설정된 전압을 상기 충전 전압으로 설정하는,
    모빌리티의 충전 제어 장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 충전 전압을 기반으로 상기 배터리의 충전을 제어하는,
    모빌리티의 충전 제어 장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 모빌리티는
    상기 배터리에 의해 출력되는 전력에 의해 생성된 동력으로 이동하는 장치를 포함하는,
    모빌리티의 충전 제어 장치.
  11. 기준 전류가 입력되는 모빌리티의 배터리 전압을 센서에 의해 측정하는 단계; 및
    제어부에 의해, 상기 배터리 전압이 제1 임계치를 초과하고 제2 임계치 미만인 것으로 판단하면, 상기 배터리 전압의 변화량이 기준값을 초과하는지 여부에 따라 상기 배터리의 정격 전압을 판단하고, 상기 정격 전압에 상응하여 충전 전압을 설정하는 단계를 포함하는,
    모빌리티의 충전 제어 방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 제어부에 의해, 상기 배터리 전압의 변화량이 기준값을 초과하는 것으로 판단하면, 상기 제2 임계치를 초과하는 정격 전압을 갖는 배터리가 방전된 상태인 것으로 판단하는,
    모빌리티의 충전 제어 방법.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 제어부에 의해, 상기 배터리 전압의 변화량이 기준값을 초과하지 않는 것으로 판단하면, 상기 제1 임계치 미만의 정격 전압을 갖는 배터리가 충전된 상태인 것으로 판단하는,
    모빌리티의 충전 제어 방법.
  14. 청구항 11에 있어서,
    상기 제어부에 의해, 제1 모빌리티의 제1 전압 분포 및 상기 제1 모빌리티의 전압 분포와 인접한 제2 모빌리티의 제2 전압 분포의 교차 전압을 산출하고, 상기 교차 전압을 포함하는 소정 범위의 최소값을 상기 제1 임계치로 설정하고, 상기 소정 범위의 최대값을 상기 제2 임계치로 설정하는,
    모빌리티의 충전 제어 방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 제어부에 의해, 상기 제1 모빌리티의 제1 전압 분포는 외부 온도, 상기 배터리의 수명, 상기 배터리의 충전량 및 이들의 조합 중의 적어도 하나에 따라 상기 제1 모빌리티의 정격 전압이 변동되는 범위에 따라 설정되는,
    모빌리티의 충전 제어 방법.
  16. 청구항 14에 있어서,
    상기 제어부에 의해, 상기 제2 모빌리티의 전압 분포는 외부 온도, 상기 배터리의 수명, 상기 배터리의 충전량 및 이들의 조합 중의 적어도 하나에 따라 상기 제2 모빌리티의 정격 전압이 변동되는 범위에 따라 설정되는,
    모빌리티의 충전 제어 방법.
  17. 청구항 11에 있어서,
    상기 기준 전류는 상기 배터리의 충전을 위해 요구되는 전류 미만의 값을 갖는,
    모빌리티의 충전 제어 방법.
  18. 청구항 11에 있어서,
    상기 제어부에 의해, 상기 충전 전압은 상기 배터리의 과충전을 방지하기 위해 미리 설정된 전압으로 설정되는,
    모빌리티의 충전 제어 방법.
  19. 청구항 11에 있어서,
    상기 제어부에 의해, 상기 충전 전압을 기반으로 상기 배터리의 충전을 제어하는 단계를 더 포함하는,
    모빌리티의 충전 제어 방법.
  20. 청구항 11에 있어서,
    상기 모빌리티는 상기 배터리에 의해 출력되는 전력에 의해 생성된 동력으로 이동하는 장치를 포함하는,
    모빌리티의 충전 제어 방법.
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