KR101850025B1 - 전기 자동차의 에너지를 관리하기 위한 장치 및 그 방법 - Google Patents

전기 자동차의 에너지를 관리하기 위한 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 의한 전기 자동차의 에너지를 관리하기 위한 장치 및 그 방법이 개시된다.
본 발명에 따른 전기 자동차의 에너지를 관리하기 위한 장치는 충전기로부터 전력을 공급하는 스마트그리드에 대한 전력 정보를 수신하는 통신부; 상기 전력 정보와 사용자 일정 정보, 잉여 에너지량을 이용하여 필요한 충전 에너지량을 산출하되, 충전 모드인 경우 필요한 충전 에너지량을 단위 시간별 최소의 전력 요금으로 충전 가능한 시간 대역 내에서 배터리에 충전하거나, 판매 모드인 경우 상기 필요한 충전 에너지량 내의 상기 잉여 에너지량을 단위 시간별 최고의 전력 요금으로 판매 가능한 시간대역 내에서 판매하도록 제어하는 충전 제어부; 및 상기 전력 정보, 배터리 상태 정보, 상기 사용자의 일정 정보, V2G 정보를 저장하는 저장부를 포함한다.

Description

전기 자동차의 에너지를 관리하기 위한 장치 및 그 방법{APPARATUS FOR MANAGING ENERGY OF ELECTRIC VEHICLE AND METHOD THEREOF}
본 발명은 전기 자동차의 에너지 관리 방법에 관한 것으로, 특히, 사용자의 일정에 따라 필요한 에너지량을 단위 시간별 최소의 전력 요금으로 충전 가능한 시간 대역 내에서 배터리에 충전하거나 필요한 에너지량 내의 기 설정된 잉여 에너지를 단위 시간별 최고의 전력 요금으로 판매 가능한 시간대역 내에서 판매할 수 있도록 하는 전기 자동차의 에너지를 관리하기 위한 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
최근 환경문제와 에너지 자원 문제가 중요시되는 가운데 이를 해결하기 위한 전기 자동차(electric vehicle)와 플러그인 하이브리드 전기 자동차(plug-in hybrid electric vehicle)가 미래의 운송수단으로 각광받고 있다.
이러한 전기 자동차의 배터리 충전을 위한 전력은 회생제동과 엔진으로부터 발생되는 발전기 구동에 의해 일부 공급되었지만 전기 자동차와 플러그인 하이브리드 전기 자동차가 활성화되기 위해서는 국가 전력망 또는 분산전원으로부터 전기 자동차 배터리 충전을 위한 전력을 공급해야 한다.
한편 전기 자동차와 플러그인 하이브리드 전기 자동차가 출퇴근용으로 사용되면 오전에 운행하고 저녁시간에 충전하는 패턴은 일정 시간대에 국가 전력망 또는 분산전원에 상당히 나쁜 영향을 주며, 전력망 전체 최대 소비량을 증가시키게 된다.
이는 전력의 최대 소비량에 맞춰진 양으로 혹시라도 더 많은 전력이 사용될 경우 10% 정도 예비율을 가지는 현재의 전력 시스템 상에서는 추가적인 발전설비가 필요하고 비활동 시간대에는 버려지는 전기가 많아 에너지 효율이 떨어진다.
이에 따라 최근 에너지 효율 및 에너지 절감을 위해 전력망을 지능화하는 스마트그리드 시스템이 구축되고 있으며, 중앙으로부터 일방적으로 전기가 공급되던 수직적 체계에서 벗어나, 마이크로그리드와 분산전원방식과 같은 양방향 수평적 공급체계를 마련하고 있다.
여기서 스마트그리드 시스템의 핵심은 전력망에 지그비(zigbee), 전력선 통신 등의 정보통신기술을 합쳐 소비자와 전력회사가 실시간으로 정보를 주고받는 것으로서 전기 요금이 저렴한 시간에 자동으로 배터리를 충전할 수 있으며, 필요에 따라 충전된 에너지를 스마트그리드로 재판매가 가능해 진다.
그러나 기존의 전기 자동차의 배터리를 충전하는 기술은 전기 요금에 관계없이 수동적으로 즉시 충전을 수행하거나 수동적으로 에너지를 판매함으로써, 충전에 필요한 에너지 가격이 저렴한 시간에 충전을 수행하거나 에너지 가격이 높은 시간에 판매하는 등의 스마트한 에너지 관리를 수행하지 못한다는 문제점이 있다.
따라서 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 사용자의 일정에 따라 필요한 에너지량을 산출하여 산출된 에너지량과 전력 정보를 기반으로 단위 시간별 최소의 전력 요금으로 충전 가능한 시간 대역을 산출하고 산출된 충전 가능한 시간 대역 내에서 배터리를 충전할 수 있도록 하는 전기 자동차의 에너지를 관리하기 위한 장치 및 그 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 필요한 에너지량 내의 기 설정된 잉여 에너지를 전력 정보를 이용하여 단위 시간별 최고의 전력 요금으로 판매 가능한 시간대역을 산출하고 그 산출된 판매 가능한 시간 대역 내에서 잉여 에너지를 판매할 수 있도록 하는 전기 자동차의 에너지를 관리하기 위한 장치 및 그 방법을 제공하는데 있다.
그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 사항으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명의 한 관점에 따른 전기 자동차의 에너지를 관리하기 위한 장치는 충전기로부터 전력을 공급하는 스마트그리드에 대한 전력 정보를 수신하는 통신부; 상기 전력 정보와 사용자 일정 정보, 잉여 에너지량을 이용하여 필요한 충전 에너지량을 산출하되, 충전 모드인 경우 상기 필요한 충전 에너지량을 단위 시간별 최소의 전력 요금으로 충전 가능한 시간 대역 내에서 배터리에 충전하거나, 판매 모드인 경우 상기 필요한 충전 에너지량 내의 상기 잉여 에너지량을 단위 시간별 최고의 전력 요금으로 판매 가능한 시간대역 내에서 판매하도록 제어하는 충전 제어부; 및 상기 전력 정보, 배터리 상태 정보, 상기 사용자의 일정 정보, 충전 정보, V2G 정보를 저장하는 저장부를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 배터리 상태 정보는 배터리의 현재 에너지량과 배터리의 성능 저하를 방지하기 위한 최소 에너지량, 정격전력, 정전류 충전 또는 정전압 충전 선택을 위한 배터리의 타입정보를 나타내고, 상기 사용자 일정 정보는 사용자의 일정에 따라 이동할 거리 또는 시간에 상응하는 에너지를 포함하여 필요 에너지량을 나타내고, 충전 정보는 충전 가능한 시간대역, 전압, 전류, 에너지원을 나타내고, V2G 정보는 잉여 에너지량, 판매 가능한 시간대역을 나타낼 수 있다.
바람직하게, 상기 충전 제어부는 상기 배터리 상태 정보, 상기 사용자 일정 정보, 상기 잉여 에너지량을 기반으로 충전 에너지량을 설정한 후, 설정된 상기 충전 에너지량과 상기 전력 정보를 이용하여 충전 권장 시간대역 내에서 시간대별 전력요금을 계산하고 그 계산한 결과에 따라 최소의 전력요금으로 충전 가능한 시간대역을 산출하며, 산출된 상기 충전 가능한 시간대역 내에서 배터리를 충전할 수 있다.
바람직하게, 상기 충전 제어부는 상기 잉여 에너지량과 상기 전력 정보를 이용하여 판매 권장 시간대역 내에서 시간대별 전력요금을 계산하고 그 계산한 결과에 따라 최고의 전력요금으로 판매 가능한 시간대역을 산출하며, 산출된 상기 판매 가능한 시간대역 내에서 상기 잉여 에너지량을 스마트그리드에 제공할 수 있다.
바람직하게, 상기 충전 가능 시간대역과 상기 판매 가능 시간대역은 다수의 시간대역을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 한 관점에 따른 전기 자동차의 에너지를 관리하기 위한 방법은 충전기로부터 전력을 공급하는 스마트그리드에 대한 전력 정보를 수신하는 단계; 동작 모드가 충전 모드인 경우, 상기 전력 정보, 배터리 상태 정보, 사용자 일정 정보, 잉여 에너지량을 이용하여 산출된 필요한 충전 에너지량을 단위 시간별 최소의 전력 요금으로 충전 가능한 시간 대역 내에서 배터리에 충전하는 단계; 및 동작 모드가 판매 모드인 경우, 상기 잉여 에너지량을 단위 시간별 최고의 전력 요금으로 판매 가능한 시간대역 내에서 판매하는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 배터리 상태 정보는 배터리의 현재 에너지량과 배터리의 성능 저하를 방지하기 위한 최소 에너지량, 정격전력, 정전류 충전 또는 정전압 충전 선택을 위한 배터리의 타입정보를 나타내고, 상기 사용자 일정 정보는 사용자의 일정에 따라 시간대별 이동할 거리 또는 시간에 상응하는 필요 에너지량을 나타낼 수 있다.
바람직하게, 상기 충전하는 단계는 상기 배터리 상태 정보, 상기 사용자 일정 정보, 상기 잉여 에너지량을 기반으로 충전 에너지량을 설정한 후, 설정된 상기 충전 에너지량과 상기 전력 정보를 이용하여 충전 권장 시간대역 내에서 시간대별 전력요금을 계산하고 그 계산한 결과에 따라 최소의 전력요금으로 충전 가능한 시간대역을 산출하며, 산출된 상기 충전 가능한 시간대역 내에서 배터리를 충전할 수 있다.
바람직하게, 상기 판매하는 단계는 상기 필요한 충전 에너지량을 제외한 잉여 에너지량과 상기 전력 정보를 이용하여 판매 권장 시간대역 내에서 시간대별 전력요금을 계산하고 그 계산한 결과에 따라 최고의 전력요금으로 판매 가능한 시간대역을 산출하며, 산출된 상기 판매 가능한 시간대역 내에서 잉여 에너지량을 스마트그리드에 제공할 수 있다.
바람직하게, 상기 충전 가능 시간대역과 상기 판매 가능 시간대역은 다수의 시간대역을 포함할 수 있다.
이를 통해, 본 발명은 배터리 성능 유지를 위한 에너지량과 사용자의 일정에 따라 필요한 필요 에너지량을 산출하여 산출된 에너지량과 전력 정보를 기반으로 단위 시간별 최소의 전력 요금으로 충전 가능한 시간 대역을 산출하고 산출된 충전 가능한 시간 대역 내에서 배터리를 충전함으로써, 저렴한 비용으로 배터리를 충전할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 사용자의 일정에 따라 필요한 에너지량 내의 기 설정된 잉여 에너지를 전력 정보를 이용하여 단위 시간별 최고의 전력 요금으로 판매 가능한 시간대역을 산출하고 그 산출된 판매 가능한 시간 대역 내에서 잉여 에너지를 판매함으로써, 배터리의 잉여 에너지를 효율적으로 활용할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지를 관리하기 위한 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 충전 장치(100)의 상세한 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 시간대별 에너지 요금을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리를 충전하기 위한 방법을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 잉여 에너지를 판매하기 위한 방법을 나타내는 도면이다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차의 에너지를 관리하기 위한 장치 및 그 방법을 첨부한 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한다. 우선 본 발명에 따른 동작 및 작용을 이해하는데 필요한 부분을 중심으로 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 명세서 전체를 통하여 각 도면에서 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 나타낸다.
본 발명에서는 1)사용자의 일정을 고려한 필요한 에너지량을 산출하여 산출된 에너지량과 전력 정보를 기반으로 단위 시간별 최소의 전력 요금으로 충전 가능한 시간 대역을 산출하고 그 산출된 충전 가능한 시간 대역 내에서 배터리를 충전하며, 2)필요한 에너지량 외의 잉여 에너지를 전력 정보를 이용하여 단위 시간별 최고의 전력 요금으로 판매 가능한 시간대역을 산출하고 그 산출된 판매 가능한 시간 대역 내에서 잉여 에너지를 판매할 수 있도록 하는 방안을 제안한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지를 관리하기 위한 장치를 나타내는 도면이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 전기 자동차의 에너지를 관리하기 위한 장치는 충전 장치(100), 충전기(200), 및 관리 서버(300) 등을 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 전기 자동차는 배터리를 구동 동력원으로 사용하는 전기 자동차, 내연 기관과 배터리를 동시에 구동 동력원으로 사용하는 플러그인 하이브리드 전기 자동차 등을 포괄하는 개념일 수 있다.
충전 장치(100)는 전기 자동차 내에 구비되어, 충전 케이블을 이용하여 지능형 전력망 즉, 스마트그리드(smart grid)와 연결된 충전기로부터 필요한 충전량 또는 충전 에너지량에 상응하는 전력을 공급받을 수 있다. 또한, 충전 장치(100)는 필요한 에너지량 외의 잉여 에너지량을 충전기를 통해 스마트그리드에 제공할 수도 있다.
충전기(200)는 충전 장치(100)와 지능형 전력망을 연동시켜 지능형 전력망으로부터의 전력을 전기 자동차에 공급/차단하거나 전기 자동차로부터의 전력을 지능형 전력망으로 공급/차단할 수 있도록 전력 공급 또는 전력 차단을 제어할 수 있다.
관리 서버(300)는 전력 정보를 충전 장치(100)에 제공할 수 있다. 여기서, 전력 정보는 시간대별 전력요금 정보를 포함할 수 있는데, 전력요금 정보로 평균 가격, 예상 가격 등도 제공될 수 있고, 에너지원, 날짜, 시간 등에 따라 실시간으로 변경될 수도 있다.
도 2는 도 1에 도시된 자동차의 충전 장치(100)의 상세한 구성을 나타내는 도면이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차의 충전 장치(100)는 충전 단자(110), 통신부(120), 충전 제어부(130), 배터리(140), 저장부(150) 등을 포함하여 구성될 수 있다.
충전 단자(110)는 충전기와 연결된 충전 케이블을 이용하여 전력을 공급받을 수 있다. 또한, 충전 단자(110)는 충전 케이블을 이용하여 충전기와 데이터를 교환할 수도 있다.
통신부(120)는 전력요금 정보가 포함된 전력 정보를 수신할 수 있다. 통신부(120)는 충전기와 동기화되어 각종 데이터를 상호 교환하도록 사용될 수 있다. 여기서, 통신부(120)는 광대역 통신, 유선 통신, 무선 통신, 지그비 등의 근거리 무선 통신, 및 전력선 통신 등의 여러 방식을 이용하여 정보를 송수신할 수 있다.
충전 제어부(130)는 동작 모드로서 충전 모드와 판매 모드로 동작할 수 있다. 즉, 충전 제어부(130)는 1)충전 모드인 경우 사용자의 일정을 고려하여 필요한 에너지와 판매를 고려한 충전 에너지량을 단위 시간별 최소의 전력 요금으로 충전 가능한 시간 대역 내에서 배터리에 충전할 수 있고, 2)판매 모드인 경우 필요한 에너지량 외의 잉여 에너지를 단위 시간별 최고의 전력 요금으로 판매 가능한 시간대역 내에서 스마트그리드에 제공할 수 있다.
이때, 필요한 충전 에너지량 EREQ는 다음의 [수학식 1]과 같이 정의할 수 있다.
[수학식 1]
EREQ = EBASE + ESCHEDULE + EV2G
여기서, EBASE는 배터리의 성능 저하를 방지하기 위한 최소 에너지량을 나타내고, ESCHEDULE는 사용자의 일정에 따른 필요 에너지량을 나타내며, EV2G는 판매 가능한 잉여 에너지량을 나타낼 수 있다. 판매 가능한 잉여 에너지량인 EV2G는 사용자의 선택에 따라 변경될 수 있다.
1)배터리를 충전하는 충전 모드인 경우, 충전 제어부(130)는 배터리의 현재 에너지량과 최소 에너지량을 포함하는 배터리 상태 정보, 사용자의 일정에 따른 필요 에너지량과 잉여 에너지량을 고려하여 충전 에너지량을 설정할 수 있다. 충전 제어부(130)는 설정된 충전 에너지량과 전력 정보를 이용하여 충전 권장 시간대역 내에서 시간대별 전력요금을 계산하고 그 계산한 결과에 따라 최소의 전력요금으로 충전 가능한 시간대역을 산출하여 그 산출한 결과를 충전 정보로 설정할 수 있다.
그리고, 전력정보를 기반으로 잉여 에너지량을 설정할 수도 있다.
충전 제어부(130)는 생성된 충전 정보에 따라 산출된 충전 가능한 시간대역 내에서 배터리를 충전할 수 있다. 여기서, 충전 정보는 필요한 에너지량에 따른 최적의 조건으로 충전 가능한 시간대역 또는 충전 시간대역 예컨대, 충전시작 시간, 충전 종료 시간, 전압, 전류, 에너지원 등을 포함할 수 있다.
이때, 충전 가능한 시간대역은 에너지량에 따라 여러 시간대로 나누어져 설정될 수 있다.
2)에너지를 판매하는 판매 모드인 경우, 충전 제어부(130)는 필요 에너지량을 제외한 잉여 에너지량과 전력 정보를 이용하여 판매 권장 시간대역 내에서 시간대별 전력요금을 계산하고 그 계산한 결과에 따라 최고의 전력요금으로 판매 가능한 시간대역을 산출하여 그 산출한 결과를 V2G 정보로 설정할 수 있다. 그래서 충전 제어부(130)는 설정된 V2G 정보에 따라 산출된 판매 가능한 시간대역 내에서 잉여 에너지를 스마트그리드에 제공할 수 있다. 여기서, V2G 정보는 잉여 에너지량, 제공 가능한 잉여 에너지량에 따른 최적의 조건으로 판매 가능한 시간대역 또는 V2G 시간대역 예컨대, 판매시작 시간, 판매종료 시간 등을 포함할 수 있다.
이때, 판매 가능한 시간대역은 에너지량에 따라 여러 시간대로 나누어져 설정될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 시간대별 에너지 요금을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 예를 들면, 배터리 상태 정보로 현재 에너지량이 12Kwh인데 사용자의 일정에 따른 필요 에너지량이 5Kwh, 최소 에너지량이 10Kwh라고 가정하면, 필요한 충전 에너지량은 3Kwh가 될 수 있다.
충전 제어부(130)는 시간대별 전력요금을 계산하고 그 계산한 결과에 따라 최소의 전력요금으로 충전 가능한 시간대역 예컨대, 오전 0시에서 오전 3시까지를 산출하여 그 산출된 충전 가능한 시간대역 내에서 배터리를 3Kwh 충전하게 된다.
다른 예로, 배터리 상태 정보로 현재 에너지량이 12Kwh이고 사용자의 일정에 따른 필요 에너지량이 5Kwh, 최소 에너지량이 10Kwh, 판매를 위해 확보할 잉여 에너지량이 7Kwh라고 설정하면, 필요한 충전 에너지량은 10Kwh가 될 수 있다.
충전 제어부(130)는 충전 권장 시간대역 내에서 시간대별 전력요금을 계산하고 그 계산한 결과에 따라 최소의 전력요금으로 충전 가능한 시간대역 예컨대, 오전 0시에서 오전 5시까지를 산출하여 시간당 2Kwh로 충전하여 그 산출된 충전 가능한 시간대역 내에서 배터리를 10Kwh 충전하게 된다.
또한, 충전 제어부(130)는 판매 권장 시간대역 내에서 시간대별 전력요금을 계산하고 그 계산한 결과에 따라 최고의 전력요금으로 판매 가능한 시간대역 예컨대, 오전 9시부터 오후 3시까지를 산출하여 그 산출된 V2G 시간대역 내에서 잉여 에너지를 7Kwh 판매하게 된다.
또한, 충전 제어부(130)는 정당한 사용자인지를 인증받기 위해 충전기와 사용자 인증을 수행할 수 있다. 즉, 충전 제어부(130)는 충전지와의 사용자 인증을 성공한 후에야 배터리를 충전하거나 에너지를 판매하는 동작을 수행할 수 있게 된다.
배터리(140)는 전기 자동차의 구동 동력인 모터를 구동하기 위한 전력원으로 사용될 수 있다.
저장부(150)는 배터리 충전, 에너지 판매를 위해 필요한 정보로 배터리 상태 정보, 전력 정보, 사용자 일정 정보, 충전 정보, 및 V2G(Vehicle to Grid) 정보 등을 저장할 수 있다.
여기서, 배터리 상태 정보는 배터리의 현재 에너지량과 배터리의 성능 저하를 방지하기 위한 최소 에너지량, 정격전력, 정전류 충전 또는 정전압 충전 선택을 위한 배터리의 타입정보 등을 나타내고, 사용자 일정 정보는 사용자의 내일 일정 또는 다음 충전이 가능한 날까지의 일정에 따른 이동할 거리 또는 시간에 상응하는 필요 에너지량 등을 나타낼 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리를 충전하기 위한 방법을 나타내는 도면이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 충전 장치는 충전기에 연결되었는지를 확인할 수 있다(S410). 충전 장치는 충전기와 연결되면, 연결된 충전기를 통하여 사용자 ID(Identifier)를 이용하여 사용자 인증을 수행할 수 있다(S420).
다음으로, 충전 장치는 사용자 인증이 성공하면, 충전기로부터 전력 정보를 수신할 수 있다(S430).
다음으로, 충전 장치는 배터리의 현재 에너지량과 최소 에너지량을 포함하는 배터리 상태 정보, 사용자 일정 정보, 시간대별 전력요금을 포함한 전력정보 및 잉여 에너지량을 고려하여 충전 에너지량을 설정할 수 있다(S440).
다음으로, 충전 장치는 설정된 충전 에너지량과 시간대별 전력요금을 포함한 전력 정보를 이용하여 충전 권장 시간대역 내에서 시간대별 전력요금을 계산하고 그 계산한 결과에 따라 최소의 전력요금으로 충전 가능한 시간대역을 산출할 수 있다(S450).
다음으로, 충전 장치는 현재 시간이 충전 가능한 시간대역 또는 충전 시간대역인지를 판단하고(S560) 그 판단한 결과로 충전 가능한 시간대역 내에서 자동으로 배터리를 충전하도록 제어할 수 있다(S460).
이를 구체적으로 설명하며 다음과 같다. 우선 충전 장치는 현재 시간이 충전 가능한 시간대역의 충전시작 시간과 일치하는지를 판단할 수 있다. 즉, 충전 장치는 그 판단한 결과로 현재 시간이 충전시작 시간과 일치하면, 배터리의 충전 시작을 충전기에 요청하여 배터리의 충전을 시작할 수 있다.
그리고 충전 장치는 배터리의 충전량이 충전 에너지량를 초과하는지를 판단할 수 있다. 즉, 충전 장치는 그 판단한 결과로 배터리의 충전량이 충전 에너지량을 초과하지 않으면, 배터리의 충전을 지속적으로 수행할 수 있다. 반면, 충전 장치는 그 판단한 결과로 배터리의 충전량이 충전 에너지량을 초과하면, 배터리의 충전을 즉시 종료할 수 있다.
그리고 충전 장치는 현재 시간이 충전 가능한 시간대역의 충전종료 시간과 일치하는지를 판단할 수 있다. 즉, 충전 장치는 그 판단한 결과로 현재 시간이 충전종료 시간과 일치하면 배터리의 충전 종료를 충전기에 요청하여 배터리의 충전을 종료할 수 있다. 반면, 충전 장치는 그 판단한 결과로 현재 시간이 충전종료 시간과 일치하지 않으면 배터리의 충전을 지속적으로 수행할 수 있다.
상기 과정은 충전 정보가 여러 충전 시간대로 나누어져 있는 경우, 반복 수행 할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 잉여 에너지를 판매하기 위한 방법을 나타내는 도면이다.
도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 충전 장치는 충전기에 접속 한 후, 운영자로부터 에너지 판매를 요청을 받을 수 있다(S510). 즉, 충전 장치는 에너지 판매를 요청받으면, 접속된 충전기와 사용자 ID(Identifier)를 이용하여 사용자 인증을 수행할 수 있다(S520).
다음으로, 충전 장치는 사용자 인증이 성공하면, 충전기로부터 전력 정보를 수신할 수 있다(S530).
다음으로, 충전 장치는 전력 정보와 잉여 에너지량을 이용하여 시간대별 전력요금을 계산하고 그 계산한 결과에 따라 최고의 전력요금으로 판매 가능한 시간대역을 산출하여 V2G 정보로 저장할 수 있다(S540).
다음으로, 충전 장치는 현재 시간이 판매 가능한 시간대역 또는 V2G 시간대역인지를 판단하고(S550) 그 판단한 결과로 잉여 에너지 확보 후 V2G 시간대역 내에서 또는 운영자의 에너지 요청에 따라 설정된 시간 대역 내에서 잉여 에너지를 판매할 수 있다(S560). 즉, 충전 장치는 잉여 에너지를 스마트그리드에 제공할 수 있다.
이를 구체적으로 설명하며 다음과 같다. 우선 충전 장치는 현재 시간이 판매 가능한 시간대역의 판매시작 시간과 일치하는지를 판단할 수 있다. 즉, 충전 장치는 그 판단한 결과로 현재 시간이 판매시작 시간과 일치하면, 에너지의 판매 시작을 충전기에 요청하여 스마트그리드로의 에너지 공급을 시작할 수 있다.
그리고 충전 장치는 현재 시간이 판매 가능한 시간대역의 판매종료 시간과 일치하는지를 판단할 수 있다. 즉, 충전 장치는 그 판단한 결과로 현재 시간이 판매종료 시간과 일치하면 에너지의 판매 종료를 충전기에 요청하여 스마트그리드로의 에너지 공급을 종료할 수 있다. 반면, 충전 장치는 그 판단한 결과로 현재 시간이 판매종료 시간과 일치하지 않으면 에너지의 판매를 지속적으로 수행할 수 있다.
본 발명에 의한 전기 자동차의 에너지를 관리하기 위한 장치 및 그 방법이 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.
100: 충전 장치
110: 충전 단자
120: 통신부
130: 충전 제어부
140: 배터리
150: 저장부
200: 충전기
300: 관리 서버

Claims (10)

  1. 충전기로부터 전력을 공급하는 스마트그리드에 대한 전력 정보를 수신하는 통신부;
    상기 전력 정보, 배터리 정보, 사용자 일정 정보, 잉여 에너지량을 고려하여 필요한 충전 에너지량을 산출하되, 충전 모드인 경우 상기 필요한 충전 에너지량을 단위 시간별 최소의 전력 요금으로 충전 가능한 시간 대역을 충전 정보로 설정하고 충전 정보에 따라 배터리에 충전하거나, 판매 모드인 경우 상기 필요한 충전 에너지량 내의 상기 잉여 에너지량을 단위 시간별 최고의 전력 요금으로 판매 가능한 시간대역을 V2G정보로 설정하고 V2G정보에 따라 에너지를 판매하도록 제어하는 충전 제어부; 및
    상기 전력 정보, 배터리 정보, 상기 사용자의 일정 정보, 충전 정보, V2G 정보를 저장하는 저장부를 포함하고,
    상기 충전 제어부는, 상기 배터리 정보, 상기 사용자 일정 정보, 상기 잉여 에너지량을 기반으로 충전 에너지량을 설정한 후, 설정된 상기 충전 에너지량과 상기 전력 정보를 이용하여 충전 권장 시간대역 내에서 시간대별 전력요금을 계산하고 그 계산한 결과에 따라 최소의 전력요금으로 충전 가능한 시간대역을 산출하며, 산출된 상기 충전 가능한 시간대역 내에서 배터리를 충전하는 것인 전기 자동차의 에너지를 관리하기 위한 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 정보는, 배터리의 현재 에너지량과 배터리의 성능 저하를 방지하기 위한 최소 에너지량, 정격전력, 정전류 충전 또는 정전압 충전 선택을 위한 배터리의 타입정보 중 적어도 하나의 정보를 포함하는 것인 전기 자동차의 에너지를 관리하기 위한 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 사용자 일정 정보는 사용자의 일정에 따라 이동할 거리 또는 시간에 상응하는 에너지를 포함하는 필요 에너지량을 나타내고, 충전 정보는 충전 가능한 시간대역, 전압, 전류, 에너지원을 나타내고, V2G 정보는 잉여 에너지량, 판매 가능한 시간대역을 나타내는 것인 전기 자동차의 에너지를 관리하기 위한 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 충전 제어부는, 상기 잉여 에너지량과 상기 전력 정보를 이용하여 판매 권장 시간대역 내에서 시간대별 전력요금을 계산하고 그 계산한 결과에 따라 최고의 전력요금으로 판매 가능한 시간대역을 산출하며, 산출된 상기 판매 가능한 시간대역 내에서 상기 잉여 에너지량을 스마트그리드에 제공하는 것인 전기 자동차의 에너지를 관리하기 위한 장치.
  6. 충전기로부터 전력을 공급하는 스마트그리드에 대한 전력 정보를 수신하는 단계;
    동작 모드가 충전 모드인 경우, 상기 전력 정보, 배터리 정보, 사용자 일정 정보, 잉여 에너지량을 이용하여 산출된 필요한 충전 에너지량을 단위 시간별 최소의 전력 요금으로 충전 가능한 시간 대역 내에서 배터리에 충전하는 단계; 및
    동작 모드가 판매 모드인 경우, 상기 잉여 에너지량을 단위 시간별 최고의 전력 요금으로 판매 가능한 시간대역 내에서 판매하는 단계를 포함하고,
    상기 충전하는 단계는,
    상기 배터리 정보, 상기 사용자 일정 정보, 상기 잉여 에너지량을 기반으로 충전 에너지량을 설정하는 단계;
    상기 설정된 상기 충전 에너지량과 상기 전력 정보를 이용하여 충전 권장 시간대역 내에서 시간대별 전력요금을 계산하고 그 계산한 결과에 따라 최소의 전력요금으로 충전 가능한 시간대역을 산출하는 단계; 및
    상기 산출된 상기 충전 가능한 시간대역 내에서 배터리를 충전하는 단계를 포함하는 것인 전기 자동차의 에너지를 관리하기 위한 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 배터리 정보는 배터리의 현재 에너지량과 배터리의 성능 저하를 방지하기 위한 최소 에너지량, 정격전력, 정전류 충전 또는 정전압 충전 선택을 위한 배터리의 타입정보를 나타내는 것인 전기 자동차의 에너지를 관리하기 위한 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 사용자 일정 정보는 사용자의 일정에 따라 시간대별 이동할 거리 또는 시간에 상응하는 필요 에너지량을 나타내는 것인 전기 자동차의 에너지를 관리하기 위한 방법.
  9. 삭제
  10. 제6항에 있어서,
    상기 판매하는 단계는,
    상기 필요한 충전 에너지량을 제외한 잉여 에너지량과 상기 전력 정보를 이용하여 판매 권장 시간대역 내에서 시간대별 전력요금을 계산하고 그 계산한 결과에 따라 최고의 전력요금으로 판매 가능한 시간대역을 산출하는 단계; 및
    상기 산출된 상기 판매 가능한 시간대역 내에서 잉여 에너지량을 스마트그리드에 제공하는 단계를 포함하는 것인 전기 자동차의 에너지를 관리하기 위한 방법.

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