KR102110977B1 - Method of swapping battery of electric vehicle and the electric vehicle - Google Patents

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Abstract

전기자동차의 배터리 교체방법 및 전기자동차가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차의 배터리 교체방법은, 탈부착 구조의 배터리팩을 구비한 전기자동차가, 상기 배터리팩의 충전잔량이 설정된 충전량에 이른 경우 상기 전기자동차의 위치에서 가장 가까운 충전 스테이션을 파악하여 상기 충전 스테이션에서 상기 탈부착 구조의 배터리팩과 교체 가능한 배터리팩이 있는 경우 상기 교체 가능한 배터리팩에 대해서 교체 예약을 하는 단계와, 상기 충전스테이션은, 다수의 배터리팩이 수납되어 충전되는 수납공간이 형성된 몸체와 몸체에 부착되어 수납공간의 개폐를 담당하는 도어를 포함하며, 상기 전기자동차의 배터리팩 교체 예약시 제공된 전기자동차의 고유정보 및 상기 탈부착 구조의 배터리팩 사양정보를 상기 교체 가능한 배터리팩의 고유정보에 매핑시키는 단계와, 전기자동차는, 상기 충전 스테이션에 다다른 경우 도착정보를 상기 충전스테이션에 전송하는 단계와, 상기 충전스테이션은, 상기 도착정보 내 전기자동차의 고유정보 및 위치정보로 전기자동차가 충전스테이션의 위치에 있는가 및 전기자동차의 고유정보에 매핑된 배터리팩의 고유정보가 있는가를 확인하여 모두 있으면 상기 도어를 오픈하는 단계를 포함한다.Disclosed is an electric vehicle battery replacement method and an electric vehicle. In the method of replacing a battery of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention, when the electric vehicle having a detachable battery pack reaches a set charging amount, the charging station closest to the location of the electric vehicle is used. Identifying and reserving the replacement pack for the replaceable battery pack when the detachable battery pack and replaceable battery pack are present at the charging station, and the charging station is a storage space in which a plurality of battery packs are stored and charged It includes a body and a door that is attached to the body and is responsible for opening and closing the storage space. The battery pack can replace the unique information of the electric vehicle and the specification of the battery pack of the detachable structure provided when the battery pack is replaced. Mapping to the unique information of, and the electric vehicle, the charging Transmitting arrival information to the charging station when the station is reached, and wherein the charging station is the electric vehicle's unique information and location information of the electric vehicle in the arrival information and whether the electric vehicle is at the charging station's location and the electric vehicle's unique information. And checking whether there is unique information of the battery pack mapped to the step of opening the door.

Description

전기자동차의 배터리 교체방법 및 전기자동차{METHOD OF SWAPPING BATTERY OF ELECTRIC VEHICLE AND THE ELECTRIC VEHICLE}Battery replacement method for electric vehicles and electric vehicles {METHOD OF SWAPPING BATTERY OF ELECTRIC VEHICLE AND THE ELECTRIC VEHICLE}

본 발명은 전기자동차의 배터리 교체방법 및 전기자동차에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 전기자동차의 주행 중에 배터리 교체가 필요한 경우 교체 가능한 배터리를 보유하고 있는 가장 가까운 충전스테이션에서 즉시 교체가능하도록 한 전기자동차의 배터리 교체방법 및 전기자동차에 관한 것이다.The present invention relates to an electric vehicle battery replacement method and an electric vehicle, and more specifically, when the battery needs to be replaced while the electric vehicle is running, the battery of the electric vehicle is made to be immediately replaceable at the nearest charging station that has a replaceable battery. It relates to a replacement method and an electric vehicle.

국내외적으로 엔진차량의 증가에 따른 화석연료의 사용으로 대기오염이 심화됨에 따라 자동차 분야에서도 환경규제가 강화되고 있으며 전기자동차(Electric Vehicle) 등과 같은 친환경 차량의 보급을 통해 배출가스 저감사업이 활발히 진행되고 있다.As the air pollution intensifies due to the use of fossil fuels due to the increase in engine vehicles at home and abroad, environmental regulations are also strengthened in the automobile field, and emissions reduction projects are actively underway through the supply of eco-friendly vehicles such as electric vehicles. Is becoming.

이러한 전기자동차에는 이동 목적과 운용 거리에 따라 90km 내외까지 주로 운용되는 소형 전기자동차와 45km 미만의 운용이 대다수를 차지하는 전기이륜차 등을 포함한 개인이동수단으로서 E-모빌리티(E-mobility)가 있다.Such electric vehicles include E-mobility as a personal mobility method, including small electric vehicles that are mainly operated up to around 90 km depending on the purpose of travel and operating distance, and electric two-wheeled vehicles, which mostly take up less than 45 km.

이러한 소형 전기자동차 또는 E-모빌리티에는 탈부착 가능한 교체형 배터리가 구비되는데, 운용 거리에 다다르면 충전 또는 교체가 이루어져야 한다.The small electric vehicle or E-mobility is provided with a detachable replaceable battery, which must be charged or replaced when the operating distance is reached.

소형 전기자동차 또는 E-모빌리티는 대부분이 배달용, 택배용, 퀵서비스용 등으로 사용되고 있다. 소형 전기자동차 또는 E-모빌리티의 운행 중에 배터리의 운용거리에 다다르면, 배터리의 교체 또는 충전이 즉시 이루어져야 한다.Small electric vehicles or E-mobility are mostly used for delivery, courier service, and quick service. If the operating distance of the battery is reached during the operation of a small electric vehicle or E-mobility, the battery should be replaced or charged immediately.

하지만, 소형 전기자동차 또는 E-모빌리티를 위한 배터리의 충전 또는 교체 인프라가 구축되어 있지 않아서, 소형 전기자동차 또는 E-모빌리티의 배터리 운용거리에 다다른 경우에 사용자에게 많은 불편함을 초래하고 있다.However, since the charging or replacement infrastructure of a battery for a small electric vehicle or E-mobility is not established, it causes a lot of inconvenience to the user when the battery operating distance of the small electric vehicle or E-mobility is reached.

구체적으로 배달용, 택배용, 퀵서비스용 등으로 사용되는 소형 전기자동차 또는 E-모빌리티가 주행 중에 배터리의 운용거리에 다다른 경우, 즉시 배터리의 교체가 즉시 이루어져야 하는데, 이를 위한 교체 인프라가 구축되어 있지 않아서, 배달 서비스 등이 정상적으로 이루어지지 않게 되는 문제점이 발생된다.Specifically, when a small electric vehicle or E-mobility used for delivery, courier service, quick service, etc. reaches the operating distance of the battery while driving, the battery must be replaced immediately, and a replacement infrastructure is not established for this. There is a problem that the delivery service or the like is not normally performed.

그리고 소형 전기자동차 또는 E-모빌리티의 주행 중에 배터리의 운용거리에 다다른 경우에 충전이 이루어져야 하는데, 충전이 이루어지더라도 배터리가 완충되는데 3시간 정도 소요되기 때문에, 배달 서비스 등이 정상적으로 이루어지지 않게 되는 문제점이 발생하게 된다.In addition, charging should be performed when the operating distance of the battery is reached while driving a small electric vehicle or E-mobility. However, even if the battery is charged, it takes about 3 hours for the battery to be fully charged. Problems arise.

본 발명과 관련된 선행문헌으로는 대한민국 공개특허 제10-2016-0111234호(공개일: 2016년 09월 26일)가 있다.Prior literature related to the present invention is Republic of Korea Patent Publication No. 10-2016-0111234 (published date: September 26, 2016).

전기자동차의 주행 중에 배터리 교체가 필요한 경우 교체 가능한 배터리를 보유하고 있는 가장 가까운 충전스테이션에서 즉시 교체가능하도록 한 전기자동차의 배터리 교체방법 및 전기자동차가 제안된다. When a battery replacement is required while driving the electric vehicle, a battery replacement method and an electric vehicle of the electric vehicle are proposed, which can be replaced immediately at the nearest charging station having a replaceable battery.

본 발명의 해결 과제는 이상에서 언급한 해결 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 해결 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 일 양상에 따른 전기자동차의 배터리 교체방법은, 탈부착 구조의 배터리팩을 구비한 전기자동차가, 상기 배터리팩의 충전잔량이 설정된 충전량에 이른 경우 상기 전기자동차의 위치에서 가장 가까운 충전 스테이션을 파악하여 상기 충전 스테이션에서 상기 탈부착 구조의 배터리팩과 교체 가능한 배터리팩이 있는 경우 상기 교체 가능한 배터리팩에 대해서 교체 예약을 하는 단계; 상기 충전스테이션은, 다수의 배터리팩이 수납되어 충전되는 수납공간이 형성된 몸체와 몸체에 부착되어 수납공간의 개폐를 담당하는 도어를 포함하며, 상기 전기자동차의 배터리팩 교체 예약시 제공된 전기자동차의 고유정보 및 상기 탈부착 구조의 배터리팩 사양정보를 상기 교체 가능한 배터리팩의 고유정보에 매핑시키는 단계; 전기자동차는, 상기 충전 스테이션에 다다른 경우 도착정보를 상기 충전스테이션에 전송하는 단계; 및 상기 충전스테이션은, 상기 도착정보 내 전기자동차의 고유정보 및 위치정보로 전기자동차가 충전스테이션의 위치에 있는가 및 전기자동차의 고유정보에 매핑된 배터리팩의 고유정보가 있는가를 확인하여 모두 있으면 상기 도어를 오픈하는 단계를 포함한다.The battery replacement method of the electric vehicle according to an aspect of the present invention, when the electric vehicle having a detachable battery pack reaches a set charging amount, the charging station closest to the location of the electric vehicle Identifying and reserving the replacement pack for the replaceable battery pack when the detachable battery pack and replaceable battery pack are present at the charging station; The charging station includes a body having a storage space in which a plurality of battery packs are stored and charged, and a door attached to the body for opening and closing the storage space. Mapping information and battery pack specification information of the detachable structure to unique information of the replaceable battery pack; When the electric vehicle reaches the charging station, transmitting the arrival information to the charging station; And the charging station checks whether the electric vehicle is located at the location of the charging station and whether the battery pack has unique information mapped to the unique information of the electric vehicle with unique information and location information of the electric vehicle in the arrival information. It includes the step of opening.

상기 충전스테이션은, 통신라인 및 전원라인을 구비하며 일정거리 반경 이내에 설치되는 공중전화박스 내에 설치되며 상기 통신라인에 연결된 통신망을 통해서 상기 전기자동차와 통신을 수행하며 상기 전원라인을 통해서 전원을 공급받아 적어도 하나의 배터리팩을 충전할 수 있다.The charging station has a communication line and a power line, is installed in a public telephone box installed within a certain distance radius, communicates with the electric vehicle through a communication network connected to the communication line, and receives power through the power line. At least one battery pack can be charged.

상기 설정된 충전량은 상기 전기자동차가 상기 일정거리 반경 이상을 이동할 수 있는 배터리팩의 충전량일 수 있다.The set charging amount may be a charging amount of the battery pack that the electric vehicle can move over a predetermined distance radius.

전기자동차는 상기 충전스테이션까지의 이동 경로의 경사정보를 이용하여 전기자동차의 구동모터의 출력을 제어할 수 있다.The electric vehicle can control the output of the driving motor of the electric vehicle by using the slope information of the movement path to the charging station.

본 발명의 다른 양상에 따른 전기자동차는, 상기 전기자동차에 탈부착 가능한 배터리팩; 전기자동차의 위치를 파악하는 위치 파악부; 상기 배터리팩의 충전량을 파악하는 충전량 파악부; 상기 배터리팩의 충전량이 설정된 충전량에 이른 경우 상기 전기자동차의 위치에서 가장 가까운 충전 스테이션을 파악하여 상기 충전 스테이션에서 상기 탈부착 구조의 배터리팩과 교체 가능한 배터리팩이 있는 경우 상기 교체 가능한 배터리팩에 대해서 교체 예약하는 교체 예약부; 및 상기 충전 스테이션에 다다른 경우 도착정보를 상기 충전스테이션에 전송하는 도착정보 전송부를 포함할 수 있다.An electric vehicle according to another aspect of the present invention includes a battery pack detachable from the electric vehicle; A location locating unit for locating an electric vehicle; A charge amount grasping unit for grasping the charge amount of the battery pack; When the charge amount of the battery pack reaches a set charge amount, the charging station closest to the location of the electric vehicle is identified, and if there is a replaceable battery pack and a battery pack of the detachable structure at the charging station, the replaceable battery pack is replaced. A replacement reservation unit to reserve; And an arrival information transmission unit transmitting arrival information to the charging station when the charging station is reached.

상기 전기자동차는 상기 충전스테이션까지의 이동 경로의 경사정보를 감지하는 경사 감지부; 와 상기 경사정보를 이용하여 전기자동차의 구동모터의 출력을 제어하는 출력 제어부를 더 포함할 수 있다.The electric vehicle includes an inclination detecting unit that detects inclination information of a movement path to the charging station; And it may further include an output control unit for controlling the output of the drive motor of the electric vehicle using the inclination information.

본 발명의 실시예에 따른 전기자동차의 배터리 교체방법 및 전기자동차에 따르면, 전기자동차의 주행 중에 배터리 교체가 필요한 경우 교체 가능한 배터리를 보유하고 있는 가장 가까운 충전스테이션에서 즉시 교체가능할 수 있도록 해준다.According to the battery replacement method of the electric vehicle and the electric vehicle according to the embodiment of the present invention, when a battery replacement is required while the electric vehicle is running, it is possible to immediately replace the battery at the nearest charging station having the replaceable battery.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차의 배터리 교체 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차의 배터리 교체 방법에 대한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차의 구성을 나타낸 블록도이다.1 is a configuration diagram of a battery replacement system for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart of a method for replacing a battery in an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram showing the configuration of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.　 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 아래의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시예들로 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하며 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.　 The embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art, and the following embodiments can be modified in various other forms, and the scope of the present invention is It is not limited to the following embodiments. Rather, these examples are provided to make the present disclosure more faithful and complete and to fully convey the spirit of the present invention to those skilled in the art.

본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는"포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.　 The terms used in this specification are used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. As used herein, singular forms may include plural forms unless the context clearly indicates otherwise. Also, as used herein, “comprise” and / or “comprising” specifies the shapes, numbers, steps, actions, elements, elements and / or the presence of these groups. And does not exclude the presence or addition of one or more other shapes, numbers, actions, elements, elements and / or groups. As used herein, the term “and / or” includes any and all combinations of one or more of the listed items.

본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 영역 및/또는 부위들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부위들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안됨은 자명하다. 이들 용어는 특정 순서나 상하, 또는 우열을 의미하지 않으며, 하나의 부재, 영역 또는 부위를 다른 부재, 영역 또는 부위와 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1 부재, 영역 또는 부위는 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2 부재, 영역 또는 부위를 지칭할 수 있다.Although terms such as first and second are used herein to describe various members, regions, and / or parts, it is obvious that these members, parts, regions, layers and / or parts should not be limited by these terms. Do. These terms do not imply a specific order, top or bottom, or superiority, and are only used to distinguish one member, region or site from another. Accordingly, the first member, region, or site to be described below may refer to the second member, region, or site without departing from the teachings of the present invention.

이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings schematically showing embodiments of the present invention. In the drawings, deformations of the illustrated shape can be expected, for example, according to manufacturing technology and / or tolerances. Therefore, the embodiments of the present invention should not be interpreted as being limited to a specific shape of the region shown in this specification, but should include, for example, a change in shape caused by manufacturing.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차의 배터리 교체 시스템의 구성도이다.1 is a configuration diagram of a battery replacement system for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차의 배터리팩 교체 시스템은 전기자동차(10), 충전스테이션(30) 및 배터리 교체 관리서버(50)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a battery pack replacement system of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention includes an electric vehicle 10, a charging station 30, and a battery replacement management server 50.

전기자동차(10)는 탈부착 구조의 배터리팩을 구비한다. 이 배터리팩은 복수의 배터리 셀을 포함할 수 있다. 배터리 셀은 여러번 충전이 가능한 이차전지(Secondary cell)로서, 납축전지, 니켈-카드뮴 전지(NiCd), 니켈-수소 축전지(NiMH), 리튬-이온 전지(Li-ion) 또는 리튬-이온 폴리머 전지(Li-ion polymer)일 수 있다.The electric vehicle 10 includes a battery pack having a detachable structure. The battery pack may include a plurality of battery cells. The battery cell is a secondary cell that can be charged many times, such as a lead acid battery, a nickel-cadmium battery (NiCd), a nickel-hydrogen storage battery (NiMH), a lithium-ion battery (Li-ion), or a lithium-ion polymer battery ( Li-ion polymer).

전기자동차(10)는 배터리팩의 충전량이 설정된 충전량에 이른 경우, 전기자동차(10)의 위치에서 가장 가까운 곳에 위치한 충전 스테이션(30)에 탈부착 구조의 배터리팩과 교체 가능한 배터리팩이 있는가를 확인하여 있으면 해당 충전 스테이션(30)에 교체 예약을 한다.If the charging amount of the battery pack reaches the set charging amount, the electric vehicle 10 checks whether there is a detachable battery pack and a replaceable battery pack at the charging station 30 located closest to the location of the electric vehicle 10. A replacement reservation is made to the corresponding charging station 30.

충전스테이션(30)은 전기자동차(10)로부터 교체 예약시 제공되는 전기자동차(10)의 고유정보(ID: Identification) 및 탈부착 구조의 배터리팩의 사양정보를 교체 예약된 배터리팩의 고유정보(ID)에 매핑시킨다.The charging station 30 replaces the unique information (ID: Identification) of the electric vehicle 10 and the specification information of the battery pack having a detachable structure provided when the replacement is reserved from the electric vehicle 10, and the unique information (ID of the reserved battery pack) ).

이후 전기자동차(10)는 충전스테이션(30)에 다다른 경우 전기자동차(10)의 고유정보 및 위치정보를 충전스테이션(30)에 전송한다.Then, when the electric vehicle 10 reaches the charging station 30, it transmits the unique information and location information of the electric vehicle 10 to the charging station 30.

충전스테이션(30)은 전기자동차(10)의 고유정보 및 위치정보를 이용하여 전기자동차(10)의 위치가 충전스테이션(30)의 위치에 있는가와 전기자동차(10)의 고유정보에 매핑된 배터릭팩이 있는가를 확인하고, 모두 있으면 전기자동차(10)의 배터리팩의 교체를 허용한다.The charging station 30 uses the unique information and location information of the electric vehicle 10 to determine whether the location of the electric vehicle 10 is at the location of the charging station 30 and the battery mapped to the unique information of the electric vehicle 10. Check whether there is a rig pack, and if it is all, the replacement of the battery pack of the electric vehicle 10 is allowed.

충전스테이션(30)은 탈부착 구조의 배터리팩 교체에 이용된 배터리팩의 고유정보와 전기자동차(10)의 고유정보를 배터리 교체 관리서버(50)로 전송한다.The charging station 30 transmits the unique information of the battery pack and the unique information of the electric vehicle 10 used to replace the detachable battery pack to the battery replacement management server 50.

이에 배터리 교체 관리서버(50)는 상기 교체에 이용된 배터리팩의 고유정보와 전기자동차(10)의 고유정보를 이용하여, 상기 배터리팩 교체를 통해서 전기자동차(10)에서 사용된 충전(전력)량을 업데이트 한다. 이를 통해서 전기자동차(10)에서 사용된 충전량에 상응하여 과금을 부과할 수 있다. 이때, 상기 교체에 사용된 배터리팩의 고유정보에는 해당 배터리팩의 충전량 정보가 포함되어 있다.Accordingly, the battery replacement management server 50 uses the unique information of the battery pack used for the replacement and the unique information of the electric vehicle 10 to charge (power) used in the electric vehicle 10 through the battery pack replacement. Update the quantity. Through this, it is possible to charge according to the amount of charge used in the electric vehicle 10. At this time, the unique information of the battery pack used for the replacement includes charging amount information of the battery pack.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차의 배터리 교체 방법에 대한 흐름도이다.2 is a flowchart of a method for replacing a battery in an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.

탈착구조의 배터리팩을 구비한 전기자동차(10)가, 상기 탈착 구조의 배터리팩의 충전잔량이 설정된 충전량에 이른 경우 전기자동차(10)의 위치에서 가장 가까운 충전 스테이션을 파악하여 상기 충전 스테이션에서 상기 탈부착 구조의 배터리팩과 교체 가능한 배터리팩이 있는 경우 상기 교체 가능한 배터리팩에 대해서 교체 예약을 한다(S10).When the electric vehicle 10 having the battery pack of the detachable structure reaches the set charging amount of the battery pack of the detachable structure, the charging station closest to the location of the electric vehicle 10 is identified and the charging station When there is a removable battery pack and a replaceable battery pack, a replacement reservation is made for the replaceable battery pack (S10).

이때 전기자동차(10)는 배터리팩의 충전잔량이 설정된 충전량에 해당되는지 여부를 배터리팩을 관리하는 BMS(Battery Management System)을 통해서 파악할 수 있다. At this time, the electric vehicle 10 may determine whether or not the remaining charge of the battery pack corresponds to the set charge amount through a battery management system (BMS) that manages the battery pack.

그리고 전기자동차(10)의 위치에서 가장 가까운 충전 스테이션의 파악은 GPS(Global Positioning System) 등과 같은 위치파악기술을 통해서 수행할 수 있다.In addition, grasping of the charging station closest to the location of the electric vehicle 10 may be performed through a positioning technology such as Global Positioning System (GPS).

그리고 상기 교체 가능한 배터리팩에 대해서 교체 예약은 충전스테이션(30)과 전기자동차(10)가 네트워크 연결된 통신망을 통해서 이루어질 수 있다. In addition, the replacement reservation for the replaceable battery pack may be made through a communication network in which the charging station 30 and the electric vehicle 10 are networked.

충전스테이션(30)은, 다수의 배터리팩이 수납되어 충전되는 수납공간이 형성된 몸체(미도시)와 몸체에 부착되어 수납공간의 개폐를 담당하는 도어(미도시)를 포함하며, 전기자동차(10)의 배터리팩 교체 예약시 제공된 전기자동차(10)의 고유정보 및 상기 탈부착 구조의 배터리팩 사양정보를 상기 교체 가능한 배터리팩의 고유정보에 매핑한다(S12).The charging station 30 includes a body (not shown) in which a plurality of battery packs are stored and charged for storage, and a door (not shown) attached to the body for opening and closing the storage space, and the electric vehicle 10 ) Maps the unique information of the electric vehicle 10 provided when the battery pack is scheduled to be replaced and the battery pack specification information of the detachable structure to the unique information of the replaceable battery pack (S12).

이후 전기자동차(10)는, 충전 스테이션(30)에 다다른 경우 도착정보를 충전스테이션(30)에 전송한다(S14). 이때 도착정보에는 전기자동차(10)의 고유정보 및 위치정보가 포함되어 있을 수 있다. 그리고 도착정보의 전송은 충전스테이션(30)과 전기자동차(10)가 네트워크 연결된 통신망을 통해서 이루어질 수 있다.Thereafter, when the electric vehicle 10 reaches the charging station 30, it transmits arrival information to the charging station 30 (S14). At this time, the arrival information may include unique information and location information of the electric vehicle 10. In addition, the transmission of arrival information may be performed through a communication network in which the charging station 30 and the electric vehicle 10 are networked.

이에 충전스테이션(30)은, 상기 도착정보 내 전기자동차(10)의 고유정보 및 위치정보로 전기자동차(10)가 충전스테이션(30)의 위치에 있는가 및 전기자동차(10)의 고유정보에 매핑된 배터리팩의 고유정보가 있는가를 확인하여 모두 있으면 상기 도어를 오픈한다(S16). 충전스테이션(30)은 이렇게 도어를 오픈하면서 충전스테이션(30)에 구비된 디스플레이(미도시)를 통해서 예약 요청된 배터리팩의 위치를 표시해줄 수 있다. 이를 통해서 배터리팩의 위치가 용이하게 파악될 수 있게 된다. 그리고 전기자동차(10)에서 탈착된 배터리팩은 교체 예약된 배터리팩이 충전되던 충전포트에 연결되어 충전될 수 있다. 충전스테이션(30)은 전기자동차(10)에 탈착되어 충전포트에 연결된 배터리팩의 고유정보 및 교체 예약된 배터리팩의 고유정보를 배터리 교체 관리서버(50)로 전송할 수 있다. 이렇게 배터리 교체 관리서버(50)로 전송된 전기자동차(10)에 탈착되어 충전포트에 연결된 배터리팩의 고유정보 및 교체 예약된 배터리팩의 고유정보는, 전기자동차(10)의 충전요금 산정에 이용될 수 있다. 즉 전기자동차(10)에서 사용된 충전량을 계산하는데 이용될 수 있다. 이를 위해서 교체 예약된 배터리팩의 고유정보에는 해당 배터리팩의 충전량 정보가 포함될 수 있다.Accordingly, the charging station 30 maps the electric vehicle 10 to the location of the charging station 30 and the unique information of the electric vehicle 10 as unique information and location information of the electric vehicle 10 in the arrival information. It is checked whether the original information of the battery pack is present, and if all of them are present, the door is opened (S16). The charging station 30 may display the location of the battery pack requested for reservation through the display (not shown) provided in the charging station 30 while opening the door. Through this, the position of the battery pack can be easily grasped. In addition, the battery pack detached from the electric vehicle 10 may be charged by being connected to a charging port where the battery pack reserved for replacement is charged. The charging station 30 may be detached from the electric vehicle 10 and transmit the unique information of the battery pack connected to the charging port and the unique information of the battery pack reserved for replacement to the battery replacement management server 50. As such, the unique information of the battery pack detached from the electric vehicle 10 transmitted to the battery replacement management server 50 and connected to the charging port and the unique information of the battery pack reserved for replacement are used to calculate the charge rate of the electric vehicle 10. Can be. That is, it can be used to calculate the amount of charge used in the electric vehicle 10. To this end, the unique information of the battery pack reserved for replacement may include charge amount information of the corresponding battery pack.

한편 충전스테이션(30)은 통신라인 및 전원라인을 구비하며 일정거리 반경 이내에 설치되는 공중전화박스(1) 내에 설치될 수 있다.On the other hand, the charging station 30 has a communication line and a power line and can be installed in the public telephone box 1 installed within a certain distance radius.

이때 공중전화박스(1)는 통신라인 및 전원라인을 구비하고 있으며 반경 1.5Km 이내에 설치되고 대한민국의 경우 60,000개 정도 설치된 국가기반시설이다. 향후 전기자동차의 사용이 대중화될 경우 공중전화박스 시설을 이용함으로써 막대한 비용을 들이고서 적은 비용으로 충전네트워크를 구축할 수 있게 된다.At this time, the public telephone box (1) is equipped with a communication line and a power line, and is installed within a radius of 1.5 km, and in the case of Korea, about 60,000 are installed. If the use of electric vehicles becomes popular in the future, it will be possible to build a charging network at a low cost while using a public telephone box facility.

충전스테이션(30)은 공중전화박스(1)에 설치된 통신라인에 연결된 통신망을 통해서 전기자동차(10)와 통신을 수행할 수 있다. 이때 통신망은 공중전화망 자체 또는 공중전화망과 무선망이 결합된 통신네트워크일 수 있는데, 이에 한정되지 않는다. 한편 충전스테이션(30)은 공중전화박스(1)에 설치된 전원라인을 통해서 전원을 공급받아 적어도 하나의 배터리팩을 충전할 수 있다. 적어도 하나의 배터리팩의 사양은 동일하거나 또는 상이할 수 있다. 이로써 다양한 전기자동차에 사용되는 다른 종류의 배터리팩의 충전을 수행할 수 있게 된다. The charging station 30 may communicate with the electric vehicle 10 through a communication network connected to a communication line installed in the public telephone box 1. At this time, the communication network may be a public telephone network itself or a communication network in which a public telephone network and a wireless network are combined, but is not limited thereto. Meanwhile, the charging station 30 may be supplied with power through a power line installed in the public telephone box 1 to charge at least one battery pack. The specifications of the at least one battery pack may be the same or different. Accordingly, it is possible to perform charging of different types of battery packs used in various electric vehicles.

그리고 충전스테이션(30)에 배터리팩의 교체 예약을 하기 위한 판단기준인 설정된 충전량은 전기자동차(10)가 일정거리 반경 이상을 이동할 수 있는 배터리팩의 충전량을 나타내며, 이러한 설정된 충전량은 전기자동차의 중량 등에 따라 달라질 수 있다.In addition, the set charging amount, which is a judgment criterion for making a reservation for replacement of the battery pack in the charging station 30, represents the charging amount of the battery pack that the electric vehicle 10 can move over a certain distance radius, and the set charging amount is the weight of the electric vehicle. And so on.

이러한 설정된 충전량이 지정되어 있더라도 충전스테이션(30)까지 이동하는 경로상의 도로 경사에 따라 배터리팩의 설정된 충전량으로 충전스테이션(30)까지 이동할 수도 있고 못할수도 있다. Even if the set charging amount is specified, it may or may not be able to move to the charging station 30 with the set charging amount of the battery pack according to the road slope on the path to the charging station 30.

이에 따라 충전스테이션(30)까지의 이동경로상의 도로 경사에 따라 전기자동차(10)의 구동모터의 출력을 제어하는 것이 필요하다.Accordingly, it is necessary to control the output of the driving motor of the electric vehicle 10 according to the inclination of the road on the movement path to the charging station 30.

이를 위해서 전기자동차(10)는 충전스테이션(30)까지의 이동 경로의 경사정보를 이용하여 전기자동차의 구동모터의 출력을 제어할 수 있다. 이때 충전스테이션(30)까지 이동 경로의 경사정보는 후술할 경사 감지부(16)에 의해서 감지될 수 있다. 그러나 이 방법에 한정되지 않는다.To this end, the electric vehicle 10 may control the output of the driving motor of the electric vehicle by using the slope information of the movement path to the charging station 30. At this time, the inclination information of the movement path to the charging station 30 may be detected by the inclination detection unit 16 to be described later. However, it is not limited to this method.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차의 구성을 나타낸 블록도이다.3 is a block diagram showing the configuration of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차(10)는 배터리팩(11), 위치 파악부(12), 충전량 파악부(13), 교체 예약부(14), 도착정보 전송부(15), 경사 감지부(16) 및 출력 제어부(17)를 포함한다.Referring to Figure 3, the electric vehicle 10 according to an embodiment of the present invention includes a battery pack 11, a location grasping section 12, a charge amount grasping section 13, a replacement reservation section 14, an arrival information transmission section 15, the inclination detection unit 16 and the output control unit 17.

배터리팩(11)은 전기자동차(10)에 탈부착 구조를 가지며, 복수의 배터리 셀을 포함할 수 있다. 배터리 셀은 여러번 충전이 가능한 이차전지(Secondary cell)로서, 납축전지, 니켈-카드뮴 전지(NiCd), 니켈-수소 축전지(NiMH), 리튬-이온 전지(Li-ion) 또는 리튬-이온 폴리머 전지(Li-ion polymer)일 수 있다.The battery pack 11 has a detachable structure to the electric vehicle 10, and may include a plurality of battery cells. The battery cell is a secondary cell that can be charged many times, such as a lead acid battery, a nickel-cadmium battery (NiCd), a nickel-hydrogen storage battery (NiMH), a lithium-ion battery (Li-ion), or a lithium-ion polymer battery ( Li-ion polymer).

위치 파악부(12)는 위치파악기술을 이용하여 전기자동차(10)의 위치를 파악한다. 이때 위치파악기술은 GPS 기술일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The location grasping unit 12 grasps the location of the electric vehicle 10 using a location-finding technique. At this time, the positioning technology may be a GPS technology, but is not limited thereto.

충전량 파악부(13)는 전기자동차(10)에 장착된 배터리팩(11)의 충전량을 파악한다. 충전량의 파악은 배터리팩(11)에 설치된 BMS를 통해서 이루어질 수 있다.The charging amount determining unit 13 grasps the charging amount of the battery pack 11 mounted on the electric vehicle 10. The charge amount can be grasped through the BMS installed in the battery pack 11.

교체 예약부(14)는 배터리팩(11)의 충전량이 설정된 충전량에 이른 경우 전기자동차(10)의 위치에서 가장 가까운 충전 스테이션(30)을 파악하여 상기 충전 스테이션(30)에서 상기 배터리팩(11)과 교체 가능한 배터리팩이 있는 경우 상기 교체 가능한 배터리팩에 대해서 교체 예약을 한다. 이때 교체 예약은 도 1에 도시된 통신망을 통해서 이루어질 수 있다. 그리고 교체 가능한 배터리팩은 충전상태는 완충상태인 것이 바람직하나 꼭 이에 한정되지 않는다.The replacement reservation unit 14 identifies the charging station 30 closest to the location of the electric vehicle 10 when the charging amount of the battery pack 11 reaches a set charging amount, and the battery pack 11 is charged in the charging station 30. ) And a replaceable battery pack, make a reservation for the replaceable battery pack. At this time, the reservation can be made through the communication network shown in FIG. In addition, the replaceable battery pack is preferably in a fully charged state, but is not limited thereto.

도착정보 전송부(15)는 전기자동차(10)가 충전 스테이션(30)에 다다른 경우 도착정보를 충전스테이션(30)에 전송한다. 이때 도착정보에는 전기자동차(10)의 고유정보 및 위치정보가 포함될 수 있다.The arrival information transmission unit 15 transmits arrival information to the charging station 30 when the electric vehicle 10 reaches the charging station 30. At this time, the arrival information may include unique information and location information of the electric vehicle 10.

충전스테이션(30)은 전기자동차(10)의 고유정보 및 위치정보를 이용하여 전기자동차(10)의 위치가 충전스테이션(30)의 위치에 있는가와 전기자동차(10)의 고유정보에 매핑된 배터릭팩이 있는가를 확인하고, 모두 있으면 전기자동차(10)의 배터리팩의 교체를 허용한다.The charging station 30 uses the unique information and location information of the electric vehicle 10 to determine whether the location of the electric vehicle 10 is at the location of the charging station 30 and the battery mapped to the unique information of the electric vehicle 10. Check whether there is a rig pack, and if it is all, the replacement of the battery pack of the electric vehicle 10 is allowed.

한편, 배터리팩(11)의 충전량이 설정된 충전량만큼 남아 있는 경우 전기자동차(10)가 일정거리 반경 이상 이동할 수 있지만, 이는 충전스테이션(30)까지 이동 경로상의 도로의 경사상황에 따라 변동될 수 있다. 따라서 충전스테이션(30)까지 이동 경로상의 도로의 경사상황에 따라 전기자동차(10)의 구동모터의 출력을 제어하여서, 충전스테이션(30)까지 이동하는데 문제가 없도록 할 필요가 있다.On the other hand, if the charge amount of the battery pack 11 remains as much as the set charge amount, the electric vehicle 10 may move over a certain distance radius, but this may vary depending on the inclination of the road on the movement path to the charging station 30. Therefore, it is necessary to control the output of the driving motor of the electric vehicle 10 according to the inclination of the road on the movement path to the charging station 30 so that there is no problem in moving to the charging station 30.

이를 위해서 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차(10)는 경사 감지부(16)와 출력 제어부(17)를 포함한다.To this end, the electric vehicle 10 according to the embodiment of the present invention includes an inclination detection unit 16 and an output control unit 17.

경사 감지부(16)는 전기자동차(10)가 충전스테이션(30)까지 이동하는 경로상의 도로의 경사정보를 감지한다. 이러한 경사 감지부(16)는 기울기 감지센서를 이용하여 구성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The inclination detection unit 16 detects inclination information of the road on the path that the electric vehicle 10 moves to the charging station 30. The tilt detection unit 16 may be configured using a tilt detection sensor, but is not limited thereto.

출력 제어부(17)는 경사 감지부(16)에서 감지된 도로의 경사정보를 이용하여 전기자동차(10)의 구동모터의 출력을 제어할 수 있다. 예를 들어 오르막길에서는 구동모터의 출력을 높이고 내리막길에서는 구동모터의 출력을 줄일 수 있다.The output control unit 17 may control the output of the driving motor of the electric vehicle 10 using the slope information of the road detected by the slope detection unit 16. For example, it is possible to increase the output of the driving motor on the uphill road and reduce the output of the driving motor on the downhill road.

이제까지 본 발명에 대하여 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 따라서 본 발명의 범위는 전술한 실시예에 한정되지 않고 특허청구범위에 기재된 내용 및 그와 동등한 범위 내에 있는 다양한 실시 형태가 포함되도록 해석되어야 할 것이다. So far, the present invention has been focused on embodiments. Those skilled in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention can be implemented in a modified form without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in terms of explanation, not limitation. Therefore, the scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, it should be interpreted to include the contents described in the claims and various embodiments within the equivalent range.

1 : 공중전화박스
10 : 전기자동차
11 : 배터리팩
12 : 위치 파악부
13 : 충전량 파악부
14 : 교체 예약부
15 : 도착정보 전송부
16 : 경사 감지부
17 : 출력 제어부
30 : 충전스테이션
50 : 배터리 교체 관리서버1: Public telephone box
10: electric vehicle
11: Battery pack
12: Positioning unit
13: charge amount grasping unit
14: replacement reservation
15: arrival information transmission unit
16: Inclination detector
17: output control
30: charging station
50: battery replacement management server

Claims (6)

탈부착 구조의 배터리팩을 구비한 전기자동차가, 상기 배터리팩의 충전잔량이 설정된 충전량에 이른 경우 상기 전기자동차의 위치에서 가장 가까운 충전 스테이션을 파악하여 상기 충전 스테이션에서 상기 탈부착 구조의 배터리팩과 교체 가능한 배터리팩이 있는 경우 상기 교체 가능한 배터리팩에 대해서 교체 예약을 하는 단계;
상기 충전스테이션은, 다수의 배터리팩이 수납되어 충전되는 수납공간이 형성된 몸체와 몸체에 부착되어 수납공간의 개폐를 담당하는 도어를 포함하며, 상기 전기자동차의 배터리팩 교체 예약시 제공된 전기자동차의 고유정보 및 상기 탈부착 구조의 배터리팩 사양정보를 상기 교체 가능한 배터리팩의 고유정보에 매핑시키는 단계;
전기자동차는, 상기 충전 스테이션에 다다른 경우 도착정보를 상기 충전스테이션에 전송하는 단계; 및
상기 충전스테이션은, 상기 도착정보 내 전기자동차의 고유정보 및 위치정보로 전기자동차가 충전스테이션의 위치에 있는가 및 전기자동차의 고유정보에 매핑된 배터리팩의 고유정보가 있는가를 확인하여 모두 있으면 상기 도어를 오픈하는 단계를 포함하며,
상기 충전스테이션은, 통신라인 및 전원라인을 구비하며 일정거리 반경 이내에 설치되는 공중전화박스 내에 설치되며 상기 통신라인에 연결된 통신망을 통해서 상기 전기자동차와 통신을 수행하며 상기 전원라인을 통해서 전원을 공급받아 적어도 하나의 배터리팩을 충전하며,
상기 전기자동차는 상기 충전스테이션까지의 이동 경로의 경사정보를 이용하여 전기자동차의 구동모터의 출력을 제어하며,
상기 설정된 충전량은 상기 전기자동차가 상기 일정거리 반경 이상을 이동할 수 있는 배터리팩의 충전량인, 전기자동차의 배터리 교체방법.
When an electric vehicle having a battery pack of a detachable structure reaches a set charge amount of the battery pack, the charging station closest to the location of the electric vehicle is identified and replaceable with the battery pack of the detachable structure at the charging station. Making a reservation for replacement of the replaceable battery pack when the battery pack is present;
The charging station includes a body having a storage space in which a plurality of battery packs are stored and charged, and a door attached to the body for opening and closing the storage space. Mapping information and battery pack specification information of the detachable structure to unique information of the replaceable battery pack;
When the electric vehicle reaches the charging station, transmitting the arrival information to the charging station; And
The charging station checks whether the electric vehicle is at the location of the charging station and whether the battery pack has unique information mapped to the unique information of the electric vehicle with unique information and location information of the electric vehicle in the arrival information. Including the step of opening,
The charging station has a communication line and a power line, is installed in a public telephone box installed within a certain distance radius, communicates with the electric vehicle through a communication network connected to the communication line, and receives power through the power line. Charges at least one battery pack,
The electric vehicle controls the output of the driving motor of the electric vehicle by using the slope information of the movement path to the charging station,
The set charging amount is the charging amount of the battery pack that the electric vehicle can move over the predetermined distance radius, the battery replacement method of the electric vehicle.
삭제delete 삭제delete 전기자동차에 있어서,
상기 전기자동차에 탈부착 가능한 배터리팩;
전기자동차의 위치를 파악하는 위치 파악부;
상기 배터리팩의 충전량을 파악하는 충전량 파악부;
상기 배터리팩의 충전량이 설정된 충전량에 이른 경우 상기 전기자동차의 위치에서 가장 가까운 충전 스테이션을 파악하여 상기 충전 스테이션에서 상기 탈부착 구조의 배터리팩과 교체 가능한 배터리팩이 있는 경우 상기 교체 가능한 배터리팩에 대해서 교체 예약하는 교체 예약부;
상기 충전 스테이션에 다다른 경우 도착정보를 상기 충전스테이션에 전송하는 도착정보 전송부;
상기 충전스테이션까지의 이동 경로의 경사정보를 감지하는 경사 감지부; 및
상기 경사정보를 이용하여 전기자동차의 구동모터의 출력을 제어하는 출력 제어부를 포함하며,
상기 충전스테이션은, 통신라인 및 전원라인을 구비하며 일정거리 반경 이내에 설치되는 공중전화박스 내에 설치되며 상기 통신라인에 연결된 통신망을 통해서 상기 전기자동차와 통신을 수행하며 상기 전원라인을 통해서 전원을 공급받아 적어도 하나의 배터리팩을 충전하며,
상기 설정된 충전량은 상기 전기자동차가 상기 일정거리 반경 이상을 이동할 수 있는 배터리팩의 충전량인, 전기자동차.In electric vehicles,
A battery pack detachable from the electric vehicle;
A location locating unit for locating an electric vehicle;
A charge amount grasping unit for grasping the charge amount of the battery pack;
When the charge amount of the battery pack reaches a set charge amount, the charging station closest to the location of the electric vehicle is identified, and if there is a replaceable battery pack with the detachable battery pack at the charging station, the replaceable battery pack is replaced. A replacement reservation unit to reserve;
An arrival information transmission unit transmitting arrival information to the charging station when the charging station is reached;
An inclination detection unit that detects inclination information of a movement path to the charging station; And
It includes an output control unit for controlling the output of the drive motor of the electric vehicle using the slope information,
The charging station has a communication line and a power line, is installed in a public telephone box installed within a certain distance radius, communicates with the electric vehicle through a communication network connected to the communication line, and receives power through the power line. Charges at least one battery pack,
The set charging amount is the charging amount of the battery pack that the electric vehicle can move over the predetermined distance radius, the electric vehicle. 삭제delete 삭제delete
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