KR102190351B1 - 전기이륜차의 배터리 교환 시스템 및 방법 - Google Patents

전기이륜차의 배터리 교환 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전기이륜차의 배터리 방전시 배터리교환기를 통해 미리 충전된 배터리와 단 시간 내에 교환하여 전기이륜차를 중단없이 사용할 수 있도록 구성한 전기이륜차의 배터리 교환 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 장착되어 사용중인 배터리의 교체시기에 대한 배터리정보를 전송하고, 전송된 배터리정보를 이용해 계산된 배터리의 교체가능시기에 대한 배터리교체정보를 수신하여 표시하는 복수의 전기이륜차; 적어도 4개의 배터리충전부를 구비하며, 배터리충전부의 사용여부에 대한 사용정보와 배터리충전부에서 충전중인 배터리의 충전 잔여시간에 대한 충전정보를 전송하고, 배터리충전부의 충전속도에 대한 제어정보를 수신받아 배터리충전부의 충전속도를 컨트롤하는 배터리교환기; 및 배터리교환기와 배터리교환기를 사용하는 적어도 3대의 전기이륜차에 연결되며, 각각의 전기이륜차로부터 전송받은 배터리정보와 배터리교환기로부터 전송받은 사용정보 및 충전정보를 통해 계산된 배터리교체정보를 해당되는 전기이륜차로 전송하고 배터리충전부의 충전속도를 완속 또는 급속으로 조정하는 제어정보를 배터리교환기로 전송하는 중앙제어부;를 포함하는 전기이륜차의 배터리 교환 시스템 및 이를 이용한 전기이륜차의 배터리 교환 방법에 관한 것이다.

Description

전기이륜차의 배터리 교환 시스템 및 방법{EXCHANGING SYSTEM OF BATTERY FOR ELECTRIC TWO-WHEELED VEHICLE AND EXCHANGING METHOD OF BATTERY FOR ELECTRIC TWO-WHEELED VEHICLE}
본 발명은 전기이륜차의 배터리 교환 시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히, 하나의 배터리교환기와 이를 이용하는 복수의 전기이륜차로부터 정보를 수집하고 수집된 정보를 이용하여 배터리교환기를 통해 미리 충전된 배터리를 준비함으로써, 전기이륜차의 배터리 방전시 배터리교환기를 통해 미리 충전된 배터리와 단 시간 내에 교환하여 전기이륜차를 중단없이 사용할 수 있도록 구성한 전기이륜차의 배터리 교환 시스템 및 방법에 관한 것이다.
오토바이 등과 같은 이륜차량을 이용하여 음식 등을 배달하는 배달 업종은 통상적으로 다수대의 이륜차를 동시에 운영한다. 배달용 이륜차량은 하루에도 수십차례 배달과 매장 복귀를 반복한다.
하기의 [표 1]은 배달 업종의 이륜차량 운행 현황을 나타낸 것이다. 이를 참조하면, 서울 시내 배달업종 중 이륜차 3대를 운영중인 배달업종의 이륜차 운행 현황을 분석한 결과 1일 평균 9시간의 근무 시간동안 이륜차 한 대가 평균적으로 약 80km를 주행하고 시간당 약 3.3건의 배달 업무를 수행한다. 이 과정에서 이륜차 한 대가 하루 평균 29건의 배달을 처리하는 동안 평균적으로 매장을 출발하여 배달지에 배송한 후 매장에 복귀하기까지 18.4분이 소요됨을 확인하였다.
총 주행거리(Km) 총 운행시간(h) 배달 건수
(회)		 시간당
주행거리(km)		 시간당 배달 건수(회) 배달 1건당 평균
처리시간(분)
1호 차량 72.2 9 28 8.0 3.1 19.3
2호 차량 78.4 9 29 8.7 3.2 18.6
3호 차량 82.8 9 31 9.2 3.4 17.4
평균 77.8 9 29.3 8.6 3.3 18.4
일반적으로, 가솔린 연료를 사용하는 엔진 이륜차의 경우 가솔린 연료를 만충하여 주유시 통산 100km 내외를 운영할 수 있어 상기 배달용 이륜차 사용에 있어 1일 1회 연료 주유로 이륜차를 운행할 수 있다.
반면 현재 시중에 출시되는 전기이륜차의 경우 1회 충전 후 실도로에서 주행시 약 40km 내외로 주행이 가능하고, 추가적인 주행을 위해서는 약 4시간 가량 충전 시간이 필요할 뿐만 아니라, 전기이륜차를 4시간 동안 주차시킬 수 있는 장소가 필요하다.
이와 같은 이유로 전기이륜차는 1일 평균 약 80km 이상의 주행이 필요한 상업적 용도로는 사용하기 어렵다고 알려져 있다.
또한 아파트, 빌라, 다세대 주택 등 공동주택이 많은 도심의 경우 전기이륜차를 장시간 세워 놓고 충전할 수 있는 시설 확보에 제약이 많아 전기이륜차를 배달 등과 같은 상업적 용도가 아닌 일반 용도로 사용하는데 있어서도 한계점이 존재한다.
앞서 언급한 바와 같이 신호 등에 의한 주행 정지, 교통체증에 의한 주행 정지 등이 빈번하게 발생되는 도심의 교통 흐름 하에서 전기이륜차의 1회 충전 후 주행거리는 통상 40km 내외이다. 추가적인 주행을 위해서는 배터리 충전이 필요하지만 현재의 배터리 및 충전 기술의 한계로 완충하기까지 약 4시간 가량이 소요되고 급속으로 충전하더라도 30분 이상이 소요된다.
반면 배달 및 탁송 목적으로 운영되는 이륜차의 경우 1일 평균 8시간 이상의 근무 시간 동안 약 80km 이상을 주행해야 되고, 8시간 이상의 근무를 하는 배달 업무 특성상 이륜차의 운행을 장시간 중단시킬 수가 없는 실정이다.
따라서, 이와 같은 배달 및 탁송 목적의 이륜차 운행 특성으로 인해 1회 충전 후 40km 내외로만 주행 가능하고 추가 주행을 위해서는 장시간 배터리를 충전해야 하는 기존 충전방식의 전기이륜차는 배달 및 탁송 용도로는 사용이 불가한 것으로 알려져 있다.
이를 해결하기 위해 배달 업종에서 전기이륜차를 무중단으로 사용하기 위해서는 여분의 배터리를 충전시켜 준비하고 배터리 방전시 준비된 충전 배터리로 교체하여 사용하는 방법이 대안이 될 수 있을 것이다.
특히, 도 1a에 도시된 바와 같이, 다수 대의 이륜차(통상 3대)를 운영하는 배달 업종의 경우 전기이륜차의 대수 만큼 여분의 배터리를 보유하고 있다면 배터리 방전에 의한 업무 중단이 없을 것이다.
하지만, 배터리 가격은 전기이륜차 전체 가격의 40% 이상을 차지하므로, 전기이륜차 대수 만큼 여분의 배터리를 추가로 준비하기에는 다수 대의 이륜차를 운영해야 하는 배달 업종에서는 비용적인 면에서 부담이 크다.
이에 대한 해결 방안으로 도 1b에 도시된 바와 같이, 전기이륜차의 대수보다 작은 수량의 여유분의 배터리를 충전 기능이 있는 배터리교환기 내에 적재하여, 다수 대의 전기이륜차가 상호간에 배터리를 공유하는 방법이 대안이 될수 있을 것이다.
그러나 이 경우, 두 대 이상의 전기이륜차에 동시에 배터리 교환 시점이 도래한다면 두 대 중 한대는 배터리를 즉시 교환하지 못하고 교환된 배터리가 충전될때까지 이륜차량을 운행하지 못하는 경우가 발생할 수 있다.
한편, 최근 전기차량에는 리튬이온 계열의 배터리가 사용된다. 리튬이온 배터리의 충전 속도를 높이기 위해서는 충전기를 통해 배터리에 인가하는 전하량을 증가시켜준다. 하지만 이 경우 적정 수준의 전하량 이상이 배터리에 유입되면서 배터리의 전극판 손상을 유발시키게 되고, 손상량이 증가되면서 배터리에 저장할 수 있는 전체 전하량이 감소한다. 결국 반복적인 손상이 가해지면 배터리의 수명이 저하될 수밖에 없다.
국내공개특허공보 제10-2015-0099020호
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 전기이륜차를 사용하고 에너지를 획득하는데 있어 전기이륜차를 장시간 세워놓고 충전하는 방식이 아닌, 전기이륜차의 배터리 교체시기를 사전에 파악하여 배터리교환기를 통해 미리 충전된 배터리를 준비해 놓고, 전기이륜차의 배터리 방전시 배터리교환기를 통해 미리 충전된 배터리와 단 시간내에 교환함으로써, 전기이륜차의 운행중단 없이 사용할 수 있도록 구성한 전기이륜차의 배터리 교환 시스템 및 방법을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 배터리교환기에서 충전되는 배터리로 인가되는 전하량을 높여 필요시에만 충전 속도를 능동적으로 조절할 수 있는 전기이륜차의 배터리 교환 시스템 및 방법을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 하나의 배터리교환기에 등록된 적정수의 전기이륜차만이 배터리를 교환하여 사용할 수 있도록 구성함으로써, 다수의 전기이륜차를 사용하는 하나의 사업장에서 독립적으로 운용할 수 있도록 구성한 전기이륜차의 배터리 교환 시스템 및 방법을 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명인 전기이륜차의 배터리 교환 시스템은, 장착되어 사용중인 배터리의 교체시기에 대한 배터리정보를 전송하고, 전송된 상기 배터리정보를 이용해 계산된 배터리의 교체가능시기에 대한 배터리교체정보를 수신하여 표시하는 복수의 전기이륜차; 적어도 4개의 배터리충전부를 구비하며, 상기 배터리충전부의 사용여부에 대한 사용정보와 상기 배터리충전부에서 충전중인 배터리의 충전 잔여시간에 대한 충전정보를 전송하고, 상기 배터리충전부의 충전속도에 대한 제어정보를 수신받아 상기 배터리충전부의 충전속도를 컨트롤하는 배터리교환기; 및 상기 배터리교환기와 상기 배터리교환기를 사용하는 상기 전기이륜차에 연결되며, 각각의 상기 전기이륜차로부터 전송받은 상기 배터리정보와 상기 배터리교환기로부터 전송받은 상기 사용정보 및 충전정보를 통해 계산된 상기 배터리교체정보를 해당되는 상기 전기이륜차로 전송하고 상기 배터리충전부의 충전속도를 완속 또는 급속으로 조정하는 상기 제어정보를 상기 배터리교환기로 전송하는 중앙제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 배터리충전부는 짝수로 구성되어 하나의 배터리충전부에 하나의 충전기가 연결되고, 두 개의 상기 배터리충전부와 충전기가 한 조를 구성하여 각 조의 상기 배터리충전부와 충전기 사이에는 상기 제어정보에 따라 동작하는 스위칭부가 연결되며, 상기 스위칭부를 통해 완속 충전시에는 하나의 배터리충전부에 하나의 충전기가 연결되고 급속 충전시에는 하나의 배터리충전부에 한 조에 포함된 두 개의 충전기가 모두 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 배터리교환기는, 제1배터리충전부; 상기 제1배터리충전부와 연결되어 상기 제1배터리충전부에 장착된 배터리를 충전시키는 제1충전기; 제2배터리충전부; 상기 제2배터리충전부와 연결되거나 상기 제1배터리충전부와 연결되어 상기 제1배터리충전부 또는 상기 제2배터리충전부에 장착된 배터리를 충전시키는 제2충전기; 상기 제1배터리충전부와 제2배터리충전부 및 상기 제1충전기와 제2충전기 사이에 연결되어 상기 제어정보에 따라 상기 제2충전기를 상기 제1배터리충전부와 제2배터리충전부 중 어느 하나로 연결시키는 제1스위칭부; 제3배터리충전부; 상기 제3배터리충전부와 연결되어 상기 제3배터리충전부에 장착된 배터리를 충전시키는 제3충전기; 제4배터리충전부; 상기 제4배터리충전부와 연결되거나 상기 제3배터리충전부와 연결되어 상기 제3배터리충전부 또는 상기 제4배터리충전부에 장착된 배터리를 충전시키는 제4충전기; 및 상기 제3배터리충전부와 제4배터리충전부 및 상기 제3충전기와 제4충전기 사이에 연결되어 상기 제어정보에 따라 상기 제4충전기를 상기 제3배터리충전부와 제4배터리충전부 중 어느 하나로 연결시키는 제2스위칭부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 배터리교환기에는 상기 배터리충전부의 사용여부 및 충전상태를 나타내는 표시부가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명인 전기이륜차의 배터리 교환 방법은, 착탈식 배터리를 장착하여 사용하는 전기이륜차의 배터리 교체시기에 대한 배터리정보를 중앙제어부로 전송하는 제1전송단계; 배터리교환기에 구비된 배터리충전부의 사용여부에 대한 사용정보와 상기 배터리충전부에서 충전중인 배터리의 충전 잔여시간에 대한 충전정보를 상기 중앙제어부로 전송하는 제2전송단계; 전송된 상기 배터리정보, 사용정보 및 충전정보를 통해 배터리의 교체가능시기에 대한 배터리교체정보 및 상기 배터리교체정보에 따른 상기 배터리충전부의 충전속도를 조정하기 위한 제어정보를 생성하는 정보생성단계; 상기 배터리교체정보를 상기 전기이륜차로 전송하고, 상기 제어정보를 상기 배터리교환기로 전송하는 제3전송단계; 및 전송된 상기 제어정보에 따라 상기 배터리충전부의 충전속도를 조정하는 스위칭단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 스위칭단계는, 하나의 배터리충전부에 한 개의 충전기를 연결하는 완속 스위칭단계; 및 하나의 배터리충전부에 두 개의 충전기를 연결하는 급속 스위칭단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 배터리교체정보를 전기이륜차에 표시하는 알림단계;를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 배터리충전부의 사용여부 및 충전상태를 나타내는 표시단계;를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전기이륜차는 두 개의 배터리를 사용하며, 상기 전기이륜차에 장착된 방전 배터리를 교환시 두 개의 배터리를 동시에 교환하거나 한 개의 배터리만을 교환하는 배터리교환단계가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
이상에서 상술한 본 발명에 의한 전기이륜차의 배터리 교환 시스템 및 방법은 다음과 같은 효과가 있다.
먼저, 복수의 전기이륜차와 배터리교환기로부터 정보를 수집하여 배터리 교체 시기와 충전중인 배터리의 완충까지의 시간 정보를 분석하고 필요시 배터리의 충전속도를 완속 또는 급속으로 조절하여 충전할 수 있으므로, 배터리 교체 또는 배터리 충전 등으로 인한 전기이륜차의 운행중단 없이 사용할 수 있다.
또한, 배터리의 특성을 이해하고 하나의 배터리충전부에 한 개의 충전기를 직렬로 연결하거나 하나의 배터리충전부에 두 개의 충전기를 병렬로 연결함으로써, 완속 충전 및 급속 충전이 가능하다.
또한, 필요시에만 급속 충전하도록 구성함으로써, 배터리의 수명 저하를 최소화시킬 수 있다.
또한, 배터리교체정보를 전기이륜차에 표시함으로써, 전기이륜차 사용자의 이용 편의성을 향상시킬 수 있다.
또한, 전기이륜차 사용자는 배터리 교환시 배터리교환기의 표시부를 통해 교환해야 할 배터리를 쉽게 파악하고 신속히 교환작업을 수행할 수 있다.
또한, 사용 중 복수의 전기이륜차에 동시에 충전된 배터리를 공급해야 할 경우 두 개의 배터리를 모두 교환하지 않고, 한 개의 배터리만을 교환하여 운행함으로써, 운행 정지 상황을 해결할 수 있다.
또한, 하나의 배터리교환기에 등록된 복수의 전기이륜차만이 배터리를 교환하여 사용하도록 구성함으로써, 배달업 위주의 사업장에서 독립적으로 운용할 수 있으므로 사용 편의성 향상 및 업무 효율성을 증진시킬 수 있다.
도 1a는 전기이륜차의 대수만큼 동일한 개수의 여유분의 배터리를 이용한 1:1 배터리 교환 방식을 나타낸 개념도,
도 1b는 전기이륜차의 대수보다 작은 수량의 여유분의 배터리를 충전 기능이 있는 배터리교환기 내에 적재하여, 다수 대의 전기이륜차가 상호간에 배터리를 공유하는 방법을 나타낸 개념도,
도 2는 본 발명에 따른 전기이륜차의 배터리 교환 시스템의 일실시례에 따른 전체 구성 개념도,
도 3은 본 발명에 따른 전기이륜차의 계기판 사용례를 나타낸 도면,
도 4는 본 발명에 따른 배터리교환기의 기본적인 배터리 충전 모듈을 나타낸 도면,
도 5는 본 발명에 따른 배터리교환기의 완속 충전시 스위칭부의 구성 상태를 개념적으로 나타낸 도면,
도 6은 본 발명에 따른 하나의 배터리를 급속 충전시 스위칭부의 구성 상태를 개념적으로 나타낸 도면,
도 7은 본 발명에 따른 두 개의 배터리를 급속 충전시 스위칭부의 구성 상태를 개념적으로 나타낸 도면,
도 8은 본 발명에 따른 전기이륜차의 배터리 교환 방법을 나타낸 도면.
도 9는 본 발명에 따른 전기이륜차의 배터리 교환 시스템을 하나의 사업장에서 독립적으로 사용하는 상태를 나타낸 도면,
도 10 및 도 11은 전기이륜차의 운행 중단 없이 배터리의 충전 모드를 변경하는 사용상태를 나타낸 도면,
도 12 및 도 13은 두 대의 전기이륜차가 동시에 배터리 교체시 사용상태를 나타낸 도면.
이하, 본 발명의 일부 실시례들을 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 실시례를 설명함에 있어, 관련된 공지구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시례에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 실시례의 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. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
먼저, 도 2는 본 발명에 따른 전기이륜차의 배터리 교환 시스템의 일실시례에 따른 전체 구성 개념도로써, 도 2를 참조하여 전체적인 전기이륜차의 배터리 교환 시스템을 설명하면 다음과 같다.
본 발명인 전기이륜차(100)의 배터리 교환 시스템은 복수의 전기이륜차(100), 하나의 배터리교환기(200) 및 중앙제어부(300)를 포함하여 구성된다.
전기이륜차(100)는 이륜차통신부(110), 이륜차제어부(120), 배터리관리시스템(130)(BMS : Battery Management System) 및 계기판(140)을 포함하여 구성된다.
이륜차통신부(110)는 중앙제어부(300)와 상호 간 무선 통신을 위해 구성되며, 전기이륜차(100)는 이륜차통신부(110)를 통해 전기이륜차(100)에 장착하여 사용중인 배터리정보(S1) 등을 중앙제어부(300)로 전송한다. 배터리정보(S1)에는 기본적인 배터리(400)의 잔량 정보 이외에도 현재 사용중인 배터리(400)를 통해 주행한 총 거리 정보가 포함될 수 있다. 현재 장착하여 사용중인 배터리(400)를 통해 주행한 총 거리 정보를 토대로 중앙제어부(300)에서 분석하여 전기이륜차(100) 사용자의 운전습관을 반영하고 앞으로 배터리(400)의 사용 시간이나 주행 가능 거리를 계산하는데 참조자료로 사용할 수 있다. 예컨데, 완충된 배터리(400)를 장착하여 40km를 주행할 수 있다고 가정할 경우 현재 장착된 배터리(400)의 잔량이 50%라면, 지금까지의 주행거리는 20km이어야 하고 앞으로도 20km를 더 주행할 수 있다. 그러나, 배터리(400)의 잔량이 50%임에도 불구하고 실제 주행거리가 10km일 경우 사용자의 운전습관상 배터리(400)의 소모가 많은 것으로 판단하고, 앞으로의 주행 가능 거리가 10km 밖에 남지 않은 것으로 판단하여 이에 대한 제어정보(R2)를 배터리교환기(200)로 전송한다.
이륜차제어부(120)는 배터리관리시스템(130)으로부터 전송된 배터리(400)의 잔량 정보를 기 설정된 시간 간격 또는 일정 주기마다 체크하여 저장하고, 저장된 배터리정보(S1)를 마찬가지로 기 설정된 시간 간격 또는 일정 주기마다 이륜차통신부(110)를 통해 중앙제어부(300)로 전달한다. 이륜차제어부(120)는 전기이륜차(100)의 전반적인 제어를 수행하며, 현재 장착된 배터리(400)를 통해 지금까지 주행한 총 거리에 대한 정보를 배터리정보(S1)를 전송하는 시점마다 배터리정보(S1)에 함께 포함시켜 전달할 수 있다. 또한, 이륜차통신부(110)를 통해 전송받은 후술할 배터리교체정보(R1)를 계기판(140)으로 전달하여 표시한다.
배터리관리시스템(130)은 전기이륜차(100)에 장착된 배터리(400)의 잔량 정보를 수집하여 이륜차제어부(120)로 전달하고, 전달된 배터리정보(S1)는 이륜차제어부(120)에서 저장 후 저장된 배터리정보(S1)를 이륜차통신부(110)를 통해 중앙제어부(300)로 전달한다.
계기판(140)은 중앙제어부(300)로부터 전달받은 후술할 배터리교체정보(R1)를 표시하며, 표시 방식은 시각적 표시 방식 또는 청각적 표시 방식이거나 이 둘을 모두 포함할 수 있다. 계기판(140)은 도 3과 같이 전기이륜차(100)에 구비된 클러스터(cluster)이거나 전기이륜차(100)의 운전자가 구비한 모바일 기기일 수 있다. 운전자가 구비한 모바일 기기의 경우 전기이륜차(100)의 이륜차제어부(120) 또는 중앙제어부(300)와 통신 연결이 가능해야 한다. 계기판(140)을 통해 배터리교체시기를 표시할 수 있으며, 배터리교체시기는 시각적 표시 방식으로 나타낼 경우 도시된 바와 같이 '매장 복귀시 배터리 교환'이란 메시지 형태로 표시하거나, 몇 시간(분) 내에 배터리 교환 또는 앞으로 주행 가능한 거리를 직접 표시하는 형태로 표시할 수 있다. 청각적 표시 방식은 상기 메시지를 안내음성으로 들려주는 형태이다.
한편, 통상적인 전기이륜차(100) 한 대에는 두 개의 착탈식 배터리팩(이하, '배터리'라 함)이 장착되고, 2개의 배터리(400)가 병렬 구조로 연결되어 사용된다. 따라서, 경우에 따라 한 개의 배터리(400)만을 탑재하여도 전기이륜차(100)에 전원 공급이 가능하며, 사용시간만 절반으로 줄어든다.
배터리교환기(200)는 배터리충전부(210), 충전기(220), 스위칭부(230), 표시부(240), 교환기통신부(250), 교환기제어부(260) 및 배터리커넥터(270)를 포함하여 구성된다. 도면상에는 충전기(220), 스위칭부(230), 배터리커넥터(270) 및 배터리(400)를 구조적 이해를 돕기 위해 편의상 외부로 노출시켜 도시하였으나, 배터리교환기(200)의 내부에 설치되는 것으로 이해되어야 할 것이다.
배터리충전부(210)는 배터리(400)가 장착되어 충전되는 슬롯으로 적어도 4개로 구성하고, 짝수로 구성하는 것이 바람직하다. 단, 본 발명은 한정된 배터리(400)로 다수 대의 전기이륜차(100)를 최대한 원할하게 운행하도록 배터리(400)의 충전 속도를 제어하여 적시에 제공해주는 것이므로, 이에 맞춰 배터리충전부(210)의 개수를 결정하는 것이 바람직하다. 배터리충전부(210)는 배터리교환기(200)를 구성하는 몸체(도면부호 미기재)의 전면에 배터리(400)가 삽입 안착되는 홈 형상으로 구성되며, 상기 홈은 배터리(400)의 형상에 대응되는 형상을 갖는다. 홈의 전면으로는 홈을 개폐시키는 개폐부가 구성될 수 있다. 개폐부의 구성시 배터리(400) 자체는 습기에 노출되면 배터리(400)의 수명이 저하되는 문제가 발생할 수 있으므로 개폐부가 홈 내부를 밀폐하도록 구성하는 것이 바람직하다.
배터리충전부(210)에 장착되는 배터리(400)는 배터리충전부(210) 내부의 충전단자(미도시)와 연결되어 충전되며, 충전단자는 충전기(220)와 전기적으로 연결된 배터리커넥터(270)와 연결되거나 배터리커넥터(270) 자체에 형성된 충전단자일 수 있다. 따라서, 배터리충전부(210)는 배터리커넥터(270)를 포함하는 것으로도 이해할 수 있으므로, 이하의 설명에서는 배터리충전부(210)는 배터리커넥터(270)를 포함한 것으로 이해하도록 한다.
충전기(220)는 배터리충전부(210)에 장착된 배터리(400)를 충전하기 위한 것으로 배터리(400)의 용량에 따라 기 설정된 정격용량을 출력하는 충전기(220)가 사용된다. 일례로 10A의 충전기(220)가 시용될 경우 하기의 공식에 의해 용량 20Ah의 배터리(400)의 경우 완충까지 약 2시간 정도가 소요된다.
충전속도(h) = 배터리 용량(Ah) / 충전기 암페어(A)
스위칭부(230)는 배터리충전부(210)와 충전기(220) 사이에 연결되는 것으로, 보다 정확히는 배터리충전부(210)에 연결된 배터리커넥터(270)와 충전기(220) 사이에 연결되어 배터리커넥터(270)와 충전기(220) 사이를 스위칭한다. 스위칭 동작은 후술할 교한기제어부(260)에 의해 수행되며, 스위칭 제어를 통해 배터리(400)의 완속 충전 및 급속 충전을 수행할 수 있다.
기본적인 배터리 충전 모듈은 도 5에 도시된 바와 같이, 하나의 배터리충전부(210)와 이에 연결된 배터리커넥터(270), 하나의 충전기(220) 및 배터리커넥터(270)와 충전기(220) 사이를 연결하는 스위칭부(230)로 구성된다.
표시부(240)는 배터리충전부(210)의 사용여부 및 충전상태 등을 나타낸다. 즉, 배터리교환기(200) 몸체의 상부에 디스플레이부로 구성하고 사용중인 배터리충전부(210)를 디스플레이부에 나타내거나, 사용중인 배터리충전부(210)에 장착된 배터리(400)의 충전량 및 완속과 급속에 따른 충전 잔여 시간 등을 나타낼 수 있다. 예컨데, '1번 배터리충전부 완속 충전중', '완속 충전 완료 잔여시간 1시간 ', '급속 충전으로 변경시 충전 완료 잔여시간 30분' 등의 메시지 등으로 나타낼 수 있다. 또는 사용중인 배터리충전부(210)의 둘레부나 개폐부의 전면부에 점등부 등을 구성하고 충전중일 경우이거나 50% 미만 충전시에는 빨간색 점등, 50% 이상 충전시에는 경우 파란색 점등, 완충시에는 녹색 점등이 되도록 구성할 수 있다. 또는 안내 음성이 같이 출력되도록 구성할 수 있으며, 안내 음성 출력을 위한 버튼부 등을 별도로 구비할 수도 있다.
교환기통신부(250)는 중앙제어부(300)와 상호 간 무선 통신을 위해 구성되며, 배터리교환기(200)는 교환기통신부(250)를 통해 배터리충전부(210)의 사용여부를 나타내는 사용정보(S2)와 배터리충전부(210)에서 충전중인 배터리의 충전 잔여시간을 나타내는 충전정보(S3) 등을 중앙제어부(300)로 전송한다. 사용정보(S2)는 다수의 배터리충전부(210) 중 사용하는 배터리충전부(210)와 미사용중인 배터리충전부(210)에 대한 식별 정보이다. 충전정보(S3)에는 완속 충전시 완충까지의 잔여시간 및 완속 충전 상태에서 급속 충전으로 변경시 완충시까지의 잔여시간 정보가 포함될 수 있다.
교환기제어부(260)는 전술한 사용정보(S2)와 충전정보(S3)를 기설정된 시간 간격 또는 일정 주기마다 체크하여 저장하고, 저장된 사용정보(S2)와 충전정보(S3)를 교환기통신부(250)를 통해 중앙제어부(300)로 전달한다. 또한, 교환기제어부(260)는 후술할 중앙제어부(300)로부터 배터리충전부(210)의 충전속도에 대한 제어정보(R2)를 수신받아 배터리충전부(210)의 충전속도를 제어한다. 즉, 완속 충전 중 급속 충전에 대한 제어정보(R2)를 수신받으면 스위칭부(230)를 제어하여 급속 충전 모드로 변경하고, 급속 충전 중 완속 충전에 대한 제어정보(R2)를 수신받으면 마찬가지로 스위칭부(230)를 제어하여 완속 충전 모드로 변경한다. 제어정보(R2) 및 제어정보(R2)에 따른 진행상황은 표시부(240)를 통해 나타낼 수 있다.
한편, 완속과 급속 충전을 위해 배터리충전부(210)는 짝수로 구성되어 하나의 배터리충전부(210)에 하나의 충전기(220)가 연결되고, 두 개의 배터리충전부(210)와 충전기(220)가 한 조를 구성하여 각 조의 배터리충전부(210)와 충전기(220)사이에는 제어정보(R2)에 따라 동작하는 스위칭부(230)가 연결되도록 구성한다. 이때, 스위칭부(230)를 통해 완속 충전시에는 하나의 배터리충전부(210)에 하나의 충전기(220)가 연결되고 급속 충전시에는 하나의 배터리충전부(210)에 한 조에 포함된 두 개의 충전기(220)가 모두 연결되도록 구성한다.
도 5 내지 도 7을 참조하여 설명하면, 예컨데, 배터리충전부(210)를 4개로 구성할 경우, 배터리교환기(200)는 제1배터리충전부(211), 제1배터리충전부(211)와 연결되어 제1배터리충전부(211)에 장착된 배터리를 충전시키는 제1충전기(221), 제2배터리충전부(212), 제2배터리충전부(212)와 연결되거나 제1배터리충전부(211)와 연결되어 제1배터리충전부(211) 또는 제2배터리충전부(212)에 장착된 배터리를 충전시키는 제2충전기(222), 제1배터리충전부(211)와 제2배터리충전부(212) 및 제1충전기(221)와 제2충전기(222) 사이에 연결되어 제어정보(R2)에 따라 제2충전기(222)를 제1배터리충전부(211)와 제2배터리충전부(212) 중 어느 하나로 연결시키는 제1스위칭부(231)로 구성한다.
또한, 제3배터리충전부(213), 제3배터리충전부(213)와 연결되어 제3배터리충전부(213)에 장착된 배터리를 충전시키는 제3충전기(223), 제4배터리충전부(214), 제4배터리충전부(214)와 연결되거나 제3배터리충전부(213)와 연결되어 제3배터리충전부(213) 또는 제4배터리충전부(214)에 장착된 배터리를 충전시키는 제4충전기(224), 제3배터리충전부(213)와 제4배터리충전부(214) 및 제3충전기(223)와 제4충전기(224) 사이에 연결되어 제어정보(R2)에 따라 제4충전기(224)를 제3배터리충전부(213)와 제4배터리충전부(214) 중 어느 하나로 연결시키는 제2스위칭부(232)로 구성된다.
즉, 완속 충전 모드일 경우 도 5에 도시된 바와 같이, 제1배터리충전부(211)는 제1충전기(221)에, 제2배터리충전부(212)는 제2충전기(222)에, 제3배터리충전부(213)는 제3충전기(223)에, 제4배터리충전부(214)는 제4충전기(224)에 각각 직렬 연결된다. 또한, 6을 참조하면, 제1배터리충전부(211)만 급속 충전 모드일 경우 스위칭부를 통해 제1충전기(221)와 제2충전기(222)는 모두 제1배터리충전부(211)에만 연결되도록 스위칭 제어되며, 제2배터리충전부(212)는 미사용 또는 미충전 상태가 된다. 또한, 도 7을 참조하면, 제1배터리충전부(211)는 물론, 제3배터리충전부(213)만 급속 충전 모드로 사용하는 상태로 제3충전기(223)와 제4충전기(224)는 모두 제3배터리충전부(213)에만 연결되도록 스위칭 제어되며, 제4배터리충전부(214)도 미사용 또는 미충전 상태가 된다. 물론, 제2배터리충전부(212)와 제4배터리충전부(214)를 급속 충전 모드로 사용할 수도 있으며, 이 경우 전술한 스위칭 제어가 반대로 진행된다. 즉, 스위칭부(230)를 통해 연결된 각각의 충전기(221 ~224)가 급속 충전 모드로 사용하는 배터리충전부(211, 213)로만 연결된다.
중앙제어부(300)는 중앙통신부(310)를 포함하며, 중앙통신부(310)를 통해 배터리교환기(200)와 배터리교환기(200)를 사용하는 복수의 전기이륜차(100) 사이에 각각 통신 연결된다. 즉, 이륜차통신부(110), 교환기통신부(250) 및 중앙통신부(310)는 통신 네트워크를 형성한다. 이때, 중앙통신부(310)와 이륜차통신부(110) 상호 간은 무선 통신으로 연결될 수 밖에 없으며, 중앙통신부(310)와 교환기통신부(250) 상호 간은 무선 또는 유선 통신으로 연결될 수 있다.
중앙제어부(300)는 각각의 전기이륜차(100)로부터 전송받은 배터리정보(S1)와 배터리교환기(200)로부터 전송받은 사용정보(S2) 및 충전정보(S3)를 수신하여 계산 및 분석하고, 이를 통해 전기이륜차(100)로 해당 배터리교체정보(R1)를 전송하며, 배터리충전부(210)의 충전속도를 완속 또는 급속으로 조정하는 제어정보(R2)를 생성하여 배터리교환기(200)로 전송한다. 완속 및 급속에 대한 제어정보(R2)는 전술한 배터리정보(S1), 사용정보(S2) 및 충전정보(S3)를 토대로 분석한 정보이다.
전술한 본 발명인 전기이륜차(100)의 배터리 교환 시스템을 적용한 전기이륜차(100)의 배터리 교환 방법을 도 8을 참조하여 설명하면 다음과 같으며, 기본적인 구성 및 동작 설명 등은 전술한 전기이륜차(100)의 배터리 교환 시스템에 대한 설명을 참조할 수 있으므로 동작 상태에 대해서만 설명하도록 한다.
본 발명인 전기이륜차(100)의 배터리 교환 방법은, 제1전송단계(S100), 제2전송단계(S200), 정보생성단계(S300), 제3전송단계(S400) 및 스위칭단계(S500)를 포함하며, 알림단계(S600), 표시단계(S700) 및 배터리교환단계(S800)를 더 포함할 수 있다.
제1전송단계(S100)에서는 두 개의 착탈식 배터리(400)를 장착하여 사용하는 전기이륜차(100)의 배터리 교체시기에 대한 배터리정보(S1)를 중앙제어부(300)로 전송한다.
제2전송단계(S200)에서는 배터리교환기(200)에 구비된 배터리충전부(210)의 사용여부에 대한 사용정보(S2)와 배터리충전부(210)에서 충전중인 배터리(400)의 충전 잔여시간에 대한 충전정보(S3)를 중앙제어부(300)로 전송한다.
정보생성단계(S300)에서는 전송된 배터리정보(S1), 사용정보(S2) 및 충전정보(S3)를 통해 배터리(400)의 교체가능시기에 대한 배터리교체정보(R1) 및 배터리교체정보(R1)에 따른 배터리충전부(210)의 충전속도를 조정하기 위한 제어정보(R2)를 생성한다.
제3전송단계(S400)에서는 생성된 배터리교체정보(R1)를 전기이륜차(100)로 전송하고, 생성된 제어정보(R2)를 배터리교환기(200)로 전송한다.
스위칭단계(S500)에서는 전송된 제어정보(R2)에 따라 배터리충전부(210)의 충전속도를 조정한다. 스위칭단계(S500)는 하나의 배터리충전부(210)에 한 개의 충전기(220)를 연결하는 완속 스위칭단계(S510) 및 하나의 배터리충전부(210)에 두 개의 충전기(220)를 연결하는 급속 스위칭단계(S520)를 포함할 수 있다.
한편, 배터리교체정보(R1)를 전기이륜차(100)에 표시하는 알림단계(S600), 배터리충전부(210)의 사용여부 및 충전상태를 나타내는 표시단계(S700)를 더 포함할 수 있다.
또한, 전기이륜차(100)에 장착된 방전 배터리(400)를 교환시 두 개의 배터리(400)를 동시에 교환하거나 한 개의 배터리(400)만을 교환하는 배터리교환단계(S800)가 더 구비될 수 있다. 즉, 두 대의 전기이륜차(100)가 동시에 배터리(400)를 교체해야 해서 필요한 충전 완료된 배터리(400)가 총 4개이지만, 충전된 배터리(400)가 두 개만 있을 경우 두 대의 전기이륜차(100)는 장착된 배터리(400) 두 개씩 총 4개를 모두 반납하여 충전하고 충전 완료된 배터리(400)를 하나씩만 장착하여 운행함으로써, 운행중단사태를 해소할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명인 전기이륜차(100)의 배터리 교환 시스템 및 방법에 따른 사용 실시례를 설명하도록 한다.
도 9를 참조하면, 통상 하나의 배달음식 사업장에서는 보통 3대의 전기이륜차(100)를 사용하므로, 하나의 배터리교환기(200)를 3대의 전기이륜차(100)가 공유하도록 구성한다. 배터리교환기(200)에는 적어도 두 개의 배터리(400)가 구비된다. 배터리(400)의 용량은 20Ah이며, 10A의 충전기(220)를 사용한다.
먼저, 사용상태 1실시례를 설명하면 다음과 같다.
3대의 전기이륜차(100)는 양방향 통신망을 통해 전기이륜차(100)의 배터리정보(S1)를 중앙제어부(300)로 송신하며, 3대의 전기이륜차(100)의 배터리정보(S1)를 수집한 중앙제어부(300)는 각각의 전기이륜차(100)의 배터리(400) 교환 시점을 아래와 같이 인지한다.
1호차량 : 1시간 후 배터리 교체 필요
2호차량 : 1시간 30분 후 배터리 교체 필요
3호차량 : 4시간 후 배터리 교체 필요
배터리충전부(210)를 통한 배터리(400)의 충전 현황 정보는 배터리교환기(200)의 교환기통신부(250)를 통해 중앙통신부(310)를 거쳐 중앙제어부(300)로 전송된다
도 10을 참조하면, 중앙제어부(300)는 현재 충전중인 제1배터리충전부(211)와 제3배터리충전부(213)의 배터리(400)가 50% 충전된 상태로 지속적으로 완속 충전을 한다면 완충되기까지 1시간 정도가 소요됨을 인지한다.
제1배터리충전부에 장착된 배터리: 완충까지 1시간 소요
제3배터리충전부에 장착된 배터리: 완충까지 1시간 소요
이 경우 1시간 후 1호 전기이륜차(100)가 배터리(400)를 교환시 1호 전기이륜차(100)가 반납한 배터리는 완속 모드로 충전시 2시간이 소요되어, 1시간 30분 후 배터리(400) 교환이 필요한 2호 전기이륜차(100)에는 배터리(400)를 공급할 수 없게 된다.
이와 같은 상황을 방지하기 위해 중앙제어부(300)는 두 대 이상의 전기이륜차(100)의 배터리(400) 교체 시점이 중첩되지 않도록, 도 11에 도시된 바와 같이 완속 충전중인 제1배터리충전부(211)의 배터리(400)를 급속 충전이 되도록 제1충전기(221)와 제2충전기(222)를 제1배터리충전부(211)로 병렬 연결시키며, 같은 방법으로 완속 충전중인 제3배터리충전부(213)의 배터리(400)를 급속 충전이 되도록 제3충전기(223)와 제4충전기(224)를 제3배터리충전부(213)로 병렬 연결시킨다. 이와 같은 병렬 연결을 통해 제1배터리충전부(211)와 제2배터리충전부(212)에 연결된 충전기는 충전속도가 2배 향상되어, 10Ah를 추가 충전해야 하는 제1배터리충전부(211)와 제2배터리충전부(212)에 장착된 배터리(400)를 20A로 충전속도를 높여 30분 내에 충전이 가능하다.
동시에 중앙제어부(300)는 1호 전기이륜차(100)로 30분 후 배터리(400)를 교체할 것을 알리는 배터리교체정보(R1)를 전송한다. 또한, 전기이륜차(100)는 전송받은 배터리교체정보(R1)를 전기이륜차(100)의 디지털 계기판(140)에 관련 메시지를 표시하여 운전자가 인지하도록 한다.
다음으로, 사용상태 2실시례를 설명하면 다음과 같다.
3대의 전기이륜차(100)는 양방향 통신망을 통해 전기이륜차(100)의 배터리정보(S1)를 중앙제어부(300)로 송신하며, 3대의 전기이륜차(100)의 배터리정보(S1)를 수집한 중앙제어부(300)는 각각의 전기이륜차(100)의 배터리 교환 시점을 아래와 같이 인지한다.
1호차량 : 30분 후 배터리 교체 필요
2호차량 : 30분 후 배터리 교체 필요
3호차량 : 2시간 후 배터리 교체 필요
배터리충전부(210)를 통한 배터리(400)의 충전 현황 정보는 배터리교환기(200)의 교환기통신부(250)를 통해 중앙통신부(310)를 거쳐 중앙제어부(300)로 전송된다.
도 10을 참조하면, 중앙제어부(300)는 현재 충전중인 제1배터리충전부(211)와 제3배터리충전부(213)의 배터리(400)가 50% 충전된 상태로 지속적으로 완속 충전을 한다면 완충되기까지 1시간 정도가 소요됨을 인지한다.
제1배터리충전부(211)에 장착된 배터리: 완충까지 1시간 소요
제3배터리충전부(213)에 장착된 배터리: 완충까지 1시간 소요
도 12를 참조하면, 이경우 도 11과 같이 스위칭시켜 급속 충전을 실시하더라도, 30분 후 배터리(400)의 교체가 필요한 1호 전기이륜차(100)와 2호 전기이륜차(100) 모두에 배터리(400)를 공급할 수 없게 된다.
이러한 상황에서는 각각의 전기이륜차(100)는 도 13에 도시된 바와 같이, 각각 두 개의 배터리(400)를 모두 반납하고, 각각 1개의 배터리(400)만 탑재하여 전기이륜차(100)의 운행 정지 상황을 해결할 수 있다.
이상에서, 본 발명의 실시례를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시례에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
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 게시된 실시례들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시례에 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.
10 : 전기이륜차 20 : 배터리교환기
30 : 배터리
100 : 전기이륜차 110 : 이륜차통신부
120 : 이륜차제어부 130 : 배터리관리시스템
140 : 계기판
200 : 배터리교환기 210 : 배터리충전부
211 : 제1배터리충전부 212 : 제2배터리충전부
213 : 제3배터리충전부 214 : 제4배터리충전부
220 : 충전기 221 : 제1충전기
222 : 제2충전기 223 : 제3충전기
224 : 제4충전기 230 : 스위칭부
231 : 제1스위칭부 232 : 제2스위칭부
240 : 표시부 250 : 교환기통신부
260 : 교환기제어부 270 : 배터리커넥터
300 : 중앙제어부 310 : 중앙통신부
400 : 배터리
S100 : 제1전송단계 S200 : 제2전송단계
S300 : 정보생성단계 S400 : 제3전송단계
S500 : 스위칭단계 S510 : 완속 스위칭단계
S520 : 급속 스위칭단계 S600 : 알림단계
S700 : 표시단계 S800 : 배터리교환단계

Claims (9)

  1. 장착되어 사용중인 배터리의 잔량 정보 및 상기 배터리를 통해 주행한 총 거리 정보를 포함하는 배터리정보를 전송하고, 상기 배터리정보를 이용해 계산된 배터리의 교체가능시기에 대한 배터리교체정보를 수신하여 표시하는 복수의 전기이륜차;
    적어도 4개의 배터리충전부를 구비하며, 상기 배터리충전부의 사용여부에 대한 사용정보와 상기 배터리충전부에서 충전중인 배터리의 충전 잔여시간에 대한 충전정보를 전송하고, 상기 배터리충전부의 충전속도에 대한 제어정보를 수신받아 상기 배터리충전부의 충전속도를 컨트롤하는 배터리교환기; 및
    상기 배터리교환기와 상기 배터리교환기를 사용하는 상기 전기이륜차에 연결되며, 각각의 상기 전기이륜차로부터 전송받은 상기 배터리정보와 상기 배터리교환기로부터 전송받은 상기 사용정보 및 충전정보를 통해 상기 배터리교체정보를 계산하여 상기 전기이륜차로 전송하고, 상기 계산된 배터리교체정보에 따른 상기 배터리충전부의 충전속도를 완속 또는 급속으로 조정하는 상기 제어정보를 상기 배터리교환기로 전송하는 중앙제어부;를 포함하는며,
    상기 중앙제어부는 상기 전기이륜차로부터 전송된 상기 배터리의 잔량 정보 및 상기 배터리를 통해 주행한 총 거리 정보를 토대로 사용자의 운전습관을 반영하여 상기 배터리의 주행 가능 거리를 계산하고, 상기 계산된 배터리의 주행 가능 거리, 상기 사용정보 및 충전정보를 통해 상기 배터리교체정보를 계산하는 전기이륜차의 배터리 교환 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 배터리충전부는 짝수로 구성되어 하나의 배터리충전부에 하나의 충전기가 연결되고,
    두 개의 상기 배터리충전부와 충전기가 한 조를 구성하여 각 조의 상기 배터리충전부와 충전기 사이에는 상기 제어정보에 따라 동작하는 스위칭부가 연결되며,
    상기 스위칭부를 통해 완속 충전시에는 하나의 배터리충전부에 하나의 충전기가 연결되고 급속 충전시에는 하나의 배터리충전부에 한 조에 포함된 두 개의 충전기가 모두 연결되는 전기이륜차의 배터리 교환 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 배터리교환기는,
    제1배터리충전부;
    상기 제1배터리충전부와 연결되어 상기 제1배터리충전부에 장착된 배터리를 충전시키는 제1충전기;
    제2배터리충전부;
    상기 제2배터리충전부와 연결되거나 상기 제1배터리충전부와 연결되어 상기 제1배터리충전부 또는 상기 제2배터리충전부에 장착된 배터리를 충전시키는 제2충전기;
    상기 제1배터리충전부와 제2배터리충전부 및 상기 제1충전기와 제2충전기 사이에 연결되어 상기 제어정보에 따라 상기 제2충전기를 상기 제1배터리충전부와 제2배터리충전부 중 어느 하나로 연결시키는 제1스위칭부;
    제3배터리충전부;
    상기 제3배터리충전부와 연결되어 상기 제3배터리충전부에 장착된 배터리를 충전시키는 제3충전기;
    제4배터리충전부;
    상기 제4배터리충전부와 연결되거나 상기 제3배터리충전부와 연결되어 상기 제3배터리충전부 또는 상기 제4배터리충전부에 장착된 배터리를 충전시키는 제4충전기; 및
    상기 제3배터리충전부와 제4배터리충전부 및 상기 제3충전기와 제4충전기 사이에 연결되어 상기 제어정보에 따라 상기 제4충전기를 상기 제3배터리충전부와 제4배터리충전부 중 어느 하나로 연결시키는 제2스위칭부;를 포함하는 전기이륜차의 배터리 교환 시스템.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배터리교환기에는 상기 배터리충전부의 사용여부 및 충전상태를 나타내는 표시부가 더 구비되는 전기이륜차의 배터리 교환 시스템.
  5. 제1항에 기재된 전기이륜차의 배터리 교환 시스템을 이용한 전기이륜차의 배터리 교환 방법에 관한 것으로,
    착탈식 배터리를 장착하여 사용하는 전기이륜차의 배터리의 잔량 정보 및 상기 배터리를 통해 주행한 총 거리 정보를 포함하는 배터리정보를 중앙제어부로 전송하는 제1전송단계;
    배터리교환기에 구비된 배터리충전부의 사용여부에 대한 사용정보와 상기 배터리충전부에서 충전중인 배터리의 충전 잔여시간에 대한 충전정보를 상기 중앙제어부로 전송하는 제2전송단계;
    전송된 상기 배터리정보, 사용정보 및 충전정보를 통해 배터리의 교체가능시기에 대한 배터리교체정보를 계산하여 상기 전기이륜차로 전송하고, 상기 계산된 배터리교체정보에 따른 상기 배터리충전부의 충전속도를 조정하기 위한 제어정보를 생성하는 정보생성단계;
    상기 배터리교체정보를 상기 전기이륜차로 전송하고, 상기 제어정보를 상기 배터리교환기로 전송하는 제3전송단계; 및
    전송된 상기 제어정보에 따라 상기 배터리충전부의 충전속도를 조정하는 스위칭단계;를 포함하며,
    상기 정보생성단계는 상기 전기이륜차로부터 전송된 상기 배터리의 잔량 정보 및 상기 배터리를 통해 주행한 총 거리 정보를 토대로 사용자의 운전습관을 반영하여 상기 배터리의 주행 가능 거리를 계산하고, 상기 계산된 배터리의 주행 가능 거리, 상기 사용정보 및 충전정보를 통해 상기 배터리교체정보를 계산하는 단계를 포함하는 전기이륜차의 배터리 교환 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 스위칭단계는,
    하나의 배터리충전부에 한 개의 충전기를 연결하는 완속 스위칭단계; 및
    하나의 배터리충전부에 두 개의 충전기를 연결하는 급속 스위칭단계;를 포함하는 전기이륜차의 배터리 교환 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 배터리교체정보를 전기이륜차에 표시하는 알림단계;를 더 구비하는 전기이륜차의 배터리 교환 방법.
  8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배터리충전부의 사용여부 및 충전상태를 나타내는 표시단계;를 더 구비하는 전기이륜차의 배터리 교환 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 전기이륜차는 두 개의 배터리를 사용하며,
    상기 전기이륜차에 장착된 방전 배터리를 교환시 두 개의 배터리를 동시에 교환하거나 한 개의 배터리만을 교환하는 배터리교환단계가 더 구비되는 전기이륜차의 배터리 교환 방법.
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