KR20130006949A - 전기자동차 충전 방법 - Google Patents
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Abstract
본 명세서는 전기자동차 충전 방법 및 장치에 관한 것이다.
이러한 본 명세서는 충전 서비스 플랫폼을 운영하는 운영서버에 충전 서비스의 승인을 요청하는 요청 메시지를 전송하는 단계, 상기 운영서버로부터 상기 요청 메시지에 대한 응답인 승인 메시지 및 시간 정보를 수신하는 단계, 상기 시간 정보에 기반하여 상기 운영서버와 시간을 동기화하는 단계, 및 상기 승인 메시지에 따라 차량의 충전을 시작하는 단계를 포함하되, 상기 차량의 충전 시간은 상기 동기화된 시간을 기반으로 결정되는 것을 특징으로 하는 차량의 충전 방법을 개시한다.
따라서, 관리자는 각 충전소의 충전기 실시간 이용 현황을 파악하며 전력조절 및 차단, 점검관리 등을 할 수 있으며, 충전기별 소모 전력과 그에 해당하는 전기요금 결재 내역, 이용자의 충전기 이용 정보 등을 조회할 수 있다. 또한, 외부 시스템의 확장성 및 모든 충전기의 인터페이스를 지원하는 솔루션을 통해 전기자동차 충전 서비스 사업자의 운영관리 효율성을 극대화 할 수 있다.
이러한 본 명세서는 충전 서비스 플랫폼을 운영하는 운영서버에 충전 서비스의 승인을 요청하는 요청 메시지를 전송하는 단계, 상기 운영서버로부터 상기 요청 메시지에 대한 응답인 승인 메시지 및 시간 정보를 수신하는 단계, 상기 시간 정보에 기반하여 상기 운영서버와 시간을 동기화하는 단계, 및 상기 승인 메시지에 따라 차량의 충전을 시작하는 단계를 포함하되, 상기 차량의 충전 시간은 상기 동기화된 시간을 기반으로 결정되는 것을 특징으로 하는 차량의 충전 방법을 개시한다.
따라서, 관리자는 각 충전소의 충전기 실시간 이용 현황을 파악하며 전력조절 및 차단, 점검관리 등을 할 수 있으며, 충전기별 소모 전력과 그에 해당하는 전기요금 결재 내역, 이용자의 충전기 이용 정보 등을 조회할 수 있다. 또한, 외부 시스템의 확장성 및 모든 충전기의 인터페이스를 지원하는 솔루션을 통해 전기자동차 충전 서비스 사업자의 운영관리 효율성을 극대화 할 수 있다.
Description
본 발명은 전기자동차에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기자동차의 충전 방법 및 장치에 관한 것이다.
전세계적으로 석유에너지의 약 30%는 차량의 운행에 소비된다. 특히, 미국에서는 그 비율이 60%에 이른다. 이처럼 운송 수단의 운행에 소비되는 다량의 석유에너지는 이산화탄소를 대량 배출하여 지구온난화의 주범으로 여겨진다. 이에 대한 해결책으로서, 기존 에너지원과는 다른, 재생에너지를 이용한 운송 수단과 운송 환경을 개발하기 위하여 정부 및 민간기업의 연구가 활발하게 진행되고 있다.
재생에너지를 이용한 운송수단은 기존 석유에너지를 사용하는 운송수단, 석유에너지와 배터리를 이용한 플러그인 하이브리드차(PHEV, Plug-in Hybrid Electric Vehicle), 배터리만을 이용하는 전기자동차(EV, Electric Vehicle) 등으로 구분되며, 플러그인 하이브리드차와 전기자동차를 도입하려는 움직임이 최근 세계적으로 활발히 일어나고 있다. 특히, 부존자원이 부족한 우리나라에서는 이를 적극적으로 수용하고자 한다.
전기자동차는 화석연료를 사용하는 차량에 비해 차량 충전 시 배출되는 오염물질이 매우 적으며, 운행 시에도 오염물질을 배출하지 않는다는 장점이 있다. 또한, 전기자동차는 배터리를 이용한 단일 동력원을 사용함으로써 소음 문제 등이 발생하지 않는다.
그러나, 전기자동차는 일 회의 충전으로 달릴 수 있는 주행거리가 화석연료를 사용하는 차량에 비해 짧다는 단점이 있어, 아파트 공용주차장 및 야외 공영주차장 전기자동차충전소와, 이를 이용하는 사용자를 관리하기 위한 시스템의 도입이 필요하다.
본 발명의 목적은 전기자동차 충전 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 전기자동차 충전 장치의 설치 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 전기자동차 충전 서비스에서의 차량 및/또는 사용자의 인식, 인증 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 전기자동차 충전 서비스에서의 충전 서비스의 과금/결제 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 충전기에 의한 차량을 충전하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 충전 서비스 플랫폼을 운영하는 운영서버에 충전 서비스의 승인을 요청하는 요청 메시지를 전송하는 단계, 상기 운영서버로부터 상기 요청 메시지에 대한 응답인 승인 메시지 및 시간 정보를 수신하는 단계, 상기 시간 정보에 기반하여 상기 운영서버와 시간을 동기화하는 단계, 및 상기 승인 메시지에 따라 차량의 충전을 시작하는 단계를 포함한다. 상기 차량의 충전 시간은 상기 동기화된 시간을 기반으로 결정될 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 차량을 충전하는 충전기가 제공된다. 상기 충전기는 충전 서비스 플랫폼을 운영하는 운영서버에 충전 서비스의 승인을 요청하는 요청 메시지를 생성하여 통신부로 전달하는 프로세서, 상기 요청 메시지를 상기 운영서버로 전송하고, 상기 운영서버로부터 상기 요청 메시지에 대한 응답인 승인 메시지 및 시간 정보를 수신하는 통신부, 상기 승인 메시지에 따라 차량에 전력을 공급하는 전력공급부를 포함한다. 상기 프로세서는 상기 시간 정보에 기반하여 상기 운영서버와 시간을 동기화하고, 상기 동기화된 시간에 기반하여 차량의 충전 시간을 결정할 수 있다.
관리자는 각 충전소의 충전기 실시간 이용 현황을 파악하며 전력조절 및 차단, 점검관리 등을 할 수 있으며, 충전기별 소모 전력과 그에 해당하는 전기요금 결재 내역, 이용자의 충전기 이용 정보 등을 조회할 수 있다.
외부 시스템의 확장성 및 모든 충전기의 인터페이스를 지원하는 솔루션을 통해 전기자동차 충전 서비스 사업자의 운영관리 효율성을 극대화 할 수 있다.
또한, 전기자동차충전소 이용자들의 편의성을 높일 수 있다.
도 1은 전기자동차 충전 서비스 플랫폼의 일 예이다.
도 2는 충전기의 설치 절차를 나타낸 흐름도이다.
도 3은 충전 서비스의 절차를 나타낸 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 실시예가 구현되는 충전기를 나타낸 블록도이다.
도 2는 충전기의 설치 절차를 나타낸 흐름도이다.
도 3은 충전 서비스의 절차를 나타낸 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 실시예가 구현되는 충전기를 나타낸 블록도이다.
전기자동차(Electric Vehicle)는 전기를 동력으로 하여 움직이는 자동차로, 자동차의 구동에너지를 기존의 자동차와 같이 화석 연료의 연소로부터가 아닌 전기에너지로부터 얻는 자동차이다. 전기자동차의 종류로는 플러그를 꽂아 충전하는 협의의 전기자동차(EV, Electric Vehicle)와 협의의 전기자동차에 엔진을 추가한 플러그인 하이브리드차(PHEV, Plug-in Hybrid Electric Vehicle), 엔진으로 전기를 충전하는 하이브리드차(HEV, Hybrid Electric Vehicle), 수소와 산소로 전기를 생산하는 연료전지차(FCEV, Fuel Cell Electric Vehicle), 저속전기차(NEV, Neighbor Electric Vehicle) 등이 있다. 이하에서는 협의의 전기자동차를 기반으로 기술하지만, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하 당업자)라면 본 발명의 기술적 사상을 다른 전기자동차, 즉 플러그인 하이브리드차와 하이브리드차, 연료전지차, 저속전기차 등에도 용이하게 적용할 수 있을 것이다.
도 1은 전기자동차 충전 서비스 플랫폼의 일 예이다.
도 1을 참조하면, 충전기(100)는 개인/공동 주택, 공공시설, 대규모 상업시설 등의 주차장 및/또는 충전소에 설치되는 장치로서, 사용자(user)의 차량에 충전을 위한 전력을 공급한다. 충전기(100)는 관리장치(200)를 통하여 운영서버(300)와 통신하거나, 직접 운영서버(300)와 통신한다.
관리장치(200)는 주차장 또는 충전소에 설치되는 적어도 하나 이상의 충전기(100)을 관리하는 개체로서, 충전기 관리장치, (충전기) 관리 시스템 등으로 불릴 수 있다. 관리장치(200)는 주차 관리 시스템을 포함하거나 주차 관리 시스템과 연결되어 있을 수 있다.
운영서버(300)는 충전 서비스 플랫폼을 운영하는 개체로서, 운영시스템, 정보제공서버 등으로 불릴 수 있다. 운영서버(300)은 충전기 데이터베이스(DB, database), 주차 관리 데이터베이스, 사용자 데이터베이스, 충전 상품 데이터베이스 등 여러 데이터베이스를 포함할 수 있으며, 관리장치(200)를 통하여 충전기(100)를 제어하거나, 직접 충전기(100)를 제어한다.
충전 서비스 플랫폼은 충전 서비스를 제공하기 위하여, a) 충전기의 설치, b) 충전 서비스, c) 차량 및/또는 사용자의 인식, 인증 d) 충전 서비스의 과금/결제 e) 전력 인프라 플랫폼과의 정보 교환, f) 외부 충전 서비스 플랫폼과의 연동, g) 전력의 공급, h) 충전기의 오류 발생 등의 절차를 수행한다. 이하 각 절차의 단계별 시나리오에 대하여 설명하기로 한다. */
a) 충전기의 설치
도 2는 충전기의 설치 절차를 나타낸 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 관리장치는 충전기 ID(identification number), 충전소 ID, 충전기 IP(Internet Protocol) 번호, 충전기 위치, 충전기 종류, 충전기 제조사, 충전기 포트번호 중 적어도 하나 이상을 포함하는 충전기 관리 정보를 운영 서버로 전송한다. 운영서버는 상기 충전기 관리 정보를 수신하여, 이를 충전기 데이터베이스에 등록한다. 또한, 충전기는 메모리에 상기 충전기 관리 정보를 저장(S210)한다. 상기 충전기 관리 정보는 충전기 설치 관리자에 의하여 수동으로 입력될 수 있다.
충전기의 전원이 켜지면, 충전기는 운영서버로 파워 온 알람 메시지(Power On Alarm Message) 및/또는 인증을 위한 정보를 전송(S220)하고, 운영서버는 상기 파워 온 알람 메시지 및/또는 인증을 위한 정보를 수신한다. 운영서버는 상기 인증을 위한 정보를 충전기 데이터베이스에 등록된 정보와 비교하여, 상기 충전기가 등록된 충전기라면 인증 성공 메시지를 충전기에 전송(S230)한다. 인증 성공 메시지를 수신한 충전기는 모듈의 초기화 및/또는 자체 테스트(self test)를 수행(S240)하여 이상이 있을 경우 운영서버로 오류 메시지를 전송한다. 이상이 없을 경우 충전기는 충전기의 프로파일 버전 정보(profile version information)를 운영서버로 전송(S250)한다.
운영서버는 충전기로부터 수신한 프로파일 버전보다 상위 버전이 존재할 경우 충전기로 상위 버전의 프로파일을 전송하며, 그렇지 않을 경우 다음 절차를 진행한다. 프로파일 정보는 충전 서비스 플랫폼 정보, 충전 상품 리스트, 과금/결제 시스템 정보 중 적어도 하나 이상을 포함한다. 운영서버는 현재 충전기의 설정 정보를 체크한다. 충전기의 설정 정보는 출력장치 설정 정보(스피커/디스플레이장치), 인식장치 설정 정보(카메라/음성인식장치), 언어 설정 정보 등을 포함한다.
위 절차의 진행 후, 운영서버는 충전기로 보안 키(key)를 전송(S260)하고, 이후, 충전기는 운영서버로 데이터를 전송할 경우 상기 보안 키를 이용하여 데이터를 암호화/복호화 한다. 보안 키의 보다 자세한 알고리즘에 대하여는 ‘c) 차량 및 사용자의 인식/인증’을 통하여 설명하기로 한다.
충전기의 설치 절차가 모두 완료되면, 충전기는 운영서버로 서비스 시작 메시지를 전송(S270)한다. 운영서버는 서비스 시작 메시지를 전송 받지 못할 경우, 운영서버는 서비스 시작 메시지의 전송을 요청하며, 설정된 횟수만큼 요청 후에도 응답이 없으면, 통신 단절 또는 충전기 장비에 문제가 발생한 것으로 판단하여, 관리장치에 SMS(Short Message Service) 등의 방법으로 현재 상황에 대하여 메시지를 전송한다. 이때, 운영서버는 충전기에 초기화 명령어를 전송할 수도 있다.
a-1) 운영서버와 상이한 인터페이스의 충전기의 설치
최근 들어 다양한 모델의 완속/급속 충전기가 출시되고 있으나, 충전기 마다 외부 인터페이스가 상이하며 추후 서비스 연동 및 시스템 확장 시 유연한 대응이 어려운 문제점이 있다. 이에 외부 시스템의 확장성 및 모든 충전기의 인터페이스를 지원하는 충전기 에이전트(CDA, Charging Device Agent)를 통해 전기자동차 충전 서비스 사업자의 운영관리 효율성을 극대화할 수 있다. 충전기 에이전트는 충전 서비스 플랫폼을 운영하는 운영서버와 사용자의 차량에 전력을 공급하는 충전기 간에 명령과 정보를 주고받는 프로토콜 어댑터 소프트웨어 모듈(protocol adapter software module)이다.
충전기와 운영서버는 충전기 에이전트를 통하여 충전기의 충전기 ID, 충전소 ID, 충전기 IP 번호, GPS 좌표, 충전기 종류, 충전기 제조사, 충전기 포트번호 중 적어도 하나 이상을 포함하는 충전기 관리 정보를 메모리와 데이터베이스에 저장한다. 이때, 충전기와 운영서버는 상기 정보를 사설 메시지(Private Message)로 전달받거나, 관리자에 의하여 수동으로 입력될 수 있다. 상기 정보를 저장한 충전기와 운영서버는 이를 공통모델인 CIM(Common Information Model)의 정보로 매핑(mapping)한다.
이후의 설치 절차는 ‘a) 충전기의 설치 절차’와 동일하다. 즉, 도 2의 S220 단계부터 절차가 진행된다.
b) 충전 서비스
도 3은 충전 서비스의 절차를 나타낸 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 관리장치는 주차 관리 시스템을 이용하여 사용자가 주차 공간을 쉽게 찾을 수 있도록 안내한다. 상기 주차 관리 시스템은 관리장치 및/또는 운영서버에 포함되거나, 연결되어 있을 수 있다. 상기 주차 관리 시스템은 운영서버에 의해 제공될 수 있으며, 실시간으로 업데이트 될 수 있다. 개인/공동 주택, 공공시설, 대규모 상업시설 등의 주차장 및/또는 충전소로 차량이 진입할 시, 관리장치는 차량 인식장치, 예를 들어 카메라를 이용하여 차량번호판과 같은 차량식별표지를 인식하여 차량 정보를 운영서버에 전송하고, 운영서버는 상기 차량 정보를 주차 관리 데이터베이스에 저장한다. 이후, 운영서버는 대기 상태인 충전기를 체크하여, 대기 상태인 충전기의 위치 정보를 사용자에 제공한다. 이로써, 사용자의 편의가 증대될 수 있다.
한편, 충전기는 차량 및/또는 사용자 정보를 입력 받아(S310), 인식/인증 절차를 수행한다. 인식/인증 절차의 보다 자세한 설명은 ‘c) 차량 및/또는 사용자의 인식, 인증’을 통하여 하기로 한다.
상기 사용자 정보 인식 절차가 완료된 후, 충전기는 충전 서비스의 안내 정보 및/또는 배터리 관리 시스템(BMS, Battery Management System)에 기반한 차량의 배터리 정보를 출력장치, 예를 들어 디스플레이 또는 스피커를 통하여 출력(S320)한다. 이 때, 충전기는 충전 상품 리스트 및 충전 서비스의 이용 방법을 출력할 수 있다. 충전기는 사용자로부터 충전 상품 리스트의 선택 정보를 입력 받을 수 있다. 충전 상품 리스트는 ‘a) 충전기의 설치’절차에서 운영서버로부터 수신한 프로파일 정보를 통하여 알 수 있으며, 운영서버와는 프로파일 정보의 수정을 통하여 이를 수정할 수 있다.
사용자의 명령에 의하여 충전 서비스가 시작되면, 충전기는 운영서버에 충전 서비스의 승인을 요청하면서, 사용자가 선택한 충전 상품 및/또는 배터리 정보를 전송(S330)한다. 운영서버는 승인 요청에 대한 응답과 함께, 충전기와의 시간 동기화를 수행(S340)한다. 예를 들어, 시간 동기화는 운영서버가 현재 운영서버의 시간 정보를 충전기로 전송하는 과정을 포함할 수 있다. 시간 정보는 과금/결제 시 중요하게 사용되므로, 충전기와 운영서버는 충전 시간의 절대적인 체크를 위하여 시간 동기화 과정을 거친다.
차량의 충전이 시작(S350)되면, 충전기는 충전 진행 상황에 관한 정보, 예를 들어 예상 소요 시간, 진행률 등을 출력장치를 통하여 출력한다. 운영서버는 충전기의 충전 상황을 실시간 모니터링 하여, 최상의 전력 품질이 유지되도록 한다. 운영서버가 최상의 전력 품질을 유지하고, 송/배전하는 방법에 대하여는 ‘g) 전력의 공급’을 통하여 설명하기로 한다.
충전기는 사용자에 의하여 종료 명령이 입력되거나 충전이 완료되면, 충전 서비스를 종료한다. 충전기는 사용자의 의하여 종료 명령이 입력되면 종료여부를 재확인할 수 있으며, 사용자의 선택에 의하여 충전 서비스를 재개 또는 종료할 수 있다.
충전기는 충전 서비스가 종료(S360)되면, 운영서버에 충전 서비스의 종료 메시지를 전송(S370)한다. 이때, 충전기는 충전 시간 정보 및 전력 사용량을 운영서버로 전송할 수 있다. 운영서버는 ‘d) 충전 서비스의 과금/결제’절차에 의하여 결정된 과금/결제 정보를 충전기에 전송(S380)한다. 충전기는 충전 결과와 상기 과금/결제 정보를 출력(S390)하고, 사용자의 과금/결제 및 언플러그(unplug)가 완료되면 대기 상태로 진입한다.
c) 차량 및/또는 사용자의 인식, 인증
- 차량 인식 방법
충전소의 각 충전기는 차량의 모니터링을 위하여 카메라와 같은 인식장치를 포함할 수 있다. 충전기는 상기 인식 장치를 통하여 충전 서비스 도중 발생할 수 있는 문제에 대비하여 충전 진행 과정을 모니터링 할 수 있을 뿐만 아니라, 차량이 충전기 주변에 정차되면, 차량번호판과 같은 차량식별표지 등을 인식하고, 상기 차량식별표지를 나타내는 차량 인식 정보를 운영서버로 전송한다. 운영서버는 상기 차량 인식 정보 및/또는 사용자 정보를 조회하여 조회된 정보를 충전기로 전송한다.
- 사용자 인식 방법
일반적으로 사용되는 신분증, 신용카드를 통하여 사용자를 인식할 수 있다. 또한, 생체인식, 예를 들면 얼굴 인식, 홍채인식, 지문인식 등을 통하여 사용자를 인식할 수 있다. 또한, 스마트 기기 화면에 신분증을 출력하는 방법으로 사용자를 인식할 수 있다. 또한, 예약 번호 또는 예약 정보를 직접 입력하거나, 스마트 기기 화면에 QR 코드 형태로 출력하여 사용자를 인식할 수 있다. 또한, RFID 또는 근거리 무선 통신(NFC, Near Field Communication) 지원기기를 통하여 사용자를 인식할 수 있다.
- 인증 방법
상술한 차량 및/또는 사용자 인식 절차가 정상적으로 진행되면, 충전기는 차량 인식 정보 및/또는 사용자 인식 정보를 운영서버로 전송하여 양방향 인증을 수행한다. 이때, 양방향 인증은 ‘a) 충전기의 설치’에서 정의된 보안 키를 이용하여 진행된다. 보안 키의 알고리즘으로는 웹 서비스 보안(WSS, WS-Security, Web Service Security) 방식을 사용한다.
웹 서비스 보안 방식을 사용하기 위해서는 운영서버와 충전기가 각각 자신의 보안 키와 상대방의 보안 키를 메모리에 저장하고 있어야 한다.
서비스 요청 시 충전기는 발신자가 되고, 운영서버는 수신자가 된다. 반면에, 서비스 응답 시에는 운영서버가 발신자가 되고 충전기는 수신자가 된다.
서비스 요청 시 충전기가 웹 서비스 보안 방식을 이용하여 메시지를 발신하고자 한다면, 운영서버의 보안 키를 이용하여 메시지를 암호화하고, 자신의 보안 키로 메시지에 대한 서명을 한다. 서비스 요청을 받은 운영서버는 충전기의 보안 키를 이용하여 메시지에 대한 검증을 하고 자신의 보안 키로 메시지를 복호화한다.
서비스 응답 시 운영서버가 웹 서비스 보안 방식을 이용하여 메시지를 발신하고자 한다면, 충전기의 보안 키를 이용하여 메시지를 암호화하고, 자신의 보안 키로 메시지에 대한 서명을 한다. 서비스 응답을 받은 충전기는 운영서버의 보안 키를 이용하여 메시지에 대한 검증을 하고 자신의 보안 키로 메시지를 복호화한다.
한편, 운영서버는 수신한 인식 정보를 데이터베이스의 해당 정보와 비교하여 인증 절차를 수행한 후, 그 결과를 충전기에 전송한다. 충전기는 인증된 차량 및 사용자일 경우, ‘b) 충전 서비스’절차를 진행하지만, 인증되지 않은 차량 및 사용자일 경우 출력장치에 오류 메시지를 출력한다.
d) 충전 서비스의 과금/결제
- 충전 서비스의 과금/결제 정책
운영서버는 충전 서비스의 과금/결제 정책을 결정하고, 다양한 과금/결제 정책을 운용할 수 있다.
일 예로서, 운영서버는 완속 충전인지 급속 충전인지에 따라 과금/결제 정책을 달리 적용할 수 있다. 완속 충전과 급속 충전을 모두 지원하는 충전기의 경우, 충전기는 사용자로부터 충전 상품 리스트의 선택 정보를 입력 받을 수 있으며, 상기 선택 정보에는 선택된 상품이 완속 충전인지 급속 충전인지에 대한 정보를 포함한다. 또한, 충전기는 기본값으로 전력 단가가 높은 시간의 경우 완속 충전 방식을 이용하고, 전력 단가가 낮은 시간의 경우 급속 충전 방식을 이용하는 것으로 설정될 수 있다. 또한, 충전기는 이러한 정보를 출력하여, 사용자에게 정보를 제공할 수 있다.
다른 예로서, 운영서버는 주 전원을 사용하는지 신 재생에너지를 사용하는지에 따라 과금/결제 정책을 달리 적용할 수 있다. 예를 들어, 주 전원 사용시 높은 과금율이 적용되며, 신 재생에너지를 사용시 낮은 과금율이 적용될 수 있다. 주 전원과 신 재생에너지의 수급과 사용에 대하여는 ‘g) 전력의 공급’을 통하여 자세히 설명하기로 한다.
운영서버는 상기 과금/결제 정책의 변경을 위하여 충전기의 프로파일 정보를 요청하여, 현재 설정되어 있는 과금/결제 정책 확인한다. 운영서버는 과금/결제 정책을 변경하고자 할 경우, 프로파일 정보의 과금/결제 정책 정보를 변경하여 충전기에 전송하고, 이를 충전기 데이터베이스에 저장한다. 충전기는 변경된 과금/결제 정책을 반영하여, 과금/결제 정책을 변경한다. 이로써, 운영서버는 일괄적으로 또는 충전기별로 충전기의 과금/결제 정책을 실시간으로 변경할 수 있다.
충전기는 상기 과금/결제 정책의 변경을 위하여 운영서버에 이를 요청할 수 있으며, 운영서버의 승인이 있을 시 프로파일 정보를 변경할 수 있다.
- 충전 서비스의 과금/결제 방식
충전 서비스의 과금/결제 방식은 현금 결제와 신용카드 결제, 휴대폰 결제와 같은 선불방식과 공동주택 통합 과금, 이동통신사 과금, 전력제공회사 과금과 같은 후불방식으로 구분된다. 다양한 과금/결제 방식이 가능하도록, 운영서버와 충전기는 과금/결제 방식을 변경할 수 있다.
운영서버는 상기 과금/결제 방식의 변경을 위하여 충전기의 프로파일 정보를 요청하여, 현재 설정되어 있는 과금/결제 방식 확인한다. 운영서버는 과금/결제 방식을 변경하고자 할 경우, 프로파일 정보의 과금/결제 방식 정보를 변경하여 충전기에 전송하고, 이를 충전기 데이터베이스에 저장한다. 충전기는 변경된 과금/결제 방식을 반영하여, 과금/결제 방식을 변경한다. 이로써, 운영서버는 일괄적으로 또는 충전기별로 충전기의 과금/결제 방식을 실시간으로 변경할 수 있다.
충전기는 상기 과금/결제 방식의 변경을 위하여 운영서버에 이를 요청할 수 있으며, 운영서버의 승인이 있을 시 프로파일 정보를 변경할 수 있다.
- 기타
운영서버는 과금/결제 정보의 화폐의 종류에 대하여 충전기가 설치된 나라의 화폐의 단위를 사용하도록 설정할 수 있으며, 이는 충전기에서도 설정할 수 있다.
e) 전력 인프라 플랫폼과의 정보 교환
전력 인프라 플랫폼과의 정보 교환은 전기자동차 충전 서비스 플랫폼의 코어인 미들웨어 중 충전기와 통신을 담당하는 충전기 에이전트(CDA, Charging Device Agent)와 전력변환장치 에이전트(Power Conditioning System Device Agent)를 통하여 이루어진다. 이때, 충전 서비스 플랫폼과 전력 인프라 플랫폼은 웹 서비스 기반의 CIM(Common Information Model)인 공통모델로 연동한다.
충전 서비스 플랫폼은 각 충전기와의 주고받는 데이터를 처리하기 위하여 사설 메시지 프로토콜(Private Message Protocol)을 사용한다. 이때 충전기로부터 전송되는 사설 메시지(Private Message)는 CIM(Common Information Model)인 공통모델로 변환된다. 이후, 충전 서비스 플랫폼은 SOAP(Simple Object Access Protocol) 프로토콜을 사용하여 전력 인프라 플랫폼과 통신한다.
또한, 운영서버는 전력 수요 반응 및 품질 관리 및 모니터링을 위해 전력변환장치 에이전트(Power Conditioning System Device Agent)를 이용한다. 전술한 내용과 동일한 웹 서비스 기반의 CIM(Common Information Model)인 공통모델이 적용되어, ‘a-1) 운영서버와 상이한 인터페이스의 충전기의 설치’절차에 정의된 운영서버와 상이한 인터페이스의 충전기의 설치 시 확장성 및 효율성을 높일 수 있다.
f) 외부 충전 서비스 플랫폼과의 연동
외부 충전 서비스 플랫폼과의 연동은 웹 서비스 방식을 이용 한다.
웹 서비스 방식은, 동적이고 상호 연결적인 비즈니스 프로세스를 가능하게 하는 고효율 어플리케이션 SOA(Service Oriented Architecture) 환경의 소프트웨어로, 상호 작동하는 시스템 사이를 느슨하게 연결한다. 범용성, 보안성, 안정성, 확장성을 보장하기 위하여, 전기자동차 충전 서비스 플랫폼에서는 SOA 환경을 지원한다.
운영서버와 외부 충전 서비스 플랫폼의 연동을 위하여, 느슨한 연결 구조의 유연한 연동 및 서비스 버전과 상관없이 연동 가능한 인터페이스 버전 관리기능이 제공된 게이트웨이 서버가 이용된다. 상기 게이트웨이 서버는 운영서버의 정보 요청 시 이를 각 버전으로 분리할 수 있는 버전 별 제어 기능 및 내부, 외부 연동 기능을 제공한다. 따라서, 상기 게이트웨이 서버는 운영서버의 요청에 따라, 외부 충전 서비스 플랫폼과 연동시킬 수 있다.
g) 전력의 공급
전력 공급 및 부하 분산을 통하여 사용자에게 보다 안정적인 전력 제공을 위해, 운영서버는 전력을 공급하는 전력변환장치 에이전트(PCS Device Agent, Power Conditioning System Device Agent)와 전력을 사용하는 충전기 에이전트(CDA, Charging Device Agent)의 통신을 통하여 현재 데이터(전력 총 공급량, 총 사용량 데이터)를 수집 하고 전력 품질 알고리즘을 기준으로 전력의 공급을 제어한다.
전력의 공급은 주 전원에 의한 공급과 신 재생에너지(연료전지, 풍력, 태양열)에 의한 공급으로 구분된다. 주 전원은 전력제공사의 시간대 별 공급가격 및 사용량에 따른 누진제 정책이 적용되어, 시간 및 사용량에 따라 과금액이 다르게 책정된다. 또한 일반 가정집과 관공서, 상업용 건물에도 서로 다른 과금 정책이 적용된다. 만일 전기자동차 충전 서비스 플랫폼에서 주 전원만을 사용하면, 현재 화석에너지를 사용하는 것보다 비용의 부담이 커지므로, 전기자동차 충전 서비스 플랫폼에서는 신 재생에너지를 병행하여 사용한다.
운영서버는 신 재생에너지의 공급 및 사용에 대하여 제어할 수 있으며, 신 재생에너지 발전량이 전력사용량보다 많으면 신 재생에너지를 사용하고, 신 재생에너지 발전량이 부족하면 주 전원을 사용한다. 또한, 신 재생에너지의 발전 장치에 에너지 저장 시스템(ESS, Energy Storage System)이 도입되면, 신 재생에너지 발전량이 총 전력 사용량보다 많을 경우, 여유로 발생되는 전력을 에너지 저장 시스템에 저장하여, 신 재생에너지가 부족할 경우, 저장한 신 에너지를 사용할 수 있다.
h) 충전기의 오류 발생
충전기는 오류가 발생한 경우 오류 정보를 출력장치에 표시하고, 관리장치는 상기 오류 정보를 인지하여 운영서버로 상기 오류 정보를 전송한다. 일 예로서, 충전기는 오류 정보를 QR 코드로 표시할 수 있으며, 관리장치는 이를 인식하여 운영서버로 상기 오류 정보를 전송할 수 있다.
운영서버는 전달된 오류 정보를 분석하여, 분석된 정보를 관리장치에 전송한다. 관리장치는 운영서버로부터 수신한 분석된 정보에 기반하여 오류에 대한 조치를 취할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예가 구현되는 충전기를 나타낸 블록도이다.
충전기(100)는 프로세서(processor, 110), 메모리(memory, 120), 통신장치(130), 입력장치(140), 출력장치(150), 인식장치(160), 전력공급장치(170)를 포함한다. 메모리(120)는 프로세서(110)와 연결되어, 프로세서(110)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. 통신장치(130)는 프로세서(110)와 연결되어, 유/무선 신호를 송신 및/또는 수신하여, 관리장치(200) 및 운영서버(300)와 통신한다.
프로세서(110)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. a) 내지 h)의 실시예에서 충전기의 동작은 프로세서(110)에 의해 구현될 수 있다.
입력장치(140)는 사용자로부터 메뉴 선택과 같은 명령을 입력 받는 장치로서, 터치스크린, 키 패드(key pad), 음성인식장치 등 여러 수단으로 구현될 수 있다. 출력장치(150)는 충전 현황 등의 정보를 사용자에게 제공하기 위한 장치로서, 모니터, 스피커, 액정화면 등 여러 수단으로 구현될 수 있다. 인식장치(160)는 차량 및 사용자를 인식하기 위한 장치로서, 카메라, 홍채인식센서, 지문인식센서, QR코드 리더기 등 여러 수단으로 구현될 수 있다. 입력장치(140), 출력장치(150), 인식장치(160)은 프로세서(110)와 연결되어, 프로세서(110)를 구동하기 위한 다양한 정보를 입/출력, 인식한다.
전력공급장치(170)는 콘센트를 통하여 차량에 전력을 공급하는 장치로서, 프로세서(110)에 의해 제어된다.
프로세서(110)는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리(120)는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. 통신장치(130)는 무선 신호를 처리하기 위한 베이스밴드 회로를 포함할 수 있다. 실시예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리(120)에 저장되고, 프로세서(110)에 의해 실행될 수 있다. 메모리(120)는 프로세서(110) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(110)와 연결될 수 있다.
상술한 예시적인 시스템에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되지만, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한 당업자라면 순서도에 나타낸 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
Claims (12)
- 충전기에 의한 차량을 충전하는 방법에 있어서,
충전 서비스 플랫폼을 운영하는 운영서버에 충전 서비스의 승인을 요청하는 요청 메시지를 전송하는 단계;
상기 운영서버로부터 상기 요청 메시지에 대한 응답인 승인 메시지 및 시간 정보를 수신하는 단계;
상기 시간 정보에 기반하여 상기 운영서버와 시간을 동기화하는 단계; 및
상기 승인 메시지에 따라 차량의 충전을 시작하는 단계를 포함하되,
상기 차량의 충전 시간은 상기 동기화된 시간을 기반으로 결정되는 차량의 충전 방법. - 제 1항에 있어서,
상기 차량의 식별표지를 인식하여 차량 인식 정보를 생성하는 단계;
상기 운영서버로 상기 차량 인식 정보를 전송하는 단계; 및
상기 운영서버로부터 상기 차량의 정보를 수신하는 단계를 더 포함하는 차량 충전 방법. - 제 1항에 있어서,
상기 충전 서비스의 승인을 요청하는 단계는 상기 운영서버로 상기 차량에 제공되는 충전 상품 정보를 전송하는 단계를 포함하는 차량 충전 방법. - 제 3항에 있어서,
상기 충전 상품 정보는 상기 차량에 제공되는 충전 방식 정보를 포함하는 차량 충전 방법. - 제 1항에 있어서,
상기 운영서버로 충전 서비스 종료 메시지를 전송하는 단계를 더 포함하는 차량 충전 방법. - 제 5항에 있어서,
상기 충전 서비스 종료 메시지를 전송하는 단계는 상기 운영서버로 상기 차량의 충전 시간 또는 전력 사용량을 전송하는 단계를 포함하는 차량 충전 방법. - 제 5항에 있어서,
상기 운영서버로부터 상기 차량의 사용자가 결제할 결제 정보를 수신하는 단계를 더 포함하는 차량 충전 방법. - 제 7항에 있어서,
상기 결제 정보는 상기 차량에 제공되는 충전 상품에 따라 결정되는 과금/결제 정책을 포함하는 차량 충전 방법. - 차량을 충전하는 충전기에 있어서,
충전 서비스 플랫폼을 운영하는 운영서버에 충전 서비스의 승인을 요청하는 요청 메시지를 생성하여 통신부로 전달하는 프로세서;
상기 요청 메시지를 상기 운영서버로 전송하고, 상기 운영서버로부터 상기 요청 메시지에 대한 응답인 승인 메시지 및 시간 정보를 수신하는 통신부;
상기 승인 메시지에 따라 차량에 전력을 공급하는 전력공급부를 포함하되,
상기 프로세서는 상기 시간 정보에 기반하여 상기 운영서버와 시간을 동기화하고, 상기 동기화된 시간에 기반하여 차량의 충전 시간을 결정하는 충전기. - 제 9항에 있어서,
상기 통신부는 상기 운영서버로 충전 서비스 플랫폼 정보, 충전 상품 리스트, 과금/결제 시스템 정보 중 적어도 하나 이상을 포함하는 프로파일 버전 정보(profile version information)를 전송하는 충전기. - 제 9항에 있어서,
상기 차량의 식별표지를 인식하는 인식장치를 더 포함하되,
상기 프로세서는 상기 차량의 식별표지에 기반하여 차량 인식 정보를 생성하고, 상기 차량 인식 정보를 상기 통신부에 전달하고,
상기 통신부는 상기 운영서버로 상기 차량 인식 정보를 전송하고, 상기 운영서버로부터 상기 차량의 정보를 수신하는 충전기. - 제 9항에 있어서,
상기 통신부는 상기 운영서버로부터 상기 차량의 사용자가 결제할 결제 정보를 수산하는 충전기.
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