KR20170077552A

KR20170077552A - 전기 추진 장치의 충전을 관리하는 관리 서버 및 이에 의한 충전 관리 방법

Info

Publication number: KR20170077552A
Application number: KR1020150187524A
Authority: KR
Inventors: 하윤철; 김은동; 손성호
Original assignee: 한국전기연구원
Priority date: 2015-12-28
Filing date: 2015-12-28
Publication date: 2017-07-06

Abstract

전기 추진 장치의 충전 관리 시스템에 있어서, 전기 추진 장치의 배터리를 충전하는 이동식 충전 장치; 및 전기 추진 장치 또는 전기 추진 장치의 사용자 단말로부터 전기 추진 장치의 위치 정보 및 충전 가능 시간 정보를 수신하고, 이동식 충전 장치의 운영 스케쥴을 설정한 후, 설정된 운영 스케쥴을 이동식 충전 장치 또는 운전자 단말로 전송하는 관리 서버를 포함하는 것을 특징으로 하는 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 관리 시스템이 개시된다.

Description

전기 추진 장치의 충전을 관리하는 관리 서버 및 이에 의한 충전 관리 방법{MANAGEMENT SERVER FOR MANAGING CHARGE OF ELECTRICAL PROPULSION APPARATUS AND METHOD FOR MANAGING CHARGE OF ELECTRICAL PROPULSION APPARATUS THEREBY}

본 발명은 전기 추진 장치의 충전 분야에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 전기 추진 장치의 충전과 그리드로의 전력 공급을 관리하는 방법에 관한 것이다.

전기 자동차로 대표되는 전기 추진 장치는 자동차의 구동 에너지를 화석 연료의 연소로부터가 아닌 전기 에너지로부터 얻는 자동차이다. 지식경제부와 에너지기술평가원에서 발간한 '그린에너지 전략 로드맵 2011-그린카'에선 전기 자동차를 '차량에 탑재한 대용량 에너지 저장 시스템에 저장된 전기 에너지를 이용해 주행하는 차량으로, 대기 오염이나 화석연료의 소비가 없는 그린카'로 정의한다.

전기 자동차는 엔진이 고효율 전기 모터로 대치되어 배기 가스를 배출하지 않아 친환경적이며 편안한 승차감에 소음이 적게 발생한다는 장점이 있다. 전기 자동차는 1873년 가솔린 자동차보다 먼저 제작되었으나, 배터리의 무거운 중량, 오랜 충전 시간 등으로 실용화되지 못했다. 그러나, 환경 오염 문제가 심각해지며, 근래에 들어, 전기 자동차에 대한 관심이 크게 증가하고 있다.

전기 자동차 중 소형차는 단 한 번의 충전으로 90㎞ 이상을 주행한다. 전기 자동차를 가솔린 자동차와 비교했을 때 휘발유를 1L로 환산 시 가솔린 자동차는 15㎞, 전기 자동차는 32㎞ 주행한다. 전기 자동차의 에너지 사용 효율은 가솔린 자동차에 비해 7.3% 더 높으며, 단위 연료비당 주행 거리는 6.3배 우수하고, 이산화탄소의 배출량은 55%가 더 적었다. 이 결과로 가솔린 에너지보다 전기 에너지를 훨씬 효율적으로 쓸 수 있으며, 전기 자동차를 확산할 경우 원유 수입량을 대폭 줄일 수 있다.

위와 같이 우수한 전기 자동차라도 그 보급이 대중화되어 있지 않은 가장 큰 이유는 부족한 충전 인프라이다. 전기 자동차를 이용하기 위해서는 전기 자동차의 배터리를 충전시킬 수 있는 충전 인프라가 필수적임에도, 아직까지 충전 인프라의 구축이 부족한 실정이다. 또한, 급속 충전 방식에 의하더라도, 전기 자동차의 충전 시간이 최소 30분이 소요되는데, 이러한 긴 충전 시간은 가솔린 자동차의 주유 방식에 익숙해진 사용자들에게는 큰 불편으로 작용할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전기 추진 장치의 충전을 관리하는 관리 서버 및 이에 의한 충전 관리 방법은 사용자의 편의를 고려한 충전 방식을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 추진 장치의 충전을 관리하는 관리 서버 및 이에 의한 충전 관리 방법은 그리드의 전력 수급 상황을 안정적으로 유지하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 추진 장치의 충전을 관리하는 관리 서버 및 이에 의한 충전 관리 방법은 전기 자동차 등의 전기 추진 장치의 대중적 보급에 기여하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 충전 관리 시스템은,

전기 추진 장치의 충전 관리 시스템에 있어서, 전기 추진 장치의 배터리를 충전하는 이동식 충전 장치; 및 상기 전기 추진 장치 또는 전기 추진 장치의 사용자 단말로부터 상기 전기 추진 장치의 위치 정보 및 충전 가능 시간 정보를 수신하고, 상기 이동식 충전 장치의 운영 스케쥴을 설정한 후, 상기 설정된 운영 스케쥴을 상기 이동식 충전 장치 또는 운전자 단말로 전송하는 관리 서버를 포함할 수 있다.

상기 이동식 충전 장치는, 상기 관리 서버가 설정한 방전 시간이 되면, 기 설정된 위치의 충방전 스테이션으로 이동하여, 배터리의 잔여 전력을 그리드(grid)로 방전할 수 있다.

상기 이동식 충전 장치는, 상기 그리드로의 방전량 정보를 상기 관리 서버로 전송할 수 있다.

상기 관리 서버는, 상기 그리드로의 방전량 정보를 전력 거래소로 전송하고, 전력 거래소로부터 상기 방전량에 따른 가격 정보를 수신할 수 있다.

상기 운영 스케쥴은, 상기 이동식 충전 장치의 그리드로부터의 충전 스케쥴 및 상기 그리드로의 방전 스케쥴을 포함하되, 상기 관리 서버는, 전력 거래소로부터 수신한 전력 요금 정보에 기초하여, 상기 이동식 충전 장치의 충전 스케쥴 및 방전 스케쥴을 설정할 수 있다.

상기 이동식 충전 장치는, 복수이되, 상기 관리 서버는, 전력 거래소로부터의 급전 요청에 따라 상기 복수의 이동식 충전 장치 각각으로 또는 운전자 단말 각각으로 방전 요청 메시지를 전송하여, 상기 복수의 이동식 충전 장치가 충방전 스테이션에서 그리드로 잔여 전력을 방전시키게 할 수 있다.

상기 관리 서버는, 상기 이동식 충전 장치의 그리드로의 방전량에 대응하는 요금 정보를 계산할 수 있다.

상기 관리 서버는, 상기 전기 추진 장치 또는 사용자 단말로부터 상기 전기 추진 장치의 잔여 전력량 정보 및 충전 요구량 정보를 더 수신할 수 있다.

상기 이동식 충전 장치는, 자신에게 할당된 전기 추진 장치의 BMS(battery management system)로부터 배터리의 상태 정보를 획득하고, 이를 상기 관리 서버로 전송할 수 있다.

상기 이동식 충전 장치는 복수이되, 상기 관리 서버는, 상기 복수의 이동식 충전 장치 중 어느 이동식 충전 장치가 상기 전기 추진 장치를 충전시킬지 여부, 이동식 충전 장치의 이동 경로 및 상기 전기 추진 장치의 충전 시간을 상기 운영 스케쥴로서 설정할 수 있다.

상기 이동식 충전 장치는, 자신에게 할당된 전기 추진 장치의 충전이 완료된 후, 전기 추진 장치로의 충전량 정보, 상기 충전량에 따른 요금 정보 및 자신의 배터리의 잔여 전력량 정보 중 적어도 하나를 상기 관리 서버로 전송할 수 있다.

상기 관리 서버는, 사용자 단말 또는 전기 추진 장치로부터 긴급 충전 요청 메시지 및 전기 추진 장치의 위치 정보를 수신하고, 상기 전기 추진 장치의 위치 정보를 기초로, 상기 전기 추진 장치의 배터리를 충전할 수 있는 옵션 정보 및 그에 따른 요금 정보를 상기 사용자 단말 또는 전기 추진 장치로 전송하고, 상기 사용자가 이동식 충전 장치에 의한 충전 옵션을 선택한 경우, 상기 전기 추진 장치의 위치로의 이동을 요청하는 이동 요청 메시지를 상기 이동식 충전 장치 또는 운전자 단말로 전송할 수 있다.

상기 관리 서버는, 사용자 단말 또는 전기 추진 장치로부터 전기 추진 장치의 이동 스케쥴을 수신하고, 상기 수신된 이동 스케쥴 및 상기 전기 추진 장치의 잔여 전력량에 기초하여 상기 이동 스케쥴에 따라 이동하는 동안의 상기 전기 추진 장치의 충전 스케쥴을 설정하여 상기 사용자 단말 또는 전기 추진 장치로 전송할 수 있다.

상기 전기 추진 장치는, 충전식 배터리로 구동되는 자동차, 선박 또는 항공기를 포함할 수 있다.

상기 관리 서버는, 상기 전기 추진 장치에 대한 충전 요구량 및 위치 정보에 기초하여, 상기 전기 추진 장치를 충전할 이동식 충전 장치의 종류 및 대수를 결정할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 관리 서버는,

전기 추진 장치 또는 사용자 단말로부터 상기 전기 추진 장치의 위치 정보 및 충전 가능 시간 정보를 수신하는 통신부; 및 상기 전기 추진 장치의 배터리를 충전하는 이동식 충전 장치의 운영 스케쥴을 설정하는 제어부를 포함하고, 상기 통신부는, 상기 전기 추진 장치의 위치에서 상기 전기 추진 장치를 충전할 수 있도록, 상기 설정된 운영 스케쥴을 상기 이동식 충전 장치 또는 운전자 단말로 전송할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 충전 관리 방법은,

관리 서버에 의한 전기 추진 장치의 충전 관리 방법에 있어서, 전기 추진 장치 또는 사용자 단말로부터 상기 전기 추진 장치의 위치 정보 및 충전 가능 시간 정보를 수신하는 단계; 상기 전기 추진 장치의 배터리를 충전하는 이동식 충전 장치의 운영 스케쥴을 설정하는 단계; 상기 전기 추진 장치의 위치에서 상기 전기 추진 장치를 충전할 수 있도록, 상기 설정된 운영 스케쥴을 상기 이동식 충전 장치 또는 운전자 단말로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 운영 스케쥴은, 전력 거래소로부터 수신된 전력 요금에 기초하여 설정되는 방전 스케쥴을 포함하되, 상기 전기 추진 장치를 충전한 이동식 충전 장치는, 상기 방전 스케쥴에 따라 충방전 스케이션으로 이동하여 잔여 전력을 그리드로 방전할 수 있다.

상기 충전 관리 방법은, 상기 이동식 충전 장치의 상기 그리드로의 방전량에 대응하는 요금 정보를 산출할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전기 추진 장치의 충전을 관리하는 관리 서버 및 이에 의한 충전 관리 방법이 달성할 수 있는 일부의 효과는 다음과 같다.

i) 사용자의 편의를 고려한 충전 방식을 제공할 수 있다.

ii) 그리드의 전력 수급 상황을 안정적으로 유지할 수 있다.

iii) 전기 자동차 등의 전기 추진 장치의 대중적 보급에 기여할 수 있다.

다만, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 추진 장치의 충전을 관리하는 관리 서버 및 이에 의한 충전 관리 방법이 달성할 수 있는 효과는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 관리 시스템이 적용되는 환경을 도시하는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 각 구성의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 관리 서버에 의해 설정된 운영 스케쥴을 나타내는 예시적인 도면이다.
도 4는 계절별 및 시간별 전력 요금을 나타내는 예시적인 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 관리 서버의 구성을 나타내는 블록도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고, 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제 1, 제 2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.

또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

또한, 본 명세서에서 '~부(유닛)', '모듈' 등으로 표현되는 구성요소는 소프트웨어, FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, 이 구성요소는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만, 구성 요소는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. 구성요소는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있다. 또한, 2개 이상의 구성요소가 하나의 구성요소로 합쳐지거나 또는 하나의 구성요소가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화될 수도 있다. 또한, 이하에서 설명할 구성요소 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성요소가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성요소 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성요소에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다.

이하에서는, 도면을 참조하여 본 발명의 기술적 사상에 따른 예시적인 실시예들에 대해 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 관리 시스템이 적용되는 환경을 도시하는 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 관리 시스템은 관리 서버(100) 및 적어도 하나의 이동식 충전 장치(200)를 포함하며, 적어도 하나의 전기 추진 장치(400)를 위한 충전 서비스를 제공한다.

관리 서버(100)는 적어도 하나의 이동식 충전 장치(200)를 관리한다. 구체적으로, 관리 서버(100)는 사용자 단말(300) 또는 사용자의 전기 추진 장치(400)와의 통신을 통해, 이동식 충전 장치(200)의 운영 스케쥴을 설정하고, 설정된 운영 스케쥴을 이동식 충전 장치(200) 또는 이동식 충전 장치(200)의 운전자 단말로 전송하여 이동식 충전 장치(200)가 전기 추진 장치(400)를 충전하게 한다.

도 1은 사용자 단말(300)을 스마트폰으로 도시하고 있는데, 이는 하나의 예시일 뿐이며, 사용자 단말(300)은 네트워크를 통해 관리 서버(100)와 통신을 할 수 있는 테블릿 PC, PDA, 데스크탑 컴퓨터, 노트북 등의 단말 장치를 포함할 수 있다.

이동식 충전 장치(200)는 전기 자동차 등의 전기 추진 장치의 일종일 수 있으나, 구현예에 따라서는, 이동식 충전 장치(200)는 전기 충전 장치를 탑재한 경유차, 금속 공기 전지 또는 수소 연료 전지 등의 전기 발생 장치를 갖춘 차량을 포함할 수도 있다. 관리 서버(100)의 관리하에 사용자의 전기 추진 장치(400)를 충전시킨다. 이동식 충전 장치(200)는 전력 요금이 저렴한 야간에 충방전 스테이션(500)으로부터 전력을 공급받아 배터리를 충전하고, 오전에 사용자의 전기 추진 장치(400)를 충전시킨 후, 전력 요금이 비싼 오후 시간에 충방전 스테이션(500)으로 잔여 전력을 방전한다. 본 발명에서, 전기 추진 장치(400)는 전기 자동차뿐만 아니라, 전기 에너지로 운행되는 선박, 항공기 등을 포함할 수 있다.

관리 서버(100)는 사용자의 전기 추진 장치(400)를 충전함으로써 발생하는 충전 수익뿐만 아니라, 전력거래소로부터 전력 공급에 대한 수익을 발생시킬 수 있다.

도 2는 도 1에 도시된 각 구성의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

① 사용자 단말(300)은 자신의 전기 추진 장치(400)의 배터리의 충전 요청 메시지를 관리 서버(100)로 전송한다. 충전 요청 메시지는 전기 추진 장치(400)의 위치 정보, 충전 가능 시간 정보, 잔여 전력량 정보 및 충전 요구량 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 사용자 단말(300)은 12월 20일 오전 10시에서 오전 11시 사이에 A 빌딩의 A 주자창에서 잔여 전력량이 배터리 전체 용량의 10%인 자신의 전기 추진 장치(400)를 80%만큼 충전해달라는 충전 요청 메시지를 관리 서버(100)로 전송할 수 있다.

사용자 단말(300)은 관리 서버(100)에 유선 및/또는 무선 네트워크를 통해 연결되어 관리 서버(100)와 통신을 할 수 있다. 사용자는 관리 서버(100)에 회원으로 가입되어 있을 수 있으며, 사용자 단말(300)에는 관리 서버(100)의 충전 서비스를 이용하기 위한 어플리케이션이 설치되어 있을 수 있다.

구현예에 따라서, 전기 추진 장치(400)에 네트워크 통신 기능이 구현된 경우, 충전 요청 메시지는 전기 추진 장치(400)로부터 관리 서버(100)로 직접 전송될 수도 있다.

② 관리 서버(100)는 사용자 단말(300)로부터 수신된 충전 요청 메시지에 기초하여, 이동식 충전 장치(200)의 운영 스케쥴을 설정한다. 운영 스케쥴은, 예를 들어, 복수의 이동식 충전 장치(200) 중 어느 이동식 충전 장치(200)로 전기 추진 장치(400)를 충전시킬 것인지 여부, 몇 대의 이동식 충전 장치(200)로 전기 추진 장치(400)를 충전시킬 것인지 여부, 이동식 충전 장치(200)의 이동 경로 및 이동 시간 등에 대한 정보를 포함할 수 있다. 관리 서버(100)는 여러 사용자 단말(300)로부터의 충전 요청에 따라, 빠른 시간 내에, 적은 전력의 소모로 여러 전기 추진 장치(400)를 충전시킬 수 있는 최적의 운영 스케쥴을 설정할 수 있다. 관리 서버(100)가 설정하는 운영 스케쥴에 대해서는 도 3을 참조하여 후술한다.

③ 관리 서버(100)는 운영 스케쥴을 각 이동식 충전 장치(200) 또는 이동식 충전 장치(200)의 운전자 단말로 전송한다.

④ 이동식 충전 장치(200)는 운영 스케쥴에 따라, 운행을 하며 자신에게 할당된 전기 추진 장치(400)를 충전한다. 구체적으로, 이동식 충전 장치(200) 또는 자신의 단말로 전송된 운영 스케쥴을 확인한 이동식 충전 장치(200)의 운전자는 운영 스케쥴에 따라 이동식 충전 장치(200)를 운전하며 운행을 하고, 자신에게 할당된 전기 추진 장치(400)를 충전시킬 수 있다.

⑤ 전기 추진 장치(400)는 배터리의 충전 전, 충전 중, 또는 충전 완료 후 자신의 배터리의 상태 정보를 이동식 충전 장치(200)로 전송한다.

전기 추진 장치(400)의 배터리에는 BMS(battery management system)가 장착되는데, BMS는 배터리의 과충전, 과열, 외부 충격으로 인해 발생할 수 있는 사고를 제어하기 위한 시스템을 의미한다. BMS는 배터리의 전압, 온도, 충전 상태, 방전 상태, 공기 흐름, 전류의 입출력 상태를 모니터링하는데, 이러한 모니터링 정보는 이동식 충전 장치(200)로 전송될 수 있다.

또한, 전기 추진 장치(400)는 전기 추진 장치(400)의 운행 이력, 예를 들어, 운행 거리, 충전 횟수 등에 대한 운행 정보를 이동식 충전 장치(200)로 전송할 수 있다.

⑥ 사용자가 설정한 충전 요구량까지 전기 추진 장치(400)의 충전이 완료되면, 이동식 충전 장치(200)는 전기 추진 장치(400)에 대한 충전량 정보 및 배터리 상태 정보 중 적어도 하나를 관리 서버(100)로 전송한다. 또한, 이동식 충전 장치(200)는 충전 완료 후, 전기 추진 장치(400)에 대한 충전량에 따른 요금 정보 및 자신의 배터리의 잔여 전력량 정보를 관리 서버(100)로 더 전송할 수도 있다.

⑦ 관리 서버(100)는 충전량 정보에 기초하여, 충전에 따른 요금 정보를 사용자 단말(300)로 전송하고, 사용자의 전기 추진 장치(400)의 배터리의 상태 정보 역시 사용자 단말(300)로 전송한다. 전문적 지식이 없는 사용자가 자신의 전기 추진 장치(400)의 배터리 상태를 정확히 알기는 어려우므로, 관리 서버(100)는 이동식 충전 장치(200)가 획득한 배터리 정보에 기초하여, 사용자에게 배터리의 교체 예정 시기, 배터리의 성능, 배터리의 올바른 충전 방법 등의 정보를 제공할 수 있다.

⑧ 전기 추진 장치(400)의 충전을 완료한 이동식 충전 장치(200)는 운영 스케쥴에 따라, 충방전 스테이션(500)으로 이동하여, 잔여 전력을 충방전 스테이션(500)을 통해 그리드(600)로 방전한다.

⑨ 방전이 완료되며, 이동식 충전 장치(200)는 방전량 정보 및 자신의 배터리 상태 정보 중 적어도 하나를 관리 서버(100)로 전송한다. 관리 서버(100)는 전력 거래소로부터 수신된 전력 요금 정보에 기초하여, 방전량에 대응하는 요금을 계산하고, 차후 전력 거래소로부터 계산된 요금에 대해 정산받을 수 있다. 또는, 관리 서버(100)는 이동식 충전 장치(200)의 그리드(600)로의 방전량 정보를 전력 거래소로 전송하고, 전력 거래소로부터 방전량에 대응하는 가격 정보를 수신한 후, 차후 해당 가격에 대해 정산받을 수도 있다. 구현예에 따라서, 관리 서버(100)는 관리 서버(100)의 이동식 충전 장치(200)가 그리드(600)로 방전한 전력량 정보를 전력 거래소로부터 수신하고, 이를 이동식 충전 장치(200)가 관리 서버(100)로 전송한 방전량 정보와 비교하여, 그리드(600)로의 전력 공급이 제대로 이루어졌는지를 판단할 수도 있다.

종래의 전기 자동차의 충전 시스템에 의하면, 사용자가 직접 자신의 전기 자동차를 충전 장소로 운전해 가서, 플러그인을 하고 최소 30분 이상 대기하여야 하였다. 그러나, 충전 인프라가 잘 갖춰져 있지 않은 현재 실정을 고려하였을 때 종래의 충전 시스템은 사용자에게 큰 불편이 될 수 있으며, 충전 시간도 매우 오래 걸린다는 문제점이 있다. 또한, 종래의 V2G(Vehicle to Grid) 시스템에서도 사용자가 자신의 전기 자동차의 배터리를 방전시키기 위해, 그리드(600)와 연결된 방전 스테이션으로 운전해 가서, 플러그인을 하고 배터리를 방전시켜야 하였는데, 이 역시 큰 불편이 되며, 특히, 각각의 사용자들이 개별적으로 행동한다는 점에서 그리드(600)의 전력 수급에 큰 영향을 미치지 못하였다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 이동식 충전 장치(200)가 직접 전기 추진 장치(400)의 위치로 이동하여 전기 추진 장치(400)를 충전하므로, 사용자의 불편이 최소화될 수 있다. 또한, 다수의 이동식 충전 장치(200)들이 관리 서버(100)의 운영자에 의해 일괄적으로 관리되기 때문에, 다수의 이동식 충전 장치(200)들을 동시에 그리드(600)에 연결시킴으로써, 그리드(600)의 전력 수급을 안정화시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 전기 추진 장치(400)가 그리드(600)에 연결될 필요가 없고, 단지 이동식 충전 장치(200)로부터 전력을 충전받기만 하면 되므로, 전기 추진 장치(400)에 양방향 완속 충전기나 양방향 급속 충전기를 모두 설치할 필요가 없으며, 예를 들어, 단방향 급속 충전기만을 설치하여 전기 추진 장치(400)의 제조 단가를 낮출 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 관리 서버(100)는 사용자의 긴급 충전 요청 메시지에 대해서도 사용자에게 적절한 충전 서비스를 제공할 수 있다. 예를 들어, 사용자의 전기 추진 장치(400)가 고속도로 등에서 방전이 예상되는 경우, 사용자는 사용자 단말(300) 또는 전기 추진 장치(400)를 통해 긴급 충전 요청 메시지를 관리 서버(100)로 전송할 수 있다. 관리 서버(100)는 사용자의 전기 추진 장치(400)의 위치 정보를 수신하고, 사용자의 전기 추진 장치(400)의 배터리를 충전할 수 있는 옵션 정보와, 그에 따른 요금 정보를 사용자 단말(300) 또는 전기 추진 장치(400)로 전송한다. 전기 추진 장치(400)의 배터리는 이동식 충전 장치(200)에 의해 충전될 수 있지만, 휴게소 등에 설치된 고정식 충전 장치에 의해서도 충전될 수 있으므로, 관리 서버(100)는 전기 추진 장치(400)가 위치한 지점의 교통 상황 등을 고려하여, 전기 추진 장치(400)의 배터리를 충전할 수 있는 여러 옵션 정보를 사용자에게 제공하는 것이다. 여러 옵션 정보 중 사용자가 이동식 충전 장치(200)에 의한 충전을 선택한 경우, 관리 서버(100)는 이동식 충전 장치(200)가 전기 추진 장치(400)의 위치로 이동하도록 요청하는 이동 요청 메시지를 이동식 충전 장치(200) 또는 이동식 충전 장치(200)의 운전자 단말로 전송할 수 있다. 이동 요청 메시지를 확인한 이동식 충전 장치(200)의 운전자는 이동식 충전 장치(200)를 전기 추진 장치(400)의 위치까지 운행하여, 전기 추진 장치(400)의 배터리를 충전시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 관리 서버(100)는 사용자 단말(300)의 요청에 따라 사용자의 전기 추진 장치(400)의 최적의 충전 스케쥴을 설정하여, 사용자 단말(300) 또는 전기 추진 장치(400)로 제공할 수도 있다. 예를 들어, 지방으로 출장을 가는 사용자는 자신의 전기 추진 장치(400)의 배터리가 중간에 방전되는 것을 염려하여, 자신의 운행 스케쥴, 예를 들어, 출발지, 출발 시간 및 목적지에 대한 정보를 관리 서버(100)로 전송할 수 있다. 관리 서버(100)는 전기 추진 장치(400)의 출발지로부터 목적지까지의 거리, 운행 시간, 전기 추진 장치(400)의 배터리의 전력 잔여량 등을 고려하여, 전기 추진 장치(400)가 운행하는 동안의 충전 스케쥴을 설정하여 사용자 단말(300) 또는 전기 추진 장치(400)로 전송할 수 있다. 충전 스케쥴은 예를 들어, 사용자가 어느 지점 (예를 들어, A 휴게소)에서 어떠한 방법(예를 들어, 고정식 충전 장치를 통해 또는 이동식 충전 장치(200)를 통해)으로 어느 정도의 양만큼 배터리를 충전시켜야 하는지에 대한 정보 등을 포함할 수 있다.

도 3은 관리 서버(100)에 의해 설정된 운영 스케쥴을 나타내는 예시적인 도면이다.

관리 서버(100)에 의해 설정되는 운영 스케쥴은, 각 이동식 충전 장치(200)의 배터리의 충전 스케쥴, 방전 스케쥴과 함께, 각 이동식 충전 장치(200)의 이동 시간, 이동 장소, 전기 추진 장치(400)에 대한 충전량 등에 대한 정보를 포함할 수 있다. 여기서, 충전 스케쥴은 이동식 충전 장치(200)의 배터리를 충전하기 위한 충방전 스테이션(500)의 위치 정보 및 충전 시간 정보를 포함할 수 있고, 방전 스케쥴은 이동식 충전 장치(200)의 배터리를 방전하기 위한 충방전 스테이션(500)의 위치 정보 및 방전 시간 정보를 포함할 수 있다.

제 1 이동식 충전 장치(200)에 대한 운영 스케쥴을 보면, 전력 요금이 저렴한 23시에서 04시에 충방전 스테이션(500)에서 배터리를 충전하고, 06시에 출발하여 07시에 A 빌딩에 도착하고, 07시 10분부터 07시 30분까지 A 빌딩의 a 전기 추진 장치(400)를 배터리 용량의 80%까지 충전하도록 설정되어 있다. 그 후, B 빌딩에 도착해서, 07시 50분부터 08시 20분까지 제 2 이동식 충전 장치와 함께 b 전기 추진 장치(400)를 90%만큼 충전하도록 설정되며, 전력 요금이 비싼 13시부터 15시 사이에는 충방전 스테이션(500)에서 잔여 전력을 전체 배터리 용량의 20%가 남을 때까지 방전하도록 설정된다.

제 1 이동식 충전 장치(200)와 제 2 이동식 충전 장치(200)의 운영 스케쥴을 보면, 두 장치는 모두 07시 50분부터 08시 20분까지 b 전기 추진 장치(400)를 90%까지 충전하도록 설정되어 있는데, 이와 같이, 관리 서버(100)는 몇 대의 이동식 충전 장치(200)를 이용하여 전기 추진 장치(400)를 충전할지를 결정할 수도 있다. 만약, B 빌딩 내 b 전기 추진 장치(400)가 여러 대인 경우나, b 전기 추진 장치(400)의 충전 요구량이 많은 경우에는 두 개 이상의 이동식 충전 장치(200)를 이용하여 b 전기 추진 장치(400)를 충전할 수 있는 것이다. 또는, b 전기 추진 장치(400)가 위치하고 있는 지역이 소형의 이동식 충전 장치(200)만이 이동 가능한 지역이면, 대형의 이동식 충전 장치(200)를 b 전기 추진 장치(400)의 인근에 위치시켜 놓고, 소형의 이동식 충전 장치(200)가 대형의 이동식 충전 장치(200)와 b 전기 추진 장치(400)를 왕복 이동하며, b 전기 추진 장치(400)를 충전하도록 운영 스케쥴을 설정할 수도 있다.

다음으로, 제 3 이동식 충전 장치(200)의 운영 스케쥴을 보면, 제 3 이동식 운영 장치는 새벽 시간인 03시 10분에 출발하여 03시 20분에 D 아파트에 도착하고, 03시 30분부터 04시까지 e 전기 추진 장치(400)를 100%까지 충전할 것이 예정되어 있다. 일반적으로, 전기 추진 장치(400)의 충전은 주로 오전에 이루어지나, 사용자 단말(300)의 긴급 충전 요청 메시지가 수신되거나, 사용자 단말(300)의 별도의 요청이 있는 경우, 관리 서버(100)는 새벽에 제 3 이동식 충전 장치(200)가 e 전기 추진 장치(400)를 충전시키게 할 수 있는 것이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 전력 요금은 계절별 및 시간별로 상이한데, 관리 서버(100)는 전력 요금에 대한 정보를 전력 거래소로부터 수신하고, 이를 반영하여 각 이동식 충전 장치(200)의 그리드(600)로부터의 충전 스케쥴 및 그리드(600)로의 방전 스케쥴을 설정할 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 관리 서버(700)의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 관리 서버(700)는 통신부(710), 제어부(730) 및 메모리(750)를 포함할 수 있다. 통신부(710) 및 제어부(730)는 적어도 하나의 마이크로 프로세서로 구현될 수 있으며, 메모리(750)에 저장된 프로그램의 제어에 따라 동작할 수 있다.

통신부(710)는 충전 요청 수신부(711), 전력 요금 정보 수신부(712), 운행 스케쥴 수신부(713), 스케쥴 전송부(714), 방전 요청 전송부(715) 및 상태 정보 수신부(716)를 포함한다.

충전 요청 수신부(711)는 사용자 단말(300) 또는 전기 추진 장치(400)로부터 배터리의 충전 요청 메시지를 수신한다. 또한, 충전 요청 수신부(711)는 사용자 단말(300) 또는 전기 추진 장치(400)로부터 배터리의 긴급 충전 요청 메시지를 수신할 수도 있다.

전력 요금 정보 수신부(712)는 전력 거래소로부터 전력 요금 정보를 수신한다. 전력 요금 정보 수신부(712)는 전력 거래소로부터 시간별 전력 요금 정보를 수신할 수 있으며, 또는, 전력 거래소(712)로부터 전력 요금 정보를 실시간으로 수신할 수도 있다.

운행 스케쥴 수신부(713)는 사용자 단말(300) 또는 전기 추진 장치(400)로부터 전기 추진 장치(400)의 운행 스케쥴, 예를 들어, 전기 추진 장치(400)의 출발지, 출발 시간 및 목적지에 대한 정보를 수신할 수 있다.

스케쥴 전송부(714)는 충전 요청 메시지 및 전력 요금 정보에 기초하여 설정된 이동식 충전 장치(200)의 운영 스케쥴을 이동식 충전 장치(200) 또는 운전자 단말로 전송한다. 또한, 스케쥴 전송부(714)는 운행 스케쥴 수신부(713)가 수신한 운행 스케쥴에 기초하여 설정된 충전 스케쥴을 사용자 단말(300) 또는 전기 추진 장치(400)로 전송할 수도 있다.

방전 요청 전송부(715)는 전력 거래소로부터의 급전 요청 메시지에 대해 이동식 충전 장치(200)가 그리드(600)로 전력을 방전하도록 요청하는 방전 요청 메시지를 이동식 충전 장치(200) 또는 운전자 단말로 전송할 수 있다.

상태 정보 수신부(716)는 이동식 충전 장치(200)와 통신을 하면서, 이동식 충전 장치(200)로부터 전기 추진 장치(400)로의 충전량 정보 및 전기 추진 장치(400)의 배터리 상태 정보 중 적어도 하나를 수신하고, 이동식 충전 장치(200)로부터 그리드(600)로의 방전량 정보 및 이동식 충전 장치(200)의 배터리 상태 정보 중 적어도 하나를 수신할 수 있다.

제어부(730)는 운행 스케쥴 설정부(731) 및 충전 스케쥴 설정부(732)를 포함할 수 있다.

운행 스케쥴 설정부(731)는 사용자 단말(300) 또는 전기 추진 장치(400)로부터 수신된 충전 요청 메시지에 기초하여, 이동식 충전 장치(200)의 운영 스케쥴을 설정한다. 운영 스케쥴은, 예를 들어, 복수의 이동식 충전 장치(200) 중 어느 이동식 충전 장치(200)로 전기 추진 장치(400)를 충전시킬 것인지 여부, 몇 대의 이동식 충전 장치(200)로 전기 추진 장치(400)를 충전시킬 것인지 여부, 이동식 충전 장치(200)의 이동 경로 및 이동 시간 등에 대한 정보를 포함할 수 있다.

충전 스케쥴 설정부(732)는 운행 스케쥴 수신부(713)가 수신한 운행 스케쥴 정보에 기초하여, 충전 스케쥴을 설정할 수 있다. 구체적으로, 충전 스케쥴 설정부(732)는 전기 추진 장치(400)의 출발지로부터 목적지까지의 거리, 운행 시간, 전기 추진 장치(400)의 배터리의 전력 잔여량 등을 고려하여, 전기 추진 장치(400)가 운행하는 동안의 충전 스케쥴을 설정할 수 있다. 충전 스케쥴은 예를 들어, 사용자가 어느 지점 (예를 들어, A 휴게소)에서 어떠한 방법(예를 들어, 고정식 충전 장치를 통해 또는 이동식 충전 장치(200)를 통해)으로 어느 정도의 양만큼 배터리를 충전시켜야 하는지에 대한 정보 등을 포함할 수 있다.

메모리(750)는 사용자 정보 저장부(751), 전기 추진 장치 정보 저장부(752) 및 지도 저장부(753)를 포함할 수 있다.

사용자 정보 저장부(751)는 관리 서버(700)에 회원으로 가입한 사용자의 정보를 저장하며, 예를 들어, 사용자의 이름, 나이, 성별, 주소 등의 정보를 저장할 수 있다.

전기 추진 장치 정보 저장부(752)는 회원으로 가입한 각 사용자의 전기 추진 장치(400)의 정보를 저장한다. 예를 들어, 전기 추진 장치 정보 저장부(752)는 각 전기 추진 장치(400)의 기종, 운행 이력, 배터리의 상태 정보 등을 저장할 수 있다.

지도 저장부(753)는 지도 정보를 저장하며, 지도 저장부(753)에 저장된 지도 정보를 참조하여, 제어부(730)의 운행 스케쥴 설정부(731) 및 충전 스케쥴 설정부(732)가 운행 스케쥴과 충전 스케쥴 각각을 설정할 수 있다.본 발명의 일 실시예에 따른 전기 추진 장치의 충전을 관리하는 관리 서버 및 이에 의한 충전 관리 방법은 사용자의 편의를 고려한 충전 방식을 제공할 수 있는 동시에 그리드의 전력 수급 상황을 안정적으로 유지할 수 있게 한다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 추진 장치의 충전을 관리하는 관리 서버 및 이에 의한 충전 관리 방법은 전기 자동차 등의 전기 추진 장치의 대중적 보급에 기여할 수 있다.

한편, 상술한 본 발명의 실시예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성가능하고, 작성된 프로그램은 매체에 저장될 수 있다.

상기 매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등) 및 캐리어 웨이브(예를 들면, 인터넷을 통한 전송)와 같은 저장매체를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

100, 700: 관리 서버
200: 이동식 충전 장치
300: 사용자 단말
400: 전기 추진 장치
500: 충방전 스테이션
600: 그리드
710: 통신부
730: 제어부
750: 메모리

Claims

전기 추진 장치의 충전 관리 시스템에 있어서,
전기 추진 장치의 배터리를 충전하는 이동식 충전 장치; 및
상기 전기 추진 장치 또는 전기 추진 장치의 사용자 단말로부터 상기 전기 추진 장치의 위치 정보 및 충전 가능 시간 정보를 수신하고,
상기 이동식 충전 장치의 운영 스케쥴을 설정한 후, 상기 설정된 운영 스케쥴을 상기 이동식 충전 장치 또는 운전자 단말로 전송하는 관리 서버를 포함하는 것을 특징으로 하는 충전 관리 시스템.
제1항에 있어서,
상기 이동식 충전 장치는,
상기 관리 서버가 설정한 방전 시간이 되면, 기 설정된 위치의 충방전 스테이션으로 이동하여, 배터리의 잔여 전력을 그리드(grid)로 방전하는 것을 특징으로 하는 충전 관리 시스템.
제2항에 있어서,
상기 이동식 충전 장치는,
상기 그리드로의 방전량 정보를 상기 관리 서버로 전송하는 것을 특징으로 하는 충전 관리 시스템.
제3항에 있어서,
상기 관리 서버는,
상기 그리드로의 방전량 정보를 전력 거래소로 전송하고, 전력 거래소로부터 상기 방전량에 따른 가격 정보를 수신하는 것을 특징으로 하는 충전 관리 시스템.
제1항에 있어서,
상기 운영 스케쥴은,
상기 이동식 충전 장치의 그리드로부터의 충전 스케쥴 및 상기 그리드로의 방전 스케쥴을 포함하되,
상기 관리 서버는,
전력 거래소로부터 수신한 전력 요금 정보에 기초하여, 상기 이동식 충전 장치의 충전 스케쥴 및 방전 스케쥴을 설정하는 것을 특징으로 하는 충전 관리 시스템.
제2항에 있어서,
상기 이동식 충전 장치는, 복수이되,
상기 관리 서버는,
전력 거래소로부터의 급전 요청에 따라 상기 복수의 이동식 충전 장치 각각으로 또는 운전자 단말 각각으로 방전 요청 메시지를 전송하여, 상기 복수의 이동식 충전 장치가 충방전 스테이션에서 그리드로 잔여 전력을 방전시키게 하는 것을 특징으로 하는 충전 관리 시스템.
제2항에 있어서,
상기 관리 서버는,
상기 이동식 충전 장치의 그리드로의 방전량에 대응하는 요금 정보를 계산하는 것을 특징으로 하는 충전 관리 시스템.
제1항에 있어서,
상기 관리 서버는,
상기 전기 추진 장치 또는 사용자 단말로부터 상기 전기 추진 장치의 잔여 전력량 정보 및 충전 요구량 정보를 더 수신하는 것을 특징으로 하는 충전 관리 시스템.
제1항에 있어서,
상기 이동식 충전 장치는,
자신에게 할당된 전기 추진 장치의 BMS(battery management system)로부터 배터리의 상태 정보를 획득하고, 이를 상기 관리 서버로 전송하는 것을 특징으로 하는 충전 관리 시스템.
제1항에 있어서,
상기 이동식 충전 장치는 복수이되,
상기 관리 서버는,
상기 복수의 이동식 충전 장치 중 어느 이동식 충전 장치가 상기 전기 추진 장치를 충전시킬지 여부, 이동식 충전 장치의 이동 경로 및 상기 전기 추진 장치의 충전 시간을 상기 운영 스케쥴로서 설정하는 것을 특징으로 하는 충전 관리 시스템.
제1항에 있어서,
상기 이동식 충전 장치는,
자신에게 할당된 전기 추진 장치의 충전이 완료된 후, 전기 추진 장치로의 충전량 정보, 상기 충전량에 따른 요금 정보 및 자신의 배터리의 잔여 전력량 정보 중 적어도 하나를 상기 관리 서버로 전송하는 것을 특징으로 하는 충전 관리 시스템.
제1항에 있어서,
상기 관리 서버는,
사용자 단말 또는 전기 추진 장치로부터 긴급 충전 요청 메시지 및 전기 추진 장치의 위치 정보를 수신하고, 상기 전기 추진 장치의 위치 정보를 기초로, 상기 전기 추진 장치의 배터리를 충전할 수 있는 옵션 정보 및 그에 따른 요금 정보를 상기 사용자 단말 또는 전기 추진 장치로 전송하고,
상기 사용자가 이동식 충전 장치에 의한 충전 옵션을 선택한 경우, 상기 전기 추진 장치의 위치로의 이동을 요청하는 이동 요청 메시지를 상기 이동식 충전 장치 또는 운전자 단말로 전송하는 것을 특징으로 하는 충전 관리 시스템.
제1항에 있어서,
상기 관리 서버는,
사용자 단말 또는 전기 추진 장치로부터 전기 추진 장치의 이동 스케쥴을 수신하고, 상기 수신된 이동 스케쥴 및 상기 전기 추진 장치의 잔여 전력량에 기초하여 상기 이동 스케쥴에 따라 이동하는 동안의 상기 전기 추진 장치의 충전 스케쥴을 설정하여 상기 사용자 단말 또는 전기 추진 장치로 전송하는 것을 특징으로 하는 충전 관리 시스템.
제1항에 있어서,
상기 전기 추진 장치는,
충전식 배터리로 구동되는 자동차, 선박 또는 항공기를 포함하는 것을 특징으로 하는 충전 관리 시스템.
제1항에 있어서,
상기 관리 서버는,
상기 전기 추진 장치에 대한 충전 요구량 및 위치 정보에 기초하여, 상기 전기 추진 장치를 충전할 이동식 충전 장치의 종류 및 대수를 결정하는 것을 특징으로 하는 충전 관리 시스템.
전기 추진 장치 또는 사용자 단말로부터 상기 전기 추진 장치의 위치 정보 및 충전 가능 시간 정보를 수신하는 통신부; 및
상기 전기 추진 장치의 배터리를 충전하는 이동식 충전 장치의 운영 스케쥴을 설정하는 제어부를 포함하고,
상기 통신부는, 상기 전기 추진 장치의 위치에서 상기 전기 추진 장치를 충전할 수 있도록, 상기 설정된 운영 스케쥴을 상기 이동식 충전 장치 또는 운전자 단말로 전송하는 것을 특징으로 하는 관리 서버.
관리 서버에 의한 전기 추진 장치의 충전 관리 방법에 있어서,
전기 추진 장치 또는 사용자 단말로부터 상기 전기 추진 장치의 위치 정보 및 충전 가능 시간 정보를 수신하는 단계;
상기 전기 추진 장치의 배터리를 충전하는 이동식 충전 장치의 운영 스케쥴을 설정하는 단계; 및
상기 전기 추진 장치의 위치에서 상기 전기 추진 장치를 충전할 수 있도록, 상기 설정된 운영 스케쥴을 상기 이동식 충전 장치 또는 운전자 단말로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 충전 관리 방법.
제17항에 있어서,
상기 운영 스케쥴은,
전력 거래소로부터 수신된 전력 요금에 기초하여 설정되는 방전 스케쥴을 포함하되,
상기 전기 추진 장치를 충전한 이동식 충전 장치는, 상기 방전 스케쥴에 따라 충방전 스케이션으로 이동하여 잔여 전력을 그리드로 방전하는 것을 특징으로 하는 충전 관리 방법.
제18항에 있어서,
상기 충전 관리 방법은,
상기 이동식 충전 장치의 상기 그리드로의 방전량에 대응하는 요금 정보를 산출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 충전 관리 방법.