JP5729850B2 - バッテリー充電のための充電方法および充電装置 - Google Patents

Description

本出願は２０１１年４月２８日に韓国特許庁に提出された韓国特許出願第１０−２０１１−００４０３３９号の出願日の利益を主張し、その内容の全ては本明細書に含まれる。本発明は、バッテリー充電に関し、より詳しくは、電気自動車のためのバッテリー充電装置および充電方法に関する。

化石燃料の費用が増加し、資源リサイクルを増加させるために、電気エネルギーを動力源とする電気自動車が登場している。電気自動車は、車両を運行するために電気的なパワーを全体または一部の動力として用いる。

電気自動車は、バッテリーのような電気貯蔵メカニズム（ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｓｔｏｒａｇｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）を含む。電気貯蔵メカニズムは、継続的な動作のために、電気的な充電を補給する（ｒｅｐｌｅｎｉｓｈ）ための充電が要求される。

充電ステーション（ｃｈａｒｇｉｎｇ ｓｔａｔｉｏｎ）は、電気自動車のための充電ポイント（ｃｈａｒｇｉｎｇ ｐｏｉｎｔ）を提供する。充電ステーションは、ガソリンスタンドと同様に指定された充電地点に位置することができる。または、充電ステーションは、公共駐車場や私設駐車場に配置されることが考慮されている。

韓国登録特許第１０−１０１４５３９号公報の「プラグインハイブリッド電気自動車の充電装置および充電方法」は、電気自動車の充電を許容し、充電料金を課金する方法を開示している。韓国公開特許第１０−２００９−０１２５５６０号公報の「電気自動車の充電のための知能型電気充電用制御ボックスおよびシステム」は、独自の課金処理が可能な充電制御ボックスを開示している。

従来技術によれば、指定された位置に提供される充電ステーションは、認証、充電および課金をいずれも処理することができる。しかし、このような充電ステーションは、電気自動車のための新しい認証システムと課金システムが導入されることが必要である。

電気自動車は、完全充電になった状態においても、既存の車両に比べて運行距離が比較的に短い。充電ステーションをガソリンスタンドに比べて短い間隔で配置することもできるが、敷地や費用の面で効率的ではない。

本発明は、充電ステーションとの通信を用いたバッテリー充電のための充電方法および充電装置を提供する。また、本発明は、充電ステーションで使われる電力を測定し、前記充電装置と通信する電力量計を提供する。

一実施様態において、バッテリー充電のための充電方法が提供される。前記充電方法は、前記バッテリー充電のための電力が供給される充電ステーションの電力量計にユーザを識別するための充電識別子を含む充電開始要請を伝送するステップ、前記電力量計から前記充電開始要請に対する応答として前記充電識別子および前記電力量計を識別するためのメーター識別子を含む充電開始応答を受信するステップ、前記充電開始応答を受信した後、前記充電ステーションと前記バッテリーを連結して充電を行うステップ、前記充電が完了すれば、前記充電に使われた電力量を示す充電完了メッセージを前記電力量計に伝送し、前記充電完了メッセージは、前記充電識別子と前記メーター識別子を含むステップ、および前記電力量計から前記バッテリー充電に応じた課金内容を示す充電情報を受信するステップを含む。前記充電方法は前記ユーザの認証を行うステップをさらに含み、前記認証が成功すれば、前記充電開始要請が伝送されることができる。

他の実施様態において、バッテリー充電のための充電装置が提供される。前記充電装置は、前記バッテリーに電気的に接続される第１コネクター、電力が提供される充電ステーションに電気的に接続される第２コネクター、および前記第１コネクターおよび前記第２コネクターに連結され、ユーザを識別するための充電識別子と前記充電ステーションで使われる電力を測定する電力量計を識別するためのメーター識別子を用いて前記電力量計と通信し、前記バッテリー充電に応じた課金情報を表示する制御装置を含む。

前記制御装置は、前記課金情報を表示するディスプレイ部、前記バッテリー充電に必要となる電力量を測定する電力測定部、前記充電識別子を格納するメモリ、前記電力量計と通信する送受信部、および前記送受信部と連結される制御部を含む。

前記制御部は、前記電力量計に前記充電識別子を含む充電開始要請を伝送し、前記電力量計から前記充電開始要請に対する応答として前記充電識別子および前記メーター識別子を含む充電開始応答を受信し、前記充電開始応答を受信した後、前記充電ステーションと前記バッテリーを連結して充電を行い、前記充電が完了すれば、前記充電に使われた電力量を示す充電完了メッセージを前記電力量計に伝送し、前記充電完了メッセージは、前記充電識別子と前記メーター識別子を含み、および前記電力量計から前記バッテリー充電に応じた課金内容を示す充電情報を受信することができる。

また他の実施様態において、バッテリー充電のための充電装置が接続される充電ステーションに配置される電力量計が提供される。前記電力量計は、前記充電ステーションで使われる電力を測定する電力測定部、前記電力量計を識別するためのメーター識別子を格納するメモリ、前記充電装置およびサーバと通信する送受信機、および前記送受信機と連結され、ユーザを識別するための充電識別子と前記メーター識別子を用いて前記充電装置および前記サーバと通信する制御部を含む。

別途の課金装置や認証装置を配置する必要がなく、電力量計が設けられる家庭やガソリンスタンドなどを充電ステーションとして活用することができる。ユーザが接近しやすい複数の地点を充電ステーションとして活用することができるため、バッテリー充電に応じた不便を減らし、電気自動車の活用性を高めることができる。

本発明の実施形態による充電システムを示す概略図である。 図１の充電装置を示すブロック図である。 図１の電力量計を示すブロック図である。 本発明の一実施形態による充電方法を示すフローチャートである。

電気自動車（ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｖｅｈｉｃｌｅ）は、推進力として１つまたはそれ以上の電気モータを含む車両をいう。電気自動車を推進するのに用いられるエネルギーは、再充電可能なバッテリーおよび／または燃料電池のような電気的ソース（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｓｏｕｒｃｅ）を含む。電気自動車は、燃焼機関（ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ｅｎｇｉｎｅ）をまた１つの動力源として用いるハイブリッド電気自動車であってもよい。

図１は、本発明の実施形態による充電システムを示す概略図である。電力システムは、車両１００、充電装置２００、充電ステーション３００、サーバ５００およびパワーグリッド６００（ｐｏｗｅｒ ｇｒｉｄ）を含む。

充電ステーション３００は、送電線６５０（ｐｏｗｅｒ ｌｉｎｅ）を介してパワーグリッド６００と連結され、パワーグリッド６００から電力の供給を受ける。パワーグリッド６００は、電力を生成する１つまたはそれ以上の発電設備を含む。パワーグリッド６００は、火力発電所、原子力発電所、太陽光発電所のような様々な発電設備を含むことができる。

また、充電ステーション３００はサーバ５００と連結される。充電ステーション３００は、電力線通信を介してサーバ５００と連結されることができる。または、充電ステーション３００は、ＷＰＡＮ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）またはＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）のような周知のネットワークを介してサーバ５００と連結されることができる。

サーバ５００は電力の使用に応じた課金情報を生成する。充電ステーション３００は、一般住宅のような電力が提供される場所である。充電ステーション３００は、充電ステーション３００で使われる設備の電力を測定し、サーバ５００と通信する電力量計４００（ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ ｍｅｔｅｒ）を含む。

車両１００は、バッテリーのような電気的蓄電装置（図示せず）およびコネクター１１０を含む。充電装置２００は、ユーザが車両１００を充電ステーション３００と電気的に接続し、バッテリーを充電する装置である。充電装置２００は、車両１００のコネクター１１０に連結され、さらに、充電ステーション３００のコネクター３１０に連結される。

充電装置２００が充電を開始するために、先ず、電力量計４００と通信を行う。電力量計４００からの応答に応じて、充電装置２００はバッテリー充電を行う。充電が完了すれば、充電装置２００は電力量計４００に課金情報を要請する。電力量計４００は、サーバ５００に充電装置２００に対する課金情報を要請する。

図２は、図１の充電装置を示すブロック図である。充電装置２００は、第１コネクター２１０、制御装置２２０（ｃｏｎｔｒｏｌ ｄｅｖｉｃｅ）および第２コネクター２３０を含む。第１コネクター２１０は、車両１００のコネクター１１０に電気的に連結される。第２コネクター２３０は充電ステーション３００のコネクター３１０に電気的に連結される。

制御装置２２０は充電装置２００の動作を制御する。より具体的には、制御装置２２０は、制御部２２１、ディスプレイ部２２２、ユーザインターフェース２２３、メモリ２２４、送受信機２２５（ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ）、スイッチ部２２６および電力測定部２２７を含む。

ディスプレイ部２２２は、ユーザに認証情報（ａｕｔｈｏｒｉｚａｔｉｏｎ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）、充電情報、課金情報などを表示し、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）、ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅｓ）などの周知の要素を使うことができる。例えば、ディスプレイ部２２２は、充電進行中に充電残余時間または充電状態などを表示することができる。また、ディスプレイ部２２２は、充電が完了した後に課金情報を表示することができる。

ユーザインターフェース２２３は、キーパッドやタッチスクリーンなどの周知のユーザインターフェースの組み合わせからなってもよい。ユーザインターフェース２２３は、ユーザ認証のためのパスワードの入力に用いられるか、充電識別子のようなユーザ情報を入力するのに用いられることができる。
メモリ２２４は、充電識別子および／または認証情報を格納する。認証情報は、バッテリー充電を開始するためにユーザまたは車両を認証するための情報である。充電識別子は、充電のためのユーザおよび／または車両１００を識別するのに用いられる識別子である。充電識別子は、ユーザ識別子および車両識別子のうち少なくともいずれか１つを含むことができる。メモリ２２４は、ユーザの口座、クレジットカードのような支払い情報を格納することもできる。

送受信機２２５は、電力線通信、近距離無線通信ネットワークまたは移動通信ネットワークを介して電力量計４００と通信する。スイッチ部２２６は、制御部２２１の命令に応じて、第１コネクター２１０と第２コネクター２３０を連結させるか解除させる。第１コネクター２１０と第２コネクター２３０が連結されれば、充電ステーション３００と車両１００が連結されて充電が始まる。第１コネクター２１０と第２コネクター２３０の連結が解除されれば、充電が中断される。

電力測定部２２７は、充電が開始されれば、バッテリー充電に使われる電力を測定する。制御部２２１は、ユーザとの認証を行い、充電装置２００を制御する。制御部２２１は、送受信機２２５を介して電力量計４００と様々なメッセージを交換する。制御部２２１は、充電開始要請と充電完了メッセージを電力量計４００に伝送することができる。制御部２２１は、充電開始応答と充電情報を電力量計４００から受信することができる。充電が開始されれば、制御部２２１は、スイッチ部２２６に第１コネクター２１０と第２コネクター２３０の連結を指示する。充電が完了または中断されれば、制御部２２１は、スイッチ部２２６に第１コネクター２１０と第２コネクター２３０の連結の解除を指示する。

図３は、図１の電力量計を示すブロック図である。電力量計４００は、制御部４１０、電力測定部４２０、送受信機４３０およびメモリ４４０を含む。電力測定部４２０は、充電ステーション３００で使われる電力を測定する。電力測定部４２０は、充電装置２００の電力使用有無に関わらず、充電ステーション３００そのものに基本的に配置される設備であり、充電ステーション３００内で使われる設備が使う電力を測定する。充電ステーション３００で使う電力に対する課金は、電力量計４００によって測定される電力量に基づく。電力量計４００は、電力だけでなく、ガス、水道などの充電ステーション３００で使われるその他の様々な情報を測定することができる。

送受信機４３０は、電力線通信、近距離無線通信ネットワークまたは移動通信ネットワークを介して充電装置２００およびサーバ５００と通信する。メモリ４４０は、電力量計４００の識別子および／または充電ステーション３００の識別子を格納する。以下では、電力量計４００および／または充電ステーション３００を識別するための識別子をメーター識別子という。メーター識別子は、電力量計４００の識別子および充電ステーション３００の識別子のうち少なくともいずれか１つを含む。

制御部４１０は、電力量計４００の動作を制御し、送受信機４３０を介して充電装置２００およびサーバ５００と様々なメッセージを交換する。制御部４１０は、充電装置２００から充電開始要請を受信し、充電開始応答を伝送する。制御部４１０は、充電装置２００から課金要請を受信すれば、これをサーバ５００にフォワード（ｆｏｒｗａｒｄ）し、課金情報を受信することができる。制御部４１０は、受信された課金情報を充電装置２００に伝送することができる。

図４は、本発明の一実施形態による充電方法を示すフローチャートである。ステップＳ４１０において、充電装置２００はユーザの認証を行う。ユーザの認証は、パスワードを入力するか、その他の様々な方法を利用することができる。ステップＳ４２０において、ユーザの認証が成功すれば、充電装置２００は、電力量計４００に充電開始要請を送る。充電開始要請は充電識別子を含む。電力量計４００は、充電識別子を介して、どのユーザが充電を要請するかを知ることができる。

ステップＳ４３０において、充電装置２００は、電力量計４００から前記充電開始要請に対する応答として充電開始応答を受信する。充電開始応答は、充電識別子およびメーター識別子を含む。充電装置２００は、メーター識別子を介して、どの電力量計から充電が許容されるかを知ることができる。ステップＳ４４０において、充電装置２００は、前記充電開始応答を受信した後、前記充電ステーションと前記バッテリーを連結して充電を行う。充電を行う間、充電装置２００は充電に使われる電力量を測定する。同じように、電力量計４００も継続して使われる電力を測定する。

ステップＳ４５０において、充電装置２００は、充電が完了すれば、充電完了メッセージを電力量計４００に伝送する。充電完了メッセージは、前記充電に使われた電力量、充電識別子および／またはメーター識別子を含む。電力量計４００は、充電識別子と自身のメーター識別子からバッテリー充電が行われる充電装置２００からの充電完了メッセージであることを決定する。ステップＳ４６０において、電力量計４００は、課金要請をサーバ５００に送る。課金要請は、前記充電に使われた電力量、充電識別子および／またはメーター識別子を含む。

ステップＳ４７０において、サーバ５００は、前記課金要請に含まれる情報に基づいてバッテリー充電に応じた課金を計算し、計算された課金情報を電力量計４００に伝送する。サーバ５００は、充電識別子からユーザを決定し、メーター識別子から電力量計４００を識別する。したがって、サーバ５００は、充電ステーション３００で使われる電力量のうち前記ユーザが使用した電力量を除いて充電ステーション３００の電力量に課金する。また、ユーザには、充電に使用した電力量に該当する金額を課金する。

ステップＳ４８０において、電力量計４００は、課金内容を示す充電情報を充電装置２００に送る。充電装置２００は、課金情報を表示してユーザに課金情報を知らせることができる。ユーザが充電装置２００を充電ステーション３００に連結し、認証に成功すれば、充電装置２００、電力量計４００およびサーバ５００間の通信によって、充電に使われた金額を課金することができる。したがって、充電ステーション３００に別途の認証装置や課金装置が不要であり、充電装置２００を用いて、既存の住宅やガソリンスタンドのようにユーザが接近しやすい複数の地点を充電ステーションとして活用することができる。

制御部はプロセッサによって実現されることができる。プロセッサは、ＡＳＩＣ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）、他のチップセット、論理回路および／またはデータ処理装置を含むことができる。メモリは、ＲＯＭ（ｒｅａｄ−ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、メモリカード、格納媒体および／または他の格納装置を含むことができる。実施形態がソフトウェアで実現される時、上述した技法は、上述した機能を行うモジュール（過程、機能など）で実現されることができる。モジュールはメモリに格納され、プロセッサによって実行されることができる。メモリはプロセッサの内部または外部にあってもよく、周知の様々な手段でプロセッサと連結されることができる。

上述した例示的なシステムにおいて、方法は、一連のステップまたはブロックとしてフローチャートに基づいて説明されているが、本発明は、ステップの順序に限定されるものではなく、あるステップは上述したステップとは異なる順にまたは同時に発生することができる。また、当業者であれば、フローチャートに示すステップが排他的ではなく、他のステップが含まれたり、フローチャートの１つまたはそれ以上のステップが本発明の範囲に影響を及ぼすことなく削除されたりすることができるということを理解するであろう。

Claims (13)

1. バッテリー充電のための充電方法であって、
   前記バッテリー充電のための電力が供給される充電ステーションの電力量計にユーザを識別するための充電識別子を含む充電開始要請を伝送するステップと、
   前記電力量計から前記充電開始要請に対する応答として前記充電識別子および前記電力量計を識別するためのメーター識別子を含む充電開始応答を受信するステップと、
   前記充電開始応答を受信した後、前記充電ステーションと前記バッテリーを連結して充電を行うステップと、
   前記充電が完了すれば、前記充電に使われた電力量を示す充電完了メッセージを前記電力量計に伝送し、前記充電完了メッセージは、前記充電識別子と前記メーター識別子を含むステップと、
   前記電力量計から前記バッテリー充電に応じた課金内容を示す充電情報を受信するステップと
   を含むことを特徴とする充電方法。
2. 前記充電方法は前記ユーザの認証を行うステップをさらに含み、
   前記認証が成功すれば、前記充電開始要請が伝送されることを特徴とする、請求項１に記載の充電方法。
3. 前記充電情報は、前記充電識別子と前記メーター識別子を含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載の充電方法。
4. コンピュータに請求項１から３のいずれか一項に記載の充電方法を実行させるためのプログラム。
5. バッテリー充電のための充電装置であって、
   前記バッテリーに電気的に接続される第１コネクターと、
   電力が提供される充電ステーションに電気的に接続される第２コネクターと、
   前記第１コネクターおよび前記第２コネクターに連結され、ユーザを識別するための充電識別子と前記充電ステーションで使われる電力を測定する電力量計を識別するためのメーター識別子を用いて前記電力量計と通信し、前記バッテリー充電に応じた課金情報を表示する制御装置と
   を含み、
   前記制御装置は、
   前記電力量計に前記充電識別子を含む充電開始要請を伝送し、
   前記電力量計から前記充電開始要請に対する応答として前記充電識別子および前記メーター識別子を含む充電開始応答を受信し、
   前記電力量計から前記バッテリー充電に応じた課金内容を示す充電情報を受信することを特徴とする、制御部
   を含むことを特徴とする充電装置。
6. 前記制御装置は、
   前記課金情報を表示するディスプレイ部と、
   前記バッテリー充電に必要となる電力量を測定する電力測定部と、
   前記充電識別子を格納するメモリと、および
   前記電力量計と通信する送受信部と、
   をさらに含むことを特徴とする、請求項５に記載の充電装置。
7. 前記制御部は、
   前記送受信部と連結され、
   前記充電開始応答を受信した後、前記充電ステーションと前記バッテリーを連結して充電を行い、および
   前記充電が完了すれば、前記充電に使われた電力量を示す充電完了メッセージを前記電力量計に伝送し、前記充電完了メッセージは、前記充電識別子と前記メーター識別子を含むことを特徴とする、請求項６に記載の充電装置。
8. 前記制御部は、
   前記ユーザの認証を行い、
   前記認証が成功すれば、前記充電開始要請を伝送することを特徴とする、請求項７に記載の充電装置。
9. 前記充電情報は、前記充電識別子と前記メーター識別子を含むことを特徴とする、請求項７又は８に記載の充電装置。
10. 前記制御装置は、
    前記制御部の命令に応じて、前記第１コネクターと前記第２コネクターを連結させて充電を開始するか、前記第１コネクターと前記第２コネクターの連結を解除させるスイッチ部をさらに含むことを特徴とする、請求項６から９のいずれか一項に記載の充電装置。
11. バッテリー充電のための充電装置が接続される充電ステーションに配置される電力量計であって、
    前記充電ステーションで使われる電力を測定する電力測定部と、
    前記電力量計を識別するためのメーター識別子を格納するメモリと、
    前記充電装置およびサーバと通信する送受信機と、
    前記送受信機と連結され、ユーザを識別するための充電識別子と前記メーター識別子を用いて前記充電装置および前記サーバと通信する制御部と
    を含み、
    前記制御部は、
    前記充電装置から前記充電識別子を含む充電開始要請を受信し、
    前記充電装置に前記充電開始要請に対する応答として前記充電識別子および前記メーター識別子を含む充電開始応答を伝送することを特徴とする電力量計。
12. 前記制御部は、
    前記充電装置の充電が完了すれば、前記充電に使われた電力量を示す充電完了メッセージを前記充電装置から受信し、
    前記充電完了メッセージは前記充電識別子と前記メーター識別子を含み、
    前記サーバに前記電力量と前記充電識別子を含む課金要請を伝送し、
    前記サーバから前記バッテリー充電に応じた課金情報を受信し、および
    前記充電装置に課金内容を示す充電情報を伝送することを特徴とする、請求項１１に記載の電力量計。
13. コンピュータを請求項１１又は１２に記載の電力量計として機能させるためのプログラム。

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