KR101269990B1 - 전기 자동차용 배터리의 자동교환 시스템 - Google Patents

전기 자동차용 배터리의 자동교환 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전기 자동차용 배터리의 자동교환 시스템에 관한 것으로서, 상부 일측에 전기 배터리가 탑재되는 자동차에 배터리를 교환하는 시스템에 있어서, 전기 자동차의 차고보다 높은 위치에 형성되는 수평 프레임과; 상기 수평 프레임의 저면에 일정간격으로 복수개 형성된 배터리 받침대와; 상기 수평 프레임의 전후 또는 좌우 양측에 한 쌍으로 배열설치된 고정 가이드 레일과; 상기 고정 가이드 레일을 따라 X축 또는 Y축으로 수평이동하는 가변 가이드 레일과; 상기 가변 가이드 레일을 따라 Y축 또는 X축으로 수평이동함과 아울러 상하로 승강이 이루어지는 이동레일과; 상기 이동레일의 하단에 설치되어 상기 전기 자동차의 배터리 또는 상기 배터리 받침대에 안착된 배터리를 픽업하여 상호 교환하도록 하는 파지수단을 포함하고, 상기 전기 자동차가 정지선에 정지하였는지를 감지하는 정지감시센서부와; 상기 전기 자동차가 정지하여 배터리 장착홈이 이동레일의 이동영역에 위치하였는지를 감지하고, 상기 배터리 장착홈이 이동레일의 절대위치로부터 어느 범위에 위치하는지를 감지하는 화상감지장치와; 상기 화상감지장치로부터 감지된 신호에 따라 상기 가변 가이드 레일 및 상기 이동레일을 구동시켜, 상기 이동레일의 파지수단이 상기 배터리 장착홈과 동일 수직선상에 위치하도록 작동신호를 인가하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하며, 이에 따라 전기 자동차의 배터리 장착홈에 장착되어 있는 방전 예정인 배터리를, 승강장 등에 설치된 충전 완료된 배터리들의 적재대로부터 어느 하나의 충전 완료된 배터리와 단시간 내에 용이하게 교환할 수 있게 됨으로써, 효율성이 크게 향상되는 효과가 제공된다.

Description

전기 자동차용 배터리의 자동교환 시스템{System for auto-exchanging of electric vehicle battery}
본 발명은 전기 자동차용 배터리 자동교환 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전기 자동차의 진입을 확인하여 방전 예정인 배터리를 충전이 완료된 배터리와 자동으로 교환해주는 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차는 연료로서 휘발유와 경유 등의 석유와, LPG, LNG 등의 가스를 주로 사용하고 있는데, 이러한 석유와 가스는 한정된 지하자원이어서 점차 가격부담이 커지고 있고, 또한 환경오염을 유발하는 문제로 인하여 점차적으로 대체연료에 대한 수요가 급증하고 있다.
이에, 최근에 자동차의 대체연료로서는 전기 배터리가 많이 상용화되고 있는 실정인데, 이러한 전기 배터리는 장시간 충전을 해야 하는 문제로 인하여 널리 실용화되지 못하고 있다.
본 발명은 전기 자동차용 배터리를 장시간 충전하지 않고, 방전 예정인 배터리를 충전이 완료된 배터리로 단시간 내에 간편하게 자동으로 교환해주도록 하는 전기 자동차용 배터리의 자동교환 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
특히, 버스의 경우 특정 승강장 등의 교환소에서 방전 예정인 배터리를 충전이 완료된 배터리와 단시간 내에 간편하게 교환할 수 있도록 함으로써, 효율성을 극대화시킨 전기 자동차용 배터리의 자동교환 시스템을 제공하는데에 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전기 자동차용 배터리의 자동교환 시스템은, 상부 일측에 전기 배터리가 탑재되는 자동차에 배터리를 교환하는 시스템에 있어서, 전기 자동차의 차고보다 높은 위치에 형성되는 수평 프레임과; 상기 수평 프레임의 저면에 일정간격으로 복수개 형성된 배터리 받침대와; 상기 수평 프레임의 전후 또는 좌우 양측에 한 쌍으로 배열설치된 고정 가이드 레일과; 상기 고정 가이드 레일을 따라 X축 또는 Y축으로 수평이동하는 가변 가이드 레일과; 상기 가변 가이드 레일을 따라 Y축 또는 X축으로 수평이동함과 아울러 상하로 승강이 이루어지는 이동레일과; 상기 이동레일의 하단에 설치되어 상기 전기 자동차의 배터리 또는 상기 배터리 받침대에 안착된 배터리를 픽업하여 상호 교환하도록 하는 파지수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 전기 자동차가 정지선에 정지하였는지를 감지하는 정지감시센서부와; 상기 전기 자동차가 정지하여 배터리 장착홈이 이동레일의 이동영역에 위치하였는지를 감지하고, 상기 배터리 장착홈이 이동레일의 절대위치로부터 어느 범위에 위치하는지를 감지하는 화상감지장치와; 상기 화상감지장치로부터 감지된 신호에 따라 상기 가변 가이드 레일 및 상기 이동레일을 구동시켜, 상기 이동레일의 파지수단이 상기 배터리 장착홈과 동일 수직선상에 위치하도록 작동신호를 인가하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 경우, 상기 화상감지장치는, 상기 전기 자동차가 정지하여 배터리 장착홈이 이동레일의 이동영역에 위치하였는지를 촬영하는 CCD 카메라와; 상기 CCD 카메라로부터 영상신호를 입력받아 처리하는 영상정보처리부와; 상기 이동레일의 위치보정을 위한 기준값을 저장하는 메모리부와; 상기 메모리부에 저장된 기준값과 상기 영상정보처리부에 의해 검출된 전기 자동차의 정지위치에 기초하여 위치보정값을 산출하는 연산부를 포함하며, 상기 연산부에 의해 산출된 위치보정값에 기초하여 상기 제어부가 상기 가변 가이드 레일과 이동레일의 위치를 절대위치에서 보정위치로 구동하도록 구동수단에 작동신호를 인가하도록 구성되는 것이 바람직하다.
더욱 바람직하게는, 상기 화상감지장치에 의한 화상인식 시 발생되는 오차를 최소한으로 줄이기 위하여 2대 이상의 CCD 카메라를 대각선상에 배치되는 것이다.
한편, 상기 배터리 받침대가 n개일 경우, 상기 배터리 받침대에는 적어도 n-1개의 방전 배터리 또는 충전완료된 배터리가 안착되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 배터리 받침대에는 전기가 통전되어, 방전 배터리를 충전하도록 구성될 수도 있다.
여기서, 상기 제어부는, 상기 배터리 받침대들과 각각 회로연결되어, 배터리의 안착여부를 판단하고, 상기 배터리 받침대들에 안착된 배터리들의 충전 완료 상태를 각각 판단하여, 전기 자동차로부터 픽업된 방전 배터리는 빈 배터리 받침대로 이송되도록 하고, 전기 자동차로는 충전 완료된 배터리만 이송이 이루어지도록 상기 가변 가이드 레일과 이동레일의 구동수단을 제어하는 것이 바람직하다.
이상에서와 같이 본 발명에 따른 전기 자동차용 배터리의 자동교환 시스템에 의하면, 전기 자동차의 배터리 장착홈에 장착되어 있는 방전 예정인 배터리를, 승강장 등에 설치된 충전 완료된 배터리들의 적재대로부터 어느 하나의 충전 완료된 배터리와 단시간 내에 용이하게 교환할 수 있게 됨으로써, 효율성이 크게 향상되는 효과가 제공된다.
도 1은 본 발명에 따른 전기 자동차용 배터리 자동 교환 시스템에서 전기 자동차가 배터리를 교환하는 상태를 도시한 사시도.
도 2는 도 1의 측면도.
도 3은 도 1의 정면도.
도 4는 도 1에서 배터리 자동 교환 시스템의 구성 및 작동관계를 나타낸 내부 구성도.
도 5는 도 4에서 배터리 자동 교환 시스템만을 나타낸 확대 사시도.
도 6은 도 5의 일부 확대 사시도.
도 7은 본 발명에 따른 배터리 자동 교환 시스템의 제어관계를 나타낸 블록도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 전기 자동차용 배터리 자동 교환 시스템에서 전기 자동차가 배터리를 교환하는 상태를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 측면도이며, 도 3은 도 1의 정면도이다.
또한, 도 4는 도 1에서 배터리 자동 교환 시스템의 구성 및 작동관계를 나타낸 내부 구성도이고, 도 5는 도 4에서 배터리 자동 교환 시스템만을 나타낸 확대 사시도이며, 도 6은 도 5의 일부 확대 사시도이다.
참고로, 본 발명의 실시 예에서 전기 자동차는 버스를 일례로 들어 설명하기로 한다.
먼저, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 버스(2)의 상부 프레임 후측에는 전기 배터리(B)가 탈착 가능하게 장착되어 있다. 즉, 버스(2)의 상부 프레임 후측에는 전기 배터리(B)가 장착되기 위한 배터리 장착홈(10)이 형성되어 있으며, 이 배터리 장착홈(10)은 전후로 슬라이드 되는 개폐도어(12)에 의해 개방 또는 폐쇄되는 구조로 이루어져 있다.
한편, 버스의 승강장(또는 특정 배터리 교환소)에는 수평 프레임(120)과 수직 프레임(110)이 대략 ㄱ자 형상으로 이루어진 승강 프레임(100)이 설치되어 있다.
여기서, 승강 프레임(100)의 수직 프레임(110)은 바닥면으로부터 지지대 기능을 담당하고, 수평 프레임(120)은 승강장에서 버스에 승강하는 승객들을 눈, 비 등으로부터 보호하는 지붕 기능을 담당하게 되는데, 특히 수평 프레임(120)에는 충전이 완료된 복수의 배터리가 설치되어 필요에 따라 버스의 방전 예정인 배터리를 충전 완료된 배터리와 교환해 주는 기능을 담당하게 된다.
상기 수평 프레임(120)의 저면에는 전체 면적에 걸쳐 복수의 배터리 받침대(250)가 설치되어 있고, 이 배터리 받침대(250)들에는 각각 충전이 완료된 배터리 또는 방전된 배터리(B)들이 탈착 가능하게 안착되어 있다.
이때, 상기 배터리 받침대(250)가 n개일 경우, n개의 배터리 받침대(250)들에 모두 배터리들을 각각 장착되어 있지 않고, 적어도 n-1개의 배터리가 장착되어 있는 것이 바람직하다.
예컨대, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 승강 프레임(100)의 수평 프레임(120)에 형성된 배터리 받침대(250)가 가로 6열, 세로 4열로 총 24개가 구비된 경우, 이 24개의 배터리 받침대(250)에 각각 24개의 배터리가 장착되지 않고, 적어도 24-1인 23개 또는 그 이하의 배터리만 장착되는 것이 바람직하다.
그 이유는, 배터리 받침대(250)마다 각각 배터리가 장착되어 있는 경우, 버스(2)가 진입하여 버스 내의 방전된 배터리를 픽업한 후, 이를 장착시킬 공간이 없어지게 되어 원활한 배터리 교환 작업이 이루어지지 않기 때문이다.
여기서, 배터리 받침대(250)들에는 완충 배터리들을 별도의 적재 차량으로 이송한 후, 이를 수평 프레임(120)의 배터리 받침대(250)들에 각각 장착시키고, 이들 완충 배터리들이 모두 방전 배터리들과 교환이 이루어진 경우, 다시 별도의 적재 차량을 이용하여 방전 배터리들을 완충 배터리들과 교환하도록 하면 된다.
또한, 상기 배터리 받침대(250)들에는 각각 전기가 통전되도록 하여, 이 배터리 받침대(250)에 장착된 방전 배터리에 충전이 이루어지도록 함으로써, 방전 배터리들과 완충 배터리들의 교환작업을 배제할 수도 있다.
한편, 수평 프레임(120)의 전면 상측과 후면 상측에는 각각 수평방향으로 나란한 한 쌍의 고정 가이드 레일(210)이 설치되어 있고, 이 고정 가이드 레일(210)을 따라 가로방향으로 수평이동하는 가변 가이드 레일(220)이 설치되어 있다.
상기 가변 가이드 레일(220)에는 종방향으로 설치되어 가변 가이드 레일(220)에 대하여 승강이 이루어짐과 아울러 가변 가이드 레일(220)을 따라 세로방향으로 수평이동하는 이동레일(230)이 설치되어 있는데, 이 이동레일(230)의 하단에는 배터리를 파지하기 위한 파지수단(240)이 설치되어 있다.
도면 중, 미설명 부호(200)은, 상기 고정 가이드 레일(210)과, 가변 가이드 레일(220)과, 이동레일(230) 및 파지수단(240)을 통칭하는 것으로서, 배터리의 교환 시스템을 나타낸 것이다.
참고로, 본 발명의 실시 예에서는 고정 가이드 레일(210)이 수평 프레임(120)의 전면 상측과 후면 상측에 각각 수평방향으로 나란하게 한 쌍으로 설치되고, 상기 가변 가이드 레일(220)은 고정 가이드 레일(210)에 대하여 종방향으로 설치된 것을 일례로 들었으나, 경우에 따라서는 상기 고정 가이드 레일(210)이 수평 프레임(120)의 좌우면 상측에 각각 나란하게 한 쌍으로 설치되고, 가변 가이드 레일(220)은 고정 가이드 레일(210)에 대하여 횡방향으로 설치될 수도 있음은 물론이다.
또한, 본 발명에 따른 전기 자동차용 배터리의 자동교환 시스템(200) 즉, 복수의 배터리 받침대(250)들이 설치된 수평 프레임(120)과 고정 가이드 레일(210), 가변 가이드 레일(220) 및 이동레일(230)은 지정된 위치에 고정된 상태를 이루나, 승강장 내로 진입하는 버스(2)는 가변적이며 특히 정밀한 위치 제어가 불가능하므로 설정된 절대위치에 따라 이동레일(230)의 파지수단(240)이 버스의 장착홈에 안착된 배터리와 항상 동일수직선상에 위치하기는 매우 어렵게 된다.
즉, 버스는 가이드 정지선을 따라 설정 위치에 정차하여 배터리 교환을 위한 위치영역에 위치할 수는 있으나, 정확히 세팅된 위치(이동레일(230)의 파지수단(240)이 세팅된 위치)에 정차할 수 없으므로, 이동레일(230)이 버스(2)의 배터리 장착홈(10)에 탑재된 배터리의 위치를 스스로 찾아서 동일수직선상에 정렬되도록 하는 것이 중요하다.
이에, 본 발명에서는 도 7에 도시된 바와 같이, 화상감지장치를 이용하여 이동레일(230)의 파지수단(240)과 버스의 배터리 장착홈(10)에 탑재된 배터리의 위치 차이를 검출하여 제어부에 위치보정 데이터를 전송함으로써, 정확한 동일선상 위치를 검출하여 이동레일(230)의 파지수단(240)이 버스의 배터리와 동일 수직선상에 위치하도록 하였다.
따라서, 본 발명에서는 버스가 정지선에 정지하였는지를 감지하는 정지감시센서부와. 버스가 정지하여 배터리 장착홈(10)에 탑재된 배터리가 이동레일(230)의 이동영역에 위치하였는지를 감지하고, 상기 배터리 장착홈(10)에 탑재된 배터리가 이동레일(230)의 절대위치로부터 어느 범위에 위치하는지를 감지하는 화상감지부를 포함한다.
또한, 상기 화상감지부로부터 감지된 신호에 따라 가변 가이드 레일(220) 및 이동레일(230)을 구동시키기 위한 구동수단에 작동신호를 인가하여 상기 이동레일(230)의 파지수단(240)이 상기 배터리 장착홈(10)과 동일 수직선상에 위치하도록 하는 제어부를 더 포함한다.
여기서, 상기 제어부는, 배터리 받침대(250)들과 각각 회로연결되어, 배터리의 안착여부를 판단하고, 상기 배터리 받침대(250)들에 안착된 배터리들의 충전 완료 상태를 각각 판단하는 기능도 담당한다.
따라서, 전기 자동차(버스)로부터 픽업된 방전 배터리는 빈 배터리 받침대(250)로 이송되도록 하고, 전기 자동차로는 완충 배터리만 이송이 이루어지도록 상기 가변 가이드 레일(220)과 이동레일(230)의 구동수단을 제어하는 기능도 담당하게 된다.
또한, 상기 화상감지부는, 버스가 정지하여 배터리 장착홈(10)이 이동레일(230)의 이동영역에 위치하였는지를 촬영하는 CCD 카메라와, 이 CCD 카메라로부터 영상신호를 입력받아 처리하는 영상정보처리부와, 위치보정을 위한 기준값을 저장하기 위한 메모리부와, 이 메모리부에 저장된 기준값과 영상정보처리부에 의해 검출된 버스의 정지위치에 기초하여 위치보정값을 산출하는 연산부를 더 포함하게 되며, 이 연산부에 의해 산출된 위치보정값에 기초하여 상기 제어부가 가변 가이드 레일(220)과 이동레일(230)의 위치를 절대위치에서 보정위치로 구동시키는 작동신호를 구동수단에 인가하게 된다.
참고로, 화상감지장치에 의한 화상인식 시 발생되는 오차를 최소한으로 줄이기 위하여 2대 이상의 CCD 카메라를 대각선상에 배치하여 각 CCD 카메라에서 추출된 데이터를 비교하여 위치데이터를 산출하도록 하는 것이 바람직하며, 상기 메모리부에는 미리 설정된 절대위치가 저장되어 있다.
상기와 같은 구성으로 이루어진 전기 자동차용 배터리의 자동교환 시스템에 대한 작동관계를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 완충 배터리 또는 완충 배터리와 방전 배터리가 수평 프레임(120)의 배터리 받침대(250)들에 장착된 상태에서, 버스가 승강장 내로 진입하여 배터리 교환을 위한 신호를 입력하게 되면, 방전 배터리를 완충 배터리와 교환 작업을 수행하게 된다.
즉, 버스(2)가 승강장에 진입하여 정지선을 따라 정차된 후, 배터리 교환 신호를 입력함과 아울러 배터리 장착홈(10)의 개폐커버(12)를 개방시키게 되면, 화상감지장치 및 제어부가 작동하여 이동레일(230)의 위치보정을 수행한 후, 그 하단에 설치된 파지수단(240)이 버스의 장착홈(10)에 탑재된 배터리와 동일수직선상으로 이동을 하게 되는데, 이의 과정을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
버스가 승강장에 진입하여 정지선을 따라 정차되고 배터리 장착홈(10)의 개폐커버(12)를 개방시키게 되면, 배터리 장착홈(10)에 탑재된 배터리는 이동레일(230)의 파지수단(240)과 근접한 동일 수직선상에 위치하게 되는바, 화상감지장치는 이를 제어부로 송출하여 이동레일(230)의 위치를 보정하게 된다.
즉, CCD 카메라가 촬영한 배터리 장착홈(10)의 위치가 이동레일(230)의 파지수단(240)과 동일수직선상에 위치하지 않는 화상을 촬영하여 영상정보처리부로 송신하면, 촬영된 위치와 현재 이동레일(230)의 파지수단(240)이 위치하고 절대위치의 좌표값을 연산부가 연산하여 제어부로 송신하고, 제어부는 송신된 좌표값에 따라 가변 가이드 레일(220) 및 이동레일(230)을 구동수단에 의해 보정된 위치로 이동하도록 작동신호를 인가함으로써, 버스의 배터리 장착홈(10)에 탑재된 배터리와 이동레일(230)의 파지수단(240)은 동일수직선상에 위치되도록 보정된다.
즉, 제어부에 의한 구동수단의 구동신호 인가로 한 쌍의 고정 가이드 레일(210)을 따라 가변 가이드 레일(220)이 X축 또는 Y축방향으로 이동되고, 상기 가변 가이드 레일(220)을 따라 이동레일(230)이 Y축 또는 X축 방향으로 이동됨으로써, 이동레일(230)의 하단에 설치된 파지수단(240)이 버스의 배터리 장착홈(10)과 일치되는 위치로 이동되어 위치보정이 이루어진다.
이와 같이, 가변 가이드 레일(220)과 이동레일(230)이 이동하여, 이동레일(230)의 파지수단(240)이 버스의 배터리 장착홈(10)에 탑재된 배터리와 동일수직선상에 위치하게 되면, 이동레일(230)의 파지수단(240)이 하강하여 배터리를 파지한 상태에서 승강한 후, 수평 프레임(120)의 배터리 받침대(250) 중, 제어부에 의해 인가된 빈 배터리 받침대(250)로 이동되어 방전된 배터리를 안착시키고, 역시 제어부에 의해 인가된 완충 배터리를 상기와 같은 방법으로 파지한 후 버스의 배터리 장착홈(10)으로 이동시켜 탑재시키면 버스(2)의 배터리 교환이 자동으로 이루어지게 된다.
이상에서와 같은 본 발명의 실시 예에서 설명한 기술적 사상들은 각각 독립적으로 실시될 수 있으며, 서로 조합되어 실시될 수도 있다. 또한, 본 발명은 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 실시 예를 통하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
B : 배터리 2 : 전기 자동차(버스)
10 : 배터리 장착홈 12 : 개폐커버
100 : 승강장(배터리 교환소) 210 : 고정 가이드 레일
220 : 가변 가이드 레일 230 : 이동레일
240 : 파지수단 250 : 배터리 받침대

Claims (7)

  1. 상부 일측에 전기 배터리가 탑재되는 자동차에 배터리를 교환하는 시스템에 있어서,
    전기 자동차의 차고보다 높은 위치에 형성되는 수평 프레임과;
    상기 수평 프레임의 저면에 일정간격으로 복수개 형성된 배터리 받침대와;
    상기 수평 프레임의 전후 또는 좌우 양측에 한 쌍으로 배열설치된 고정 가이드 레일과;
    상기 고정 가이드 레일을 따라 X축 또는 Y축으로 수평이동하는 가변 가이드 레일과;
    상기 가변 가이드 레일을 따라 Y축 또는 X축으로 수평이동함과 아울러 상하로 승강이 이루어지는 이동레일과;
    상기 이동레일의 하단에 설치되어 상기 전기 자동차의 배터리 또는 상기 배터리 받침대에 안착된 배터리를 픽업하여 상호 교환하도록 하는 파지수단을 포함하고,
    상기 전기 자동차가 정지선에 정지하였는지를 감지하는 정지감시센서부와;
    상기 전기 자동차가 정지하여 배터리 장착홈이 이동레일의 이동영역에 위치하였는지를 감지하고, 상기 배터리 장착홈이 이동레일의 절대위치로부터 어느 범위에 위치하는지를 감지하는 화상감지장치와;
    상기 화상감지장치로부터 감지된 신호에 따라 상기 가변 가이드 레일 및 상기 이동레일을 구동시켜, 상기 이동레일의 파지수단이 상기 배터리 장착홈과 동일 수직선상에 위치하도록 작동신호를 인가하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차용 배터리의 자동교환 시스템.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 화상감지장치는,
    상기 전기 자동차가 정지하여 배터리 장착홈이 이동레일의 이동영역에 위치하였는지를 촬영하는 CCD 카메라와;
    상기 CCD 카메라로부터 영상신호를 입력받아 처리하는 영상정보처리부와;
    상기 이동레일의 위치보정을 위한 기준값을 저장하는 메모리부와;
    상기 메모리부에 저장된 기준값과 상기 영상정보처리부에 의해 검출된 전기 자동차의 정지위치에 기초하여 위치보정값을 산출하는 연산부를 포함하며,
    상기 연산부에 의해 산출된 위치보정값에 기초하여 상기 제어부가 상기 가변 가이드 레일과 이동레일의 위치를 절대위치에서 보정위치로 구동하도록 구동수단에 작동신호를 인가하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차용 배터리의 자동교환 시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 화상감지장치에 의한 화상인식 시 발생되는 오차를 최소한으로 줄이기 위하여 2대 이상의 CCD 카메라를 대각선상에 배치되는 것을 특징으로 하는 전기 자동차용 배터리의 자동교환 시스템.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 배터리 받침대가 n개일 경우, 상기 배터리 받침대에는 적어도 n-1개의 방전 배터리 또는 충전완료된 배터리가 안착되는 것을 특징으로 하는 전기 자동차용 배터리의 자동교환 시스템.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 배터리 받침대에는 전기가 통전되어, 방전 배터리를 충전하도록 구성된 것을 특징으로 하는 전기 자동차용 배터리의 자동교환 시스템.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 배터리 받침대들과 각각 회로연결되어, 배터리의 안착여부를 판단하고, 상기 배터리 받침대들에 안착된 배터리들의 충전 완료 상태를 각각 판단하여, 전기 자동차로부터 픽업된 방전 배터리는 빈 배터리 받침대로 이송되도록 하고, 전기 자동차로는 충전 완료된 배터리만 이송이 이루어지도록 상기 가변 가이드 레일과 이동레일의 구동수단을 제어하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차용 배터리의 자동교환 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150098067A (ko) * 2014-02-19 2015-08-27 자동차부품연구원 전기 배터리 교환을 지원하는 시스템 및 방법
KR20150098078A (ko) * 2014-02-19 2015-08-27 자동차부품연구원 이동형 충전을 보장하는 시스템 및 방법
KR20210153773A (ko) * 2020-06-09 2021-12-20 현대자동차주식회사 드론과 차량간의 배송시스템 및 그 제어방법
CN113733974A (zh) * 2021-10-11 2021-12-03 安徽绿舟科技有限公司 基于三维立体新能源汽车电池识别和定位的方法
CN117989962B (zh) * 2024-04-03 2024-06-18 中汽研汽车检验中心(武汉)有限公司 一种电动汽车电池安装支架的轮廓检测装置及方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002075313A (ja) 2000-08-24 2002-03-15 Nippon Yusoki Co Ltd バッテリ車のバッテリ搭載装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002075313A (ja) 2000-08-24 2002-03-15 Nippon Yusoki Co Ltd バッテリ車のバッテリ搭載装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210123585A (ko) 2020-04-03 2021-10-14 숙명여자대학교산학협력단 전기자동차용 배터리 교체 시스템 및 방법

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