KR101416641B1 - 전기자동차 배터리용 커넥터의 구동방법 및 구동장치 - Google Patents

전기자동차 배터리용 커넥터의 구동방법 및 구동장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101416641B1
KR101416641B1 KR1020120071452A KR20120071452A KR101416641B1 KR 101416641 B1 KR101416641 B1 KR 101416641B1 KR 1020120071452 A KR1020120071452 A KR 1020120071452A KR 20120071452 A KR20120071452 A KR 20120071452A KR 101416641 B1 KR101416641 B1 KR 101416641B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
side connector
electric vehicle
battery
connector
driving
Prior art date
Application number
KR1020120071452A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20140002425A (ko
Inventor
박준석
김원규
정재일
신윤식
최웅철
Original Assignee
한국항공대학교산학협력단
국민대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국항공대학교산학협력단, 국민대학교산학협력단 filed Critical 한국항공대학교산학협력단
Priority to KR1020120071452A priority Critical patent/KR101416641B1/ko
Publication of KR20140002425A publication Critical patent/KR20140002425A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101416641B1 publication Critical patent/KR101416641B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/14—Conductive energy transfer
    • B60L53/16—Connectors, e.g. plugs or sockets, specially adapted for charging electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/80—Exchanging energy storage elements, e.g. removable batteries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/54—Drive Train control parameters related to batteries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/91—Electric vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

본 발명은 전기자동차 배터리용 커넥터의 구동장치 및 구동방법을 제공한다.
본 발명의 전기자동차 배터리용 커넥터 구동방법은 전기자동차에서 배터리측 커넥터와 전기자동차측 커넥터를 결합 및 분리하기 위한 전기자동차 배터리용 커넥터의 구동방법에 있어서, 제어부에서 차량제어유닛(VCU)으로부터 전기자동차측 커넥터의 결합 또는 분리 신호가 입력되는지를 판단하는 단계; 상기 결합 또는 분리 신호가 입력되면 상기 구동부를 구동하는 단계; 상기 구동부에 의해 상기 전기자동차측 커넥터가 상기 배터리측 커넥터와 결합 또는 분리되도록 상기 전기자동차측 커넥터를 이동시키는 단계; 상기 전기자동차측 커넥터의 이동에 따라 상기 전기자동차측 커넥터가 상기 배터리측 커넥터로부터 정상적으로 결합 또는 분리되었는지를 판단하는 단계; 및 상기 제어부에서 상기 동작감지부로부터 정상적인 결합 또는 분리 신호가 수신되면 상기 차량제어유닛(VCU)으로 상기 전기자동차측 커넥터의 결합완료 또는 분리완료 신호를 전송하는 단계를 포함한다.

Description

전기자동차 배터리용 커넥터의 구동방법 및 구동장치{METHOD AND APPARATUS FOR DRIVING CONNECTOR FOR BATTERY OF ELECTRIC VEHICLE}
본 발명은 전기자동차 배터리용 커넥터의 구동방법 및 구동장치에 관한 것으로서, 특히 전기자동차의 배터리 교환시 전기자동차측 대용량 커넥터를 배터리측 커넥터에 결합 및 분리하기 위해 전기자동차측 커넥터를 자동으로 구동하도록 하는 전기자동차 배터리용 커넥터의 구동방법 및 장치에 관한 것이다.
최근에 화석연료의 고갈 염려 등으로 인해 전기로 구동되는 전기자동차가 많이 개발되고 있다. 예컨대, 전기로 모터를 구동시켜 차량의 주행을 수행하거나, 내연기관과 모터를 병용하여 차량의 주행을 수행하고 있다. 이와 같이 전기자동차의 주행을 위한 구동력을 제공하기 위해서는 전기를 공급하기 위한 배터리가 필요하다. 하지만, 배터리의 충전에는 많은 시간이 소요되므로 전기자동차의 배터리 자체를 교환하는 방식이 채택되어 연구되고 있다.
이와 같이 전기자동차에 사용되는 배터리를 전기자동차에서 교체할 수 있도록 하기 위해서는 전기자동차측과 배터리측에 각각 커넥터를 두고 전기적 연결을 수행하여야 한다. 즉, 전기자동차측과 배터리측의 전기적 연결을 단속하기 위해서는 각각 배터리와 전기자동차측에 커넥터를 두어 이들을 서로 결합 및 분리되게 한다.
특히, 버스와 같은 대중교통으로 전기자동차를 이용하는 경우 배터리가 버스의 일부에 장착되고 고전압이 흐르기 때문에 작업시 안전사고의 위험성이 있으므로 배터리 자동교환을 위해 전기자동차측의 커넥터와 배터리측의 커넥터 간의 결합 및 분리를 위해서는 커넥터 자동 구동기술이 필요하다.
뿐만 아니라, 전기자동차측의 커넥터와 배터리측의 커넥터를 서로 결합하고 분리하기 위해서는 매우 큰 힘이 필요하게 된다. 배터리 자체의 무게가 많이 나가기 때문에 전기자동차에서 배터리를 교환하는 과정에서 커넥터 간의 결합 및 분리를 작업자가 직접 할 수 없다. 이에, 전기자동차의 대중화를 위해 전기자동차 배터리용 커넥터를 자동으로 구동하는 방법이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
대한민국 공개특허공보 제10-2009-0074920호 대한민국 공개특허공보 제10-2011-0078289호
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 상황을 극복하기 위한 것으로, 전기자동차 배터리의 자동 교환시 전기자동차측 커넥터를 배터리측 커넥터와의 결합 및 분리를 자동으로 수행할 수 있도록 하는 전기자동차 배터리용 커넥터의 구동방법 및 구동장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전기자동차 배터리용 커넥터의 구동방법은,
전기자동차에서 배터리측 커넥터와 전기자동차측 커넥터를 결합 및 분리하기 위한 전기자동차 배터리용 커넥터의 구동방법에 있어서, 제어부에서 차량제어유닛(VCU)으로부터 전기자동차측 커넥터의 결합 또는 분리 신호가 입력되는지를 판단하는 단계; 상기 결합 또는 분리 신호가 입력되면 구동부를 구동하는 단계; 상기 구동부에 의해 상기 전기자동차측 커넥터가 상기 배터리측 커넥터와 결합 또는 분리되도록 상기 전기자동차측 커넥터를 이동시키는 단계; 상기 전기자동차측 커넥터의 이동에 따라 상기 전기자동차측 커넥터가 상기 배터리측 커넥터로부터 정상적으로 결합 또는 분리되었는지를 판단하는 단계; 상기 배터리로부터의 전원공급 여부를 감지하여 그 감지신호를 상기 제어부로 전송하는 단계; 및 상기 제어부에서 동작감지부로부터 정상적인 결합 또는 분리 신호와, 상기 배터리 전원공급 여부 감지신호 중 적어도 하나 이상 수신되면 상기 차량제어유닛(VCU)으로 상기 전기자동차측 커넥터의 결합완료 또는 분리완료 신호를 전송하는 단계를 포함하는 단계를 포함한다.
본 발명에서, 상기 전기자동차측 커넥터가 상기 배터리측 커넥터로부터 정상적으로 결합 또는 분리되었는지를 판단하는 단계 이후에, 상기 배터리로부터의 전원공급 여부를 감지하여 그 감지신호를 상기 제어부로 전송하는 단계를 더 포함하고, 상기 제어부에서는 상기 동작감지부로부터의 정상적인 결합 또는 분리 신호와, 상기 배터리 전원공급 여부 감지신호 중 적어도 하나 이상 수신되면 상기 차량제어유닛(VCU)으로 상기 전기자동차측 커넥터의 결합완료 또는 분리완료 신호를 전송한다.
본 발명에서, 상기 전기자동차측 커넥터의 결합시에는 상기 전기자동차측 커넥터를 상승이동하고, 상기 전기자동차측 커넥터의 분리시에는 상기 전기자동차측 커넥터를 하강이동시킨다.
본 발명에서, 상기 전기자동차측 커넥터의 정상적인 결합 또는 분리를 판단하는 단계는, 상기 전기자동차측 커넥터에 연결되어 상기 전기자동차측 커넥터를 상부 또는 하부로 이동시키는 실린더의 위치를 감지하는 단계; 및 상기 실린더의 위치가 상부 또는 하부의 미리 설정된 기준위치에 도달하였는지를 판단하는 단계; 를 포함하고, 상기 기준위치에 도달한 것으로 판단하면 상기 전기자동차측 커넥터의 정상적인 결합 또는 분리 여부를 판단한다.
또한, 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전기자동차 배터리용 커넥터의 구동장치는,
전기자동차에서 배터리측 커넥터와 전기자동차측 커넥터를 결합 및 분리하기 위한 전기자동차 배터리용 커넥터의 구동장치에 있어서, 상기 배터리측 커넥터와의 결합 또는 분리를 위하여 상기 전기자동차측 커넥터를 상부 또는 하부로 이동시키는 구동부; 상기 전기자동차측 커넥터의 이동에 따라 상기 전기자동차측 커넥터가 상기 배터리측 커넥터로부터 정상적인 결합 또는 분리 여부를 감지하는 동작감지부; 상기 전기자동차측 커넥터가 상기 배터리측 커넥터에 결합 또는 분리됨에 따라 상기 배터리의 전원공급 여부를 감지하는 배터리 전원감지부; 및 차량제어유닛(VCU)으로부터 상기 전기자동차측 커넥터의 결합신호 또는 분리신호를 수신하면 상기 전기자동차측 커넥터를 이동시키도록 상기 구동부를 제어하고 상기 동작감지부의 감지신호 또는 상기 배터리 전원감지부의 배터리 전원공급 여부 감지신호 중 적어도 어느 하나가 수신되면 상기 전기자동차측 커넥터의 결합완료 또는 분리완료 신호를 차량제어유닛(VCU)으로 전송하는 제어부; 를 포함한다.
삭제
상기와 같은 구성에 의한 본 발명에 따른 전기자동차 배터리용 커넥터의 구동방법 및 구동장치에서는 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
본 발명에 의하면 전기자동차의 배터리 교환시 전기자동차측 커넥터를 자동으로 구동시켜 쉽고 편리하게 배터리측 커넥터와 결합 및 분리를 수행할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 전기자동차에서 배터리측 커넥터를 자동으로 구동하기 때문에 고압의 배터리로 인한 전기 안전사고를 예방할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 전기자동차가 배터리 충전스테이션에 도착한 상태를 도시한 사시도.
도 2는 도 1의 측면도.
도 3은 본 발명에 따른 배터리가 장착된 배터리 안착부의 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 배터리 안착부의 바닥판과 이에 장착되는 배터리의 구성을 보인 분해사시도.
도 5는 본 발명에 따른 배터리측 커넥터가 장착된 배터리의 저면사시도.
도 6은 본 발명에 따른 전기자동차 배터리용 커넥터의 구동장치를 간략하게 도시한 구성블럭도.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기자동차 배터리용 커넥터의 구동방법을 보인 흐름도.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전기자동차 배터리용 커넥터의 구동방법을 보인 흐름도.
이하, 본 발명에 따른 전기자동차 배터리용 커넥터의 구동장치 및 구동방법의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 전기자동차가 배터리 충전스테이션에 도착한 상태를 도시한 사시도, 도 2는 도 1의 측면도, 도 3은 본 발명에 따른 배터리가 장착된 배터리 안착부의 사시도, 도 4는 본 발명에 따른 전기자동차에서 배터리 안착부의 바닥판과 이에 장착되는 배터리의 구성을 보인 분해사시도, 도 5는 본 발명에 따른 배터리측 커넥터가 장착된 배터리의 저면사시도이다.
참고로, 본 발명에 대한 설명의 편의상 전기자동차는 버스를 일례로 들어 설명하기로 하고 방전 예정인 배터리는 방전 배터리로, 충전 완료된 배터리는 완충 배터리로 통칭하기로 한다.
도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 버스(10)의 상부 프레임에 배터리(B)가 탈착 가능하게 장착되어 있다. 보다 구체적으로, 버스(10)의 상부 프레임의 후측에는 배터리(B)가 장착되기 위한 배터리 안착부(12)가 버스(10)에서 외부로 개방되게 형성됨이 바람직하다. 일례로 버스(10)의 상면에 오목하게 들어간 공간으로 형성되거나 돌출되게 형성될 수 있다. 이러한 배터리 안착부(12)는 전후로 슬라이딩되는 루프도어(roof door)(14)에 의해 개방/폐쇄(이하, 개폐로 통칭함)되는 구조로 이루어진다. 이러한 루프도어(14)로는 예컨대, 일종의 슬라이딩도어가 사용될 수 있다. 여기서, 배터리(B)는 배터리 안착부(12)의 내부에 설치된 바닥판(16)에 장착된다.
한편, 충전스테이션(또는 배터리 교환소)은 버스(10)의 승강장으로 구현할 수 있으며, 이는 수평프레임(22)과 수직프레임(24)이 대략 ㄱ자 형상으로 이루어진 승강프레임(20)이 설치되어 있다. 이때, 버스(10)가 충전스테이션에 도착하여 방전 배터리를 완충 배터리로 교환하고자 하는 경우 루프도어(14)의 자동개폐 과정이 진행되는 것이다.
배터리 안착부(12)에는 바닥판(16)이 설치된다. 이러한 바닥판(16)은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 배터리 안착부(12)의 바닥면에서 소정 높이에 구비된다. 바닥판(16)은 배터리 안착부(12)를 형성하는 버스(10)의 차체에 장착된다. 본 실시 예에서, 바닥판(16)은 배터리 안착부(12)의 바닥에 위치될 수 있는 모양을 가진 판형상이다. 바닥판(16)의 일측에는 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이 커넥터설치부(31)가 형성된다. 커넥터설치부(31)는 바닥판(16)의 일단부 중 일부를 잘라내어 형성한 것으로 전기자동차측 커넥터를 포함하는 커넥터 하우징(30)이 설치되는 부분이다.
바닥판(16) 상에는 배터리(B)가 장착되는데, 배터리(B)의 구성은 본 발명의 요지가 아니므로 관련 부분만을 설명한다. 배터리(B)의 외관을 구성하는 배터리케이스(33)는 대략 납작한 육면체 형상이다. 배터리케이스(33)에서 바닥판(16)과 마주보는 면의 일단부에는 도 5에 도시된 바와 같이 커넥터설치공간(33')이 오목하게 들어가게 형성된다. 커넥터설치공간(33')에는 배터리측 커넥터(35)가 설치된다. 이러한 배터리측 커넥터(35)는 하우징(37)이 외관을 형성하고, 하우징(37)의 내부에 터미널(37')이 설치된다. 이러한 터미널(37')은 대략 원통형으로 만들어져 전기자동차측 커넥터(40)가 삽입된다. 또한, 하우징(37)의 양측에는 핀가이드(35')가 구비된다. 핀가이드(35')는 대략 원통형으로 만들어져 전기자동차측 커넥터(40)의 결합가이드핀(48)이 삽입되어 배터리측 커넥터(35)와 전기자동차측 커넥터(40) 사이의 결합을 안내한다.
버스(10)측에 설치된 전기자동차측 커넥터(40)는 후술하는 커넥터 구동장치에 의해 배터리(B)측에 설치된 배터리측 커넥터(35)와 결합된다. 전기자동차측 커넥터(40)에는 터미널(44)이 다수개 설치된다. 이러한 터미널(44)은 내부에서 와이어(미도시)와 연결되고, 와이어(45)는 외부로 연장되어 차량에 설치되어 있는 부하로 전원을 공급한다. 결합가이드핀(48)이 전기자동차측 커넥터(40)의 전방을 향해 돌출되어 배터리측 커넥터(35)에 구비된 핀가이드(35')에 삽입되어 배터리측 커넥터(35)와 전기자동차측 커넥터(40) 사이의 결합위치를 안내하게 된다.
이때, 본 발명의 실시 예에서 전기자동차측 커넥터(40)는 후술하는 커넥터 구동장치에 의해 상하로 이동하는 구조를 갖는다. 이러한 상하이동에 의해 상부에 있는 배터리측 커넥터(35)와 결합 및 분리가 이루어지게 되는 것이다. 이를 위해, 본 발명의 커넥터 구동장치에서는 바닥판(16)에 배터리(B)가 장착된 상태에서 커넥터(40)를 이동시켜 배터리측 커넥터(35)에 결합 및 분리되도록 한다.
도 6은 본 발명에 따른 전기자동차 배터리용 커넥터의 구동장치를 간략하게 도시한 구성블럭도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전기자동차 배터리용 커넥터의 구동장치는 전기자동차측 커넥터(40)를 구동하는 구동부(51), 이러한 구동부(51)의 동작을 감지하는 동작감지부(52), 구동부(51)를 제어하는 제어부(53) 및 배터리 전원을 감지하는 배터리 전원감지부(54)를 포함하여 구성된다.
구동부(51)는 전기자동차측 커넥터(40)에 연결되어 후술하는 제어부(53)의 제어신호에 따라 전기자동차측 커넥터(40)을 상하로 이동시킨다. 구체적으로 설명하면, 예컨대 상기한 바와 같이 버스(10)에서 배터리를 교환하는 경우 배터리(B)에 설치된 배터리측 커넥터(35)로부터 전기자동차측 커넥터(40)를 분리하기 위해 전기자동차측 커넥터(40)를 아래로 이동시킨다. 이후, 배터리의 교환이 완료된 이후에, 다시 전기자동차측 커넥터(40)를 배터리측 커넥터(35)에 결합하기 위하여 전기자동차측 커넥터(40)를 위로 이동시킨다. 본 실시 예에서 구동부(51)는 예컨대, 전기자동차측 커넥터(40)에 연결되어 이를 상하로 이동시키는 실린더(미도시)와 상기 실린더를 구동시키는 모터(미도시)를 포함할 수 있다. 이러한 실린더 및 모터는 공지기술로서 해당 기술분야에서 당업자가 용이하게 구현할 수 있는 것이며 본 발명의 요지가 아니므로 상세한 설명은 생략한다. 다른 실시 예에서는 이와 같은 실린더 및 모터 외에도 다른 수단을 이용하여 전기자동차측 커넥터(40)를 상하로 이동시킬 수도 있다.
동작감지부(52)는 구동부(51)의 동작을 감지한다. 구체적으로 설명하면, 구동부(51)가 어느 정도 동작하였는지, 제대로 동작하였는지 등을 감지한다. 예컨대, 상기한 바와 같이 구동부(51)가 실린더 및 모터를 포함하는 경우 동작감지부(52)는 예컨대, 위치센서로 구현되어 실린더의 위치를 검출할 수 있고, 회전감지센서로 구현되어 모터의 회전을 감지할 수도 있다. 또는, 엔코더로 구현되어 모터의 회전수를 감지할 수 있다. 예컨대, 실린더가 미리 설정된 기준위치까지 이동한 경우에 전기자동차측 커넥터(40)가 완전히 분리 및 결합이 되도록 설정할 수 있다. 이 경우, 동작감지부(52)는 실린더가 미리 설정된 기준위치로 도달하였는지를 감지하는 것이다. 결국, 동작감지부(52)는 구동부(51)가 전기자동차측 커넥터(40)를 결합 또는 분리를 위한 위치까지 제대로 이동하였는지 등에 대한 동작상태를 감지하는 역할을 하게 되는 것이다. 이러한 동작상태 감지신호는 제어부(53)로 전송된다.
제어부(53)는 상위 프로세서인 차량제어유닛(VCU:Vehicel Control Unit)으로부터 수신되는 커넥터 결합신호 또는 커넥터 분리신호에 따라 구동부(51)의 동작을 제어한다. 구체적으로 설명하면, 제어부(52)는 차량제어유닛(VCU)으로부터 커넥터 분리신호가 수신되면 구동부(52)를 제어하여 전기자동차측 커넥터(40)를 아래로 이동시켜 전기자동차측 커넥터(40)가 배터리측 커넥터(35)로부터 분리되도록 한다. 이후, 제어부(52)는 동작감지부(52)로부터 상기 전기자동차측 커넥터(40)의 분리에 따른 구동부(51)의 동작상태 감지신호를 수신하여 차량제어유닛(VCU)로 전송하게 된다. 또한, 제어부(52)는 차량제어유닛(VCU)으로부터 커넥터 결합신호가 수신되면 구동부(52)를 제어하여 전기자동차측 커넥터(40)를 위로 이동시켜 전기자동차측 커넥터(40)가 배터리측 커넥터(35)와 결합되도록 한다. 이후, 동작감지부(52)로부터 상기 전기자동차측 커넥터(40)의 결합에 따른 구동부(51)의 동작상태 감지신호를 수신하여 차량제어유닛(VCU)으로 전송하게 된다. 이때, 제어부(52)에서의 신호 송수신은 예컨대, 캔(CAN)통신 또는 소정의 무선통신을 이용할 수 있다.
배터리전원 감지부(54)는 전기자동차측 커넥터(40)가 배터리측 커넥터(35)에 결합된 경우에 배터리(B)로부터 전원이 공급되는지를 감지한다. 또한, 배터리전원 감지부(54)는 전기자동차측 커넥터(40)가 배터리측 커넥터(35)에서 분리된 경우에 배터리(B)로부터 전원공급이 차단되었는지를 감지한다. 이러한 감지신호는 전기자동차측 커넥터(40)가 배터리측 커넥터(35)에 제대로 결합 및 분리되었는지를 판단하기 위한 신호로 이용된다. 이러한 감지신호는 제어부(53)로 전송되며, 최종적으로 차량제어유닛(VCU)으로 전송된다.
도 7은 본 발명의 일례에 따른 전기자동차 배터리용 커넥터의 구동방법을 보인 흐름도로서, 전기자동차 배터리용 커넥터의 분리를 위한 구동방법을 나타낸다.
도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 전기자동차 배터리용 커넥터의 분리를 위한 구동방법에서는, 예컨대, 전기자동차(버스)(10)가 방전 배터리를 교환하기 위하여 충전스테이션에 들어온 후 운전자가 차량제어유닛(VCU)을 이용하여 커넥터 분리신호를 입력하는 것으로부터 시작된다.
제어부(53)에서 신호대기상태(S101)에서 차량제어유닛(VCU)으로부터 커넥터 분리신호가 입력되는지를 판단한다(S103). 커넥터 분리신호가 입력되면 제어부(53)는 구동부(51)를 동작시켜(S105) 전기자동차측 커넥터(40)가 하강이동(분리)되도록 한다(S107). 즉, 하부의 전기자동차측 커넥터(40)가 상부의 배터리측 커넥터(35)에 결합된 상태에서 하부로 이동함으로써 배터리측 커넥터(35)로부터 분리되도록 하는 것이다.
계속해서, 전기자동차측 커넥터(40)의 하강이동에 따라 동작감지부(52)에서 상기 전기자동차측 커넥터(40)가 미리 설정된 위치까지 정상적으로 이동하였는지를 감지하는데, 제어부(53)에서 동작감지부(52)로부터 이러한 이동에 따른 정상신호를 수신하면(S109), 제어부(53)는 배터리 전원감지부(54)에서 배터리 전원차단이 감지되었는지를 판단한다(S111). 배터리 전원차단이 감지되었으면 제어부(53)는 차량제어유닛(VCU)으로 전기자동차측 커넥터(40)가 배터리측 커넥터(35)로부터 정상적으로 분리된 것으로 판단하여 이에 대한 결과신호를 전송한다(S113). 만약, 정상신호가 입력되지 않거나 배터리 전원차단이 감지되지 않으면 제어부(53)는 전기자동차측 커넥터(40)가 배터리측 커넥터(35)에서 정상적으로 분리되지 않은 것으로 판단하여 차량제어유닛(VCU)으로 에러신호를 전송한다(S115). 이때, 동작감지부(52)는 상기 전기자동차측 커넥터(4)의 이동을 감지하거나, 또는 바람직하게는 구동부(51)의 동작을 감지할 수도 있다. 결국, 전기자동차측 커넥터(40)가 배터리측 커넥터(35)로부터 정확히 분리되었는지를 감지하기 위한 구성이라면 다양한 실시 예가 가능하다.
한편, 본 발명의 다른 실시 예에서는 제어부(53)에서 동작감지부(52)에서의 정상신호 수신단계(S109)와, 배터리 전원감지부(54)에서의 배터리 전원감지신호 수신단계(S111) 중 적어도 어느 하나만 수신되어도 전기자동차측 커넥터(40)가 배터리측 커넥터(35)로부터 정상적으로 분리된 것으로 판단하도록 설정할 수도 있다. 바람직하게는 전기자동차측 커넥터(40)의 분리여부를 보다 정확히 판단하기 위해서는 두 단계(S109, S111)를 모두 수행할 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 예에 따른 전기자동차 배터리용 커넥터의 구동방법을 보인 흐름도로서, 전기자동차 배터리용 커넥터의 분리를 위한 구동방법을 나타낸다.
도 1 내지 도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 전기자동차 배터리용 커넥터의 분리 구동방법에서는, 예컨대, 전기자동차(버스)(10)가 충전스테이션에서 방전 배터리를 완충 배터리로 교환이 완료된 이후에, 운전자가 차량제어유닛(VCU)을 이용하여 커넥터 결합신호를 입력하는 것으로부터 시작된다. 이때, 다른 실시 예에서는 방전 배터리를 완충 배터리로 교환이 완료되면 자동으로 커넥터 결합신호를 발생하도록 설정할 수도 있다.
제어부(53)에서 신호대기상태(S201)에서 차량제어유닛(VCU)으로부터 커넥터 결합신호가 입력되는지를 판단한다(S203). 커넥터 결합신호가 입력되면 제어부(53)는 구동부(51)를 동작시켜(S205) 전기자동차측 커넥터(40)가 상승이동(결합)되도록 한다(S207). 즉, 하부의 전기자동차측 커넥터(40)가 상부의 배터리측 커넥터(35)로부터 분리된 상태에서 상부로 이동함으로써 배터리측 커넥터(35)와 결합되도록 하는 것이다.
계속해서, 전기자동차측 커넥터(40)의 상승이동에 따라 동작감지부(52)에서 상기 전기자동차측 커넥터(40)가 미리 설정된 위치까지 정상적으로 이동하였는지를 감지하는데, 제어부(53)에서 동작감지부(52)로부터 이러한 이동에 따른 정상신호를 수신하면(S209), 제어부(53)는 배터리 전원감지부(54)에서 배터리 전원이 감지되었는지를 판단한다(S211). 배터리 전원이 감지되면 제어부(53)는 차량제어유닛(VCU)으로 전기자동차측 커넥터(40)가 배터리측 커넥터(35)에 정상적으로 결합된 것으로 판단하여 이에 대한 결과신호를 전송한다(S213). 만약, 정상신호가 입력되지 않거나 배터리 전원이 감지되지 않으면 제어부(53)는 전기자동차측 커넥터(40)가 배터리측 커넥터(35)에 정상적으로 결합되지 않은 것으로 판단하여 차량제어유닛(VCU)으로 에러신호를 전송한다(S215). 여기서, 이러한 동작감지부(52)는 상술한 전기자동차측 커넥터(40)의 하강이동과 마찬가지로 상기 전기자동차측 커넥터(40)가 배터리측 커넥터(35)로부터 정확히 분리되었는지를 감지하기 위한 구성이라면 다양한 실시 예가 가능하다.
한편, 본 발명의 또 다른 실시 예에서는 제어부(53)에서 동작감지부(52)에서의 정상신호 수신단계(S209)와, 배터리 전원감지부(54)에서의 배터리 전원감지신호 수신단계(S211) 중 적어도 어느 하나만 수신되어도 전기자동차측 커넥터(40)가 배터리측 커넥터(35)에 정상적으로 결합된 것으로 판단하도록 설정할 수도 있다.
본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않고 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다. 예컨대, 상술한 실시 예에서는 구동부(51)가 실린더 및 모터를 포함하는 것으로 기술하였으나, 이에 한정되지 않고 전기자동차측 커넥터(40)를 상하로 이동시킬 수 있는 구성이면 막대형 부재, 스프링 등의 다른 실시 예도 가능할 것이다.
또한, 상기의 실시 예에서는 동작감지부(52)가 위치센서, 회전센서, 엔코더 등으로 구현할 수 있다고 기술하였으나, 다른 실시 예로서 레이저거리센서, 초음파센서 등으로도 구현이 가능할 것이며, 이는 전기자동차 커넥터(40)의 이동, 위치 등을 감지할 수 있는 수단이라면 본 발명에서는 충분히 다른 실시 예로서 적용이 가능할 것이다.
따라서, 이상에서 설명한 본 발명은 바람직한 실시 예들을 통하여 상세하게 설명되었지만, 본 발명은 이러한 실시 예들의 내용에 한정되는 것이 아님을 밝혀둔다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 비록 실시 예에 제시되지 않았지만 첨부된 청구항의 기재 범위 내에서 다양한 본 발명에 대한 모조나 개량이 가능하며, 이들 모두 본 발명의 기술적 범위에 속함은 너무나 자명하다 할 것이다. 이에, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
최근 환경문제, 에너지문제 등에 대한 대안으로서 전기자동차에 대한 관심이 높아지고 있으며, 이와 관련된 기술에 대한 연구가 지속적으로 진행되고 있다. 특히, 전기자동차의 경우 방전 배터리를 완충 배터리로 자동으로 교환하기 위한 각종 기술들이 요구되고 있다. 특히, 이러한 전기자동차용 배터리는 자체에 형성된 배터리측 커넥터와 전기자동차측 커넥터가 서로 결합되어 전원을 공급하도록 하는데, 배터리 교환을 위해 전기자동차측 커넥터를 배터리측 커넥터와 자동으로 분리 및 결합시키기 위한 기술이 요구된다.
이에, 본 발명은 전기자동차에서 전기자동차측 커넥터를 쉽고 간단하게, 자동으로 배터리측 커넥터와 결합 및 분리할 수 있도록 하기 때문에 전기자동차 분야에 유용하게 적용될 수 있을 것이다.
10: 버스(전기자동차) 12: 배터리 안착부
14: 루프도어(roof door) 16 : 바닥판
20 : 승강프레임 22 : 수평프레임
24 : 수직프레임 30 : 커넥터 하우징
31: 커넥터설치부 33 : 배터리케이스
33' : 커넥터설치공간 35 : 배터리측 커넥터
35' : 핀가이드 37 : 하우징
40 : 전기자동차측 커넥터 44 : 터미널
45 : 와이어 48 : 결합가이드핀
51 : 구동부 52 : 동작감지부
53 ; 제어부 54 : 배터리 전원감지부
B : 배터리 VCU : 차량제어유닛

Claims (6)

  1. 전기자동차에서 배터리측 커넥터와 전기자동차측 커넥터를 결합 및 분리하기 위한 전기자동차 배터리용 커넥터의 구동방법에 있어서,
    제어부에서 차량제어유닛(VCU)으로부터 전기자동차측 커넥터의 결합 또는 분리 신호가 입력되는지를 판단하는 단계;
    상기 결합 또는 분리 신호가 입력되면 구동부를 구동하는 단계;
    상기 구동부에 의해 상기 전기자동차측 커넥터가 상기 배터리측 커넥터와 결합 또는 분리되도록 상기 전기자동차측 커넥터를 이동시키는 단계;
    상기 전기자동차측 커넥터의 이동에 따라 상기 전기자동차측 커넥터가 상기 배터리측 커넥터로부터 정상적으로 결합 또는 분리되었는지를 판단하는 단계;
    상기 배터리로부터의 전원공급 여부를 감지하여 그 감지신호를 상기 제어부로 전송하는 단계; 및
    상기 제어부에서 동작감지부로부터 정상적인 결합 또는 분리 신호와, 상기 배터리 전원공급 여부 감지신호 중 적어도 하나 이상 수신되면 상기 차량제어유닛(VCU)으로 상기 전기자동차측 커넥터의 결합완료 또는 분리완료 신호를 전송하는 단계를 포함하는 전기자동차 배터리용 커넥터 구동방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전기자동차측 커넥터의 결합시에는 상기 전기자동차측 커넥터를 상승이동하고, 상기 전기자동차측 커넥터의 분리시에는 상기 전기자동차측 커넥터를 하강이동시키는 것을 특징으로 하는 전기자동차 배터리용 커넥터 구동방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전기자동차측 커넥터의 정상적인 결합 또는 분리를 판단하는 단계는,
    상기 전기자동차측 커넥터에 연결되어 상기 전기자동차측 커넥터를 상부 또는 하부로 이동시키는 실린더의 위치를 감지하는 단계; 및
    상기 실린더의 위치가 상부 또는 하부의 미리 설정된 기준위치에 도달하였는지를 판단하는 단계; 를 포함하고,
    상기 기준위치에 도달한 것으로 판단하면 상기 전기자동차측 커넥터의 정상적인 결합 또는 분리 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 전기자동차 배터리용 커넥터 구동방법.
  5. 전기자동차에서 배터리측 커넥터와 전기자동차측 커넥터를 결합 및 분리하기 위한 전기자동차 배터리용 커넥터의 구동장치에 있어서,
    상기 배터리측 커넥터와의 결합 또는 분리를 위하여 상기 전기자동차측 커넥터를 상부 또는 하부로 이동시키는 구동부;
    상기 전기자동차측 커넥터의 이동에 따라 상기 전기자동차측 커넥터가 상기 배터리측 커넥터로부터 정상적인 결합 또는 분리 여부를 감지하는 동작감지부;
    상기 전기자동차측 커넥터가 상기 배터리측 커넥터에 결합 또는 분리됨에 따라 상기 배터리의 전원공급 여부를 감지하는 배터리 전원감지부; 및
    차량제어유닛(VCU)으로부터 상기 전기자동차측 커넥터의 결합신호 또는 분리신호를 수신하면 상기 전기자동차측 커넥터를 이동시키도록 상기 구동부를 제어하고 상기 동작감지부의 감지신호 또는 상기 배터리 전원감지부의 배터리 전원공급 여부 감지신호 중 적어도 어느 하나가 수신되면 상기 전기자동차측 커넥터의 결합완료 또는 분리완료 신호를 차량제어유닛(VCU)으로 전송하는 제어부; 를 포함하는 전기자동차 배터리용 커넥터 구동장치.
  6. 삭제
KR1020120071452A 2012-06-29 2012-06-29 전기자동차 배터리용 커넥터의 구동방법 및 구동장치 KR101416641B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120071452A KR101416641B1 (ko) 2012-06-29 2012-06-29 전기자동차 배터리용 커넥터의 구동방법 및 구동장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120071452A KR101416641B1 (ko) 2012-06-29 2012-06-29 전기자동차 배터리용 커넥터의 구동방법 및 구동장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140002425A KR20140002425A (ko) 2014-01-08
KR101416641B1 true KR101416641B1 (ko) 2014-07-08

Family

ID=50139493

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120071452A KR101416641B1 (ko) 2012-06-29 2012-06-29 전기자동차 배터리용 커넥터의 구동방법 및 구동장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101416641B1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101529708B1 (ko) * 2013-06-03 2015-06-17 문충환 신호전원 제어 커넥터 장치
KR102123971B1 (ko) * 2019-07-19 2020-06-17 엘지전자 주식회사 압축기 제어장치, 압축기 제어장치의 구동시스템 및 압축기 제어장치의 구동방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0649142U (ja) * 1992-12-09 1994-07-05 株式会社ケイ・エム中央研究所 電気式自動車のバッテリー交換装置
JPH0730126U (ja) * 1993-11-17 1995-06-06 株式会社豊田自動織機製作所 バッテリストッパピンの安全装置
JPH0998518A (ja) * 1995-10-03 1997-04-08 Mitsubishi Motors Corp 電気自動車のバッテリ連結装置、電気自動車の制御装置
JP2010184622A (ja) 2009-02-13 2010-08-26 Nissan Motor Co Ltd 車両のバッテリ交換装置およびバッテリ交換方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0649142U (ja) * 1992-12-09 1994-07-05 株式会社ケイ・エム中央研究所 電気式自動車のバッテリー交換装置
JPH0730126U (ja) * 1993-11-17 1995-06-06 株式会社豊田自動織機製作所 バッテリストッパピンの安全装置
JPH0998518A (ja) * 1995-10-03 1997-04-08 Mitsubishi Motors Corp 電気自動車のバッテリ連結装置、電気自動車の制御装置
JP2010184622A (ja) 2009-02-13 2010-08-26 Nissan Motor Co Ltd 車両のバッテリ交換装置およびバッテリ交換方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140002425A (ko) 2014-01-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109017340B (zh) 用于仲裁车辆充电的车辆架构、电气系统和控制算法
KR102199469B1 (ko) 전기차량에서 외부 차량과 상호 전력 공급을 수행하는 방법 및 장치
CN103702859A (zh) 车辆用充电装置
CN102439815A (zh) 充电控制装置
CN103687748A (zh) 车辆用充电装置
CN101966819B (zh) 电动汽车车载充电保护装置、充电保护方法及车辆
CN104736381A (zh) 用于在充电站为电动车辆充电的充电设备
CN105429234A (zh) 用于车辆的充电设备
CN105073467A (zh) 车辆用盖开闭控制装置
JP5958112B2 (ja) 電動車
CN108973710B (zh) 电动车辆
KR102114671B1 (ko) 전기자동차 충전이 가능한 공용 충전장치 및 그 제어방법
KR101416641B1 (ko) 전기자동차 배터리용 커넥터의 구동방법 및 구동장치
CN104066614A (zh) 车载充电通信装置以及车辆用充电通信系统
CN112824147A (zh) 车辆、上部单元以及控制装置
CN103847709A (zh) 用于阻止车辆同时充电和加注燃料的装置和方法
CN105480070A (zh) 电动汽车
CN114475332A (zh) 用于电动化车辆的多充电接口监测和保护系统
CN107031429B (zh) 车辆充电终止系统和方法
CN112477662B (zh) 车辆充电系统
CN210040744U (zh) 一种立体车库的自动插接充电装置
KR20220072020A (ko) 전기 차량용 자주식 충전 장치
KR101492685B1 (ko) 전기 자동차의 충전 시스템 및 충전 방법
KR20210084958A (ko) 전기상용차 배터리 케이스 교체방법
KR101673611B1 (ko) 전기 자동차의 무인 충전 시스템 및 그의 구동 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170703

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180627

Year of fee payment: 5