KR102013990B1

KR102013990B1 - 전기자동차용 보조배터리 이동식 충전 장치

Info

Publication number: KR102013990B1
Application number: KR1020170099022A
Authority: KR
Inventors: 윤희진
Original assignee: 윤희진
Priority date: 2017-08-04
Filing date: 2017-08-04
Publication date: 2019-08-23
Also published as: KR20190014911A

Abstract

본 발명은 전기자동차용 보조배터리 이동식 충전 장치에 관한 것이다.
구체적으로는, 전기자동차(EV, Electric Vehicle)에 보조 전력을 공급하는 보조배터리를 수납하여 가정용 전원으로 충전할 수 있고, 상기 보조배터리를 전기자동차로부터 탈착하여 충전하는 경우 보조배터리의 운반을 돕는, 전기자동차용 보조배터리 이동식 충전 장치에 관한 것이다.

Description

전기자동차용 보조배터리 이동식 충전 장치{MOVABLE DEVICE FOR CHARGING THE SECOND BATTERY OF ELECTRIC VEHICLE}

본 발명은 전기자동차용 보조배터리 이동식 충전 장치에 관한 것이다.

구체적으로는, 전기자동차(EV, Electric Vehicle)에 보조 전력을 공급하는 보조배터리를 수납하여 충전할 수 있고, 상기 보조배터리를 전기자동차로부터 탈착하여 충전하는 경우 보조배터리의 운반을 돕는, 전기자동차용 보조배터리 이동식 충전 장치에 관한 것이다.

전기자동차(EV, Electric Vehicle)란, 자동차의 구동 에너지를 기존의 자동차와 같이 화석 연료의 연소로 하는 것이 아니라, 전기에너지로부터 얻는 자동차를 의미한다. 이러한 전기자동차는 그린카, 스마트카 등으로 불리우고 있다.

이러한 전기자동차는, 자동차에서의 배기가스가 전혀 없으며, 소음이 아주 작은 장점이 있다. 전기자동차는 1873년 가솔린 자동차보다 먼저 제작되었으나, 배터리의 무거운 중량, 충전에 걸리는 시간 등의 문제 때문에 실용화되지 못하다가 최근 공해문제가 심각해지면서 다시 개발이 되고 있고, 국내는 물론 국외에서 자동차로서 판매되고 있는 실정이다.

전기자동차는 엔진이 전기 모터로 대치된 것 외에 내연기관 자동차들과 약간씩의 차이가 있다. 그러나 가장 큰 문제는 에너지의 공급원인 배터리이다. 배터리의 경량/소형화 및 짧은 충전시간은 여전히 문제로 대두되고 있다.

아울러, 전기자동차의 주 원료인 전기에너지는 기존의 화석원료 에너지와 다르게 일반 가정에서도 쉽게 얻을 수 있으므로, 다양한 충전방식이 개발되고 있는 추세이다. 물론 가정용 전원의 전압과 전기자동차용 전원이 요구하는 전압은 상이하나, 이마저도 전압 조절장치 등을 통해 문제를 해결하고 있는 추세이다.

다만, 가정용 전원을 이용할 수 있다고 하더라도, 충전에는 상당한 문제가 따른다. 실제로 전기자동차의 배터리는 무게가 상당하기 때문에 사용자가 들고 옮기는 것은 매우 어려운 일이며, 이에 따라 가정용 전원을 사용하여 충전을 하려면 자동차에 장착된 상태로 자동차에 구비된 단자에 전원을 연결할 수밖에 없다.

결국, 전기를 자동차가 주차된 장소까지 끌어다 써야하는 건데, 이는 공동주택으로부터 전원을 끌어다 특정 장소에서만 충전이 가능하도록 설비하고도 있고, 긴 케이블을 구비하여 전원을 자동차가 주차된 장소까지 연장시켜 사용하기도 한다.

이에 따라, 본 출원인은 배터리를 쉽게 옮길 수 있는 이동식 장비를 제안하고자 한다.

이에 관련된 기술로서, 등록특허공보 제10-1271251호에는 전기 차량용 이동식 급속 충전 장치가 기재되어 있다.

상기 기술은, 동력을 생성하는 엔진과, 상기 엔진에서 생성된 동력에 의해 회전하는 축을 통해 기전력을 생성하는 발전기와, 상기 발전기에서 생성된 기전력에 의해 차량용 배터리를 충전하는 배터리 충전기와, 상기 배터리 충전기의 충전을 제어하고, 상기 차량용 배터리의 충전 상태를 모니터링하는 제어기와, 상기 발전기에서 생성된 기전력에 의해 충전되고, 충전된 기전력에 의해 상기 엔진, 상기 발전기 및 상기 제어기를 기동시키는 기동 전원을 구성한다.

또 다른 기술로서, 공개특허공보 제10-2016-0108962호에는 이동식 전기 자동차 충전기가 기재되어 있다.

상기 기술은, 이동식 EV (electric vehicle, 전기자동차) 충전기에 관한 것으로서, EV 충전기 자체에 배터리가 내장되어 있어 계통전력이 미치지 않는 지역으로 이동시켜 사용할 수가 있고 또한 계통 전력의 용량이 충분하지 못할 경우에도 내장된 배터리의 용량을 키워서 평소에 계통전력으로 배터리를 충전하였다가 전기자동차가 필요한 대량의 전력을 짧은 시간에 공급할 수 있어 기존 계통전력의 용량에 관계없이 EV 충전소를 운영할 수 있다.

이러한 이동식 EV 충전기는 바퀴를 달아 수시로 이동 할 수도 있고, 또는 차량에 싣고 이동할 수도 있으며 원하는 장소에 이동하여 고정식으로 설치할 수도 있다. 또한 PV(Photovoltaic, 태양광 발전기) 또는 풍력 발전기 등 신재생 에너지 발전 장치를 부가하여 계통 전력의 도움 없이 EV 충전소를 운영할 수 있다.

또한 이동식 EV 충전기는 요금 정산 단말기가 부착되어 있어 사용자가 필요한 금액 만큼의 전력을 본 발명의 이동식 EV 충전기로부터 구매하여 전기자동차를 충전 할 수 있다.

그러나 상기 기술들은, 이동식 장비에 초점이 맞춰져 있을 뿐, 사용자 편의를 위한 결합구조 또는 기능 등이 적용되어 있지 않다.

등록특허공보 제10-1271251호(2013.06.07. 공고) 공개특허공보 제10-2016-0108962호(2016.09.21.)

본 발명의 목적은, 가정용 전원을 이용하여 전기자동차에 사용되는 보조배터리를 충전하는 장치로, 가정용 전원으로 보조배터리를 충전하기 위해 보조배터리를 가정으로 이동할 때 이동을 쉽게 할 수 있도록 하는 전기자동차용 보조배터리 이동식 충전 장치에 관한 것으로,

구체적으로는, 전기자동차(EV, Electric Vehicle)에 보조 전력을 공급하기 위해 구비되는 보조배터리를 수납하여 충전할 수 있고, 상기 보조배터리를 전기자동차로부터 탈착하여 충전하는 경우 보조배터리의 운반 및 충전이 용이하도록 하는, 전기자동차용 보조배터리 이동식 충전 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 운반이 용이하도록 소형화된 보조배터리를 복수 개 수납할 수 있도록 구성하되, 복수 개의 보조배터리들을 직렬 또는 병렬로 연결시켜, 보조배터리들의 충, 방전을 효율적으로 운용할 수 있도록 하는, 전기자동차용 보조배터리 이동식 충전 장치를 제공하는데 있다.

본 발명에 따른 전기자동차용 보조배터리 이동식 충전 장치는, 이동과 운반이 가능하게 구성된 베이스(20); 상기 베이스(20)의 상부에 설치되는 거치부(30); 및 상기 거치부(30)에 삽입되어 탈부착되는 수납부(10);를 포함하되, 상기 수납부(10)는 전기자동차용 보조배터리 복수 개를 수납하도록 일측이 개방된 복수 개의 수납공간(13)이 구성되고, 상기 복수 개의 수납공간(13) 각각의 일측에는 개별컨버터(13a)가 구비되고,상기 복수 개의 개별컨버터(13a)와 직, 병렬로 연결되는 통합컨버터(13b)가 구비되고, 상기 개별컨버터(13a)와 통합컨버터(13b)를 제어하는 제어모듈(17)이 구비된는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 베이스(20)는, 이의 상면 일측에 하부방향으로 오목한 오목홈(21); 및 상기 오목홈(21)에 삽입 설치되는 플렉시블(flexible)한 재질의 그물망으로 구성된 탄성그물(22);을 포함하되, 상기 수납부(10) 및 베이스(20)를 설치하는 경우, 충격을 절감하고, 수납부(10)에서 발생된 열의 방출을 돕는 것을 특징으로 한다.

또한, 베이스(20)는, 일측에 상부에서부터 하부에서까지 관통되는 홈이 형성되고, 상기 홈에 고정형성되는 냉각매체 공급모듈 지지판(14); 상기 냉각매체 공급모듈 지지판(14)에 포함되는 냉각매체 공급모듈(15); 및 일단이 상기 냉각매체 공급모듈(15)에 연결되고, 다른 일단이 상기 연결커버(19c)에 연결되도록 구성된 호스(16);를 포함하되, 상기 베이스(20)에는 수납부(10)의 이동을 위해 이동수단 및 손잡이가 형성되고, 상기 냉각매체 공급모듈로부터 공급된 냉각매체는 냉각모듈(18)을 따라 이동하면서 보조배터리를 냉각시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 거치부(30)는, 이의 단면이 '

'의 형태가 되며, 판 형상의 양측에 벽이 구성되되, 상기 벽의 상단에 거치부(30)의 중심방향으로 돌출된 슬라이드가이드(31); 및 상기 거치부(30)의 전, 후방에 'ㄱ'자 형태로 형성된 전방 고정부(32)와 후방 고정부(33);를 포함하고, 상기 전방 고정부(32)와 후방 고정부(33)는 상호 연동되어 동작되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수납부(10)는, 수납부(10)의 양면 일측 각각에 길이방향으로 형성된 슬라이드홈(11); 수납부(10)의 전면 및 후면 일측 각각에 오목한 홈으로 형성된 고정홈(12); 수납부(10)의 내부에 내설되는 냉각모듈(18);을 포함하되, 상기 냉각모듈(18)의 일측에는 상기 수납부(10)의 외부로 노출되도록 구성된 냉매 출구(19a) 및 냉매 입구(19b)가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 복수 개의 개별컨버터(13a)는 비절연형 컨버터이고, 상기 통합컨버터(13b)는 절연형 컨버터인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어모듈(17)은, 보조배터리의 충전시간 제어, 보조배터리의 충전량 제어, 보조베터리 충전의 직/병렬 회로 제어, 보조배터리 병렬 충전시 충전할 보조배터리의 선택 제어, 수납부의 냉각 제어 중 어느 하나 이상의 제어를 담당하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어모듈(17)은, 상기 수납부(10)에 가해지는 충돌을 감지할 수 있는 센서를 더 포함하고, 감지된 충돌이 일정량 이상인 경우, 수납부(10)의 전기적 흐름을 차단하여 충/방전을 중단하는 것을 특징으로 한다.

또한, (a) 상기 수납공간(13)에 수납되는 보조배터리는 손으로 파지할 수 있는 손잡이가 구성되고, (b) 상기 보조배터리는 이의 일측에 단자가 형성되며, 상기 수납공간(13)에는 상기 보조배터리의 단자와 대응되는 위치에 상기 보조배터리의 단자와 맞닿는 단자를 포함하며, (c) 상기 수납공간(13)에 형성된 단자는 충, 방전 단자에 연결되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수납공간(13)에는 수납공간(13)에 수용된 보조배터리의 단자와 수납공간 내에 구비된 단자를 접촉시키거나 접촉을 해제시키는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 전기자동차용 보조배터리 이동식 충전 장치에 의하면, 운반이 용이하도록 소형화된 복수 개의 보조배터리를 효율적으로 충, 방전할 수 있음은 물론, 보조배터리의 운반을 쉽게 할 수 있다.

또한, 보조배터리를 수납한 수납부의 탈부착이 매우 쉽기 때문에, 사용자 혼자서도 손쉽게 수납부를 탈부착할 수 있고, 이에 따른 이동성 및 운반성에 대한 효율이 증대될 것으로 기대된다.

또한, 가정용 전원을 이용하여 전기자동차에 사용되는 보조배터리를 충전할 수 있으므로, 아파트 등 주택에 별도의 충전설비를 마련하기 위한 비용이 더 소요되지 않을 뿐만 아니라, 가정에서 간편하게 충전할 수 있는 효과가 기대된다.

도 1은 본 발명에 따른 전기자동차용 보조배터리 이동식 충전 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1a는 본 발명에 따른 전기자동차용 보조배터리 이동식 충전 장치에서 보조배터리와 수납공간의 결합상태 예시를 나타낸 것이다.
도 1b는 본 발명에 따른 전기자동차용 보조배터리 이동식 충전 장치에서 개별컨버터 및 통합컨버터의 결합 구조를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 전기자동차용 보조배터리 이동식 충전 장치에서 거치부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 전기자동차용 보조배터리 이동식 충전 장치에서 수납부에 내설된 냉각모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 전기자동차용 보조배터리 이동식 충전 장치에서 보조배터리의 단자가 수납공간 내에 구비된 단자와 연결 또는 연결해제되도록 하는 구성의 일예를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 전기자동차용 보조배터리 이동식 충전 장치에서 병렬방식 충전의 개요를 간략히 설명한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 전기자동차용 보조배터리 이동식 충전 장치에서 병렬방식 충전회로의 일예를 나타낸 도면이다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 사항은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 도면을 참조하여 설명하기에 앞서, 본 발명의 요지를 드러내기 위해서 필요하지 않은 사항 즉 통상의 지식을 가진 당업자가 자명하게 부가할 수 있는 공지 구성에 대해서는 도시하지 않거나, 구체적으로 기술하지 않았음을 밝혀둔다.

구체적으로는, 전기자동차(EV, Electric Vehicle)에 보조 전력을 공급하는 보조배터리를 가정용 전원으로 충전하기 위한 장치로, 상기 보조배터리를 수납하여 충전할 수 있고, 상기 보조배터리를 전기자동차로부터 탈착하여 충전하는 경우 보조배터리의 운반을 돕는, 전기자동차용 보조배터리 이동식 충전 장치에 관한 것이다.

이러한 본 발명을 첨부된 도면을 통해 설명한다.

먼저, 도 1은 본 발명에 따른 전기자동차용 보조배터리 이동식 충전 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.

첨부된 도면의 도 1에 따르면, 본 발명은 수납부(10); 베이스(20); 및 거치부(30)를 주요하게 포함할 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 수납부(10)는 거치부(30)에 끼워지고, 수납부(10)와 거치부(30)가 결합된 상태에서, 베이스(20)에 올려진다.

이때 베이스(20)의 오목홈(21)에 거치부(30)가 삽입되어 고정될 수도 있으나, 볼트 등을 통해 체결시킬 수도 있다.

먼저, 수납부(10)는 슬라이드홈(11), 고정홈(12), 수납공간(13), 제어모듈(17), 냉각모듈(18) 및 호스 연결부(19)를 포함할 수 있다.

슬라이드홈(11)은 수납부(10)의 양면 일측에 각각 형성되는 것으로, 소정의 홈이 수납부(10)의 길이방향을 따라 형성된다.

이러한 슬라이드홈(11)은 도 1에 도시된 바와 같이, 하면 일측에 하부로 더 오목한 바퀴홈(11a)이 형성될 수 있고, 상기 바퀴홈(11a)에는 축으로 상기 바퀴홈(11a)과 연결되는 바퀴(11b)가 복수 개 일렬로 배열될 수 있다.

따라서, 후술되는 거치부(30)의 슬라이드가이드(31)가 삽입될 때, 더욱 부드러운 움직임을 유도할 수 있다.

고정홈(12)은 수납부(10)의 전면 및 후면 일측에 형성되는 것으로, 오목한 홈으로 형성된다. 이때 전면과 후면은 상기 수납부(10)가 슬라이드 되는 방향을 기준으로 전방 및 후방을 의미하며, 측면은 상기 측면과 후면을 기준으로 양 옆면을 의미한다.

수납공간(13)은 수납부(10)의 일면이 개방되는 형태로, 도 1에서는 3개로 도시되어 있으나, 3개 미만 또는 3개를 초과하는 개수일 수 있다.

그리고 수납공간(13)은 전기자동차(EV)용 보조배터리를 밀어 넣어 수납할 수 있도록 구성되며, 일측에 보조배터리의 +극 및 -극과 연결되어 전기적으로 연결되는 단자가 구비될 수 있다. 이는 도 1a를 참조하여 후술한다.

이러한 수납공간(13)에는 각각 마다 개별컨버터가 구성될 수 있는데, 상기 개별컨버터는 충전을 위한 전력을 공급하는 대상(예를 들면 상용전원)의 전압과 전기자동차용 보조배터리에서 요구하는 전압이 다르므로, 전압을 조절하는 기능을 한다.

구체적으로는 첨부된 도면의 도 1b를 참조할 수 있다.

도 1b는 본 발명에 따른 전기자동차용 보조배터리 이동식 충전 장치에서 수납부의 구조를 개략적으로 나타낸 것이다.

첨부된 도면의 도 1b에 따르면, 각각의 수납공간(13)은 그의 일측으로 개별컨버터(13a)가 구비된다. 이때 수납공간(13)에 구비된 개별컨버터는 개별컨버터로서 외부 절연을 차단함으로서 수납공간(13)에 수납된 보조배터리를 보호하는 한편, 보조배터리의 전기적 연동이 신속하게 될 수 있도록 한다.

이러한 개별컨버터는 1개 코일만 사용되어 부품이 적게 들어가 있어 과전압이나 기타 전기적인 특성을 차단하지 못하나, 전기를 공급받는 수단(보조배터리)의 전기적 반응이 신속하도록 한다(절연 개별컨버터의 경우 0.5초의 딜레이가 발생됨).

또한, 상기 개별컨버터(13a)는 보조배터리의 필요 전압과 공급되는 전원의 전압 세기를 맞춰주고, DC전원을 DC전원으로 변경한다.

보조배터리를 충전하는데 있어, 일정량의 보조배터리 충전시 통합컨버터를 통해 배터리를 다양한 방법으로 충전할 수 있도록 제어할 수 있다.

상기 다양한 방법 중 하나는, 통합컨버터를 통해 개별컨버터에 공급될 전원의 전압을 통일되도록 맞추고, 일정한 양의 전력을 복수 개의 개별컨버터로 공급하여 보조배터리가 일괄 충전되도록 하는 것이다.

즉, 복수 개의 보조배터리가 동시에 충전될 수 있도록 하는 것이다.

다만, 복수 개의 보조배터리를 동시에 충전하는데 있어서, 상기 복수 개의 보조배터리의 잔여 용량이 각기 다를 수 있으므로, 제어모듈(17)은 보조배터리의 용량을 감지할 수 있는 수단을 더 마련함으로써, 복수 개의 보조배터리의 잔여 용량을 판단하고, 각각의 보조배터리가 잔여 용량 대비 완충될 수 있도록 충전하며, 먼저 완충된 보조배터리의 개별컨버터와 통합컨버터의 연결을 차단할 수 있다.

이러한 충전에 대하여 도 1b에 도시하고 있으나, 구체적으로 살펴보면 도 5 및 도 6을 참조할 수 있다.

도 5 및 도 6을 참조하였을 때, 제어모듈(17)은 통합컨버터를 통해 개별컨버터(도면의 개별 충전장치)를 제어하는 것으로서, 구체적으로는 저항(R)이 정류전압 측정용 분압 회로이며, 정류전압을 분압하여 축소한다.

그리고 개별컨버터의 DC-DC 변환회로는 IGBT, Gate Driver 인덕터, 콘덴서로 구성되어 정류회로부터 입력된 전압을 배터리를 충전하기 위한 충전전압으로 변환하는 기능을 한다. 이를 위해 Gate Driver는 제어모듈(17)의 제어신호가 인가되고, Gate Driver의 출력신호는 IGBT의 단자에 인가되어 IGBT를 온/오프 시킨다. 이때 제어모듈(17)의 제어신호는 PWM 제어되어 충전전압의 크기를 제어할 수 있다.

인덕터는 IGBT의 온/오프에 따른 전압의 급격한 변화를 완충시키기 위한 소자이고, 콘덴서는 인가된 평균 충전전압을 저장하여 이에 연결된 보조배터리에 안정화된 전원을 공급하도록 한다.

또한, 저항 R5 및 R6은 보조배터리들의 전압을 분압하여 측정하는 것이고, 저항 R7은 1Ω 이하의 작은 저항으로서, 개별컨버터에 연결된 보조배터리에 흐르는 전류를 측정하는 기능을 한다.

다른 하나는, 복수 개의 보조배터리를 순차적으로 충전하는 것이다.

상술된 바와 같이 일괄적으로 충전하는 경우, 통합컨버터의 용량이 한정되어있는 반면, 통합컨버터에 공급된 전력이 복수 개의 개별컨버터로 분산 공급되기 때문에 충전속도가 느린 문제가 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 본 출원인은 복수 개의 보조배터리에 따른 개별컨버터를 병렬로 연결하되, 각각의 개별컨버터와 통합컨버터를 직렬로 연결하고, 복수 개의 보조배터리를 순차적으로 충전할 수 있도록 한다.

구체적으로, 보조배터리의 충전 과정에서 제1 보조배터리가 완충 되어지면, 다음으로 제2 보조배터리가 충전되고, 다음으로 제n 보조배터리가 충전되도록 하도록 한다. 이때, 상기에서는 충전 순서를 제1, 제2 및 제n 보조배터리 순서로 기재하고 있으나, 반대로 제n 보조배터리를 먼저 충전할 수도 있다.

그리고 복수의 수납공간(13)의 후측으로는, 복수의 개별컨버터(13a)를 직, 병렬로 연결한 통합컨버터(13b)가 위치된다. 상기 통합컨버터(13b)는 후술되는 제어모듈(17)의 제어에 따라 복수의 개별컨버터(13a)를 직렬 또는 병렬로 연결하도록 한다.

물론, 상기 통합컨버터(13b)는 수납부(10) 외부에 돌출되지 않도록 구성됨이 당연하다.

이러한 통합컨버터(13b)는 보조배터리 및 개별컨버터(13a)를 보호하기 위해 절연형 컨버터로 하고, 개별컨버터(13a)는 비절연형으로 할 수 있다.

절연형 컨버터는 1차 코일과 2차 코일이 분리되어 있어서, 과전압(써지)이 인가될 경우 1차 코일에서 차단하지 못하더라도 2차 코일에서 차단할 수 있어서 회로를 보호할 수 있는 특성이 있다.

또한, 상기 통합컨버터(13b)는 AC전원을 DC전원으로 변경하는 역할을 한다. 즉, 상용전원(가정용 전원)의 AC전원을 보조배터리에 요구되는 DC전원으로 변경하는 것으로서, 후술되는 충, 방전단자로부터 전원을 전달받는다. 그리고 통합컨버터(13b)에서 변경된 DC전원은 상술된 바와 같이 개별컨버터(13a)를 통해 DC전원으로 변경되면서 보조배터리의 요구 전원으로 변환된다.

또한, 상기 통합컨버터(13b)는 3kw의 가정용 전원을 자동차용 배터리의 전력에 맞도록 7.7kw로 변환하는 기능을 한다.

또한, 다른 실시 예에 따라 개별컨버터를 절연형으로 하고, 통합컨버터를 비절연형으로 할 수 있다.

일반적으로, 절연형 개별컨버터는 정보와 신호를 다른 개별컨버터들과 공유할 수 있으므로, 상기와 같이 개별컨버터를 절연형으로 하는 경우 물리적으로 연결되어 정보와 신호를 공유하도록 구성한다.

위와 같이 구성되는 경우, 개별컨버터를 구성하는 회로 상에 개별컨버터 스스로 고장상태를 점검할 수 있는 감지수단을 더 마련할 수 있는데, 이는 개별컨버터에 입력되는 신호와 출력되는 신호를 비교하여 일정량을 신호가 입, 출력되지 않으면 개별컨버터가 고장으로 판단하는 것이다.

이때, 본 발명에서는 3개의 개별컨버터를 기재하고 있는데, 만약 어느 하나의 개별컨버터에 고장이 발생된 것으로 판단되면, 나머지 개별컨버터들도 이 고장신호를 공유하여 스스로 동작을 차단하게 된다.

이러한 기능이 필요한 이유는, 본 발명은 전기자동차 구동에 필요한 전원을 공급하는 장치에 관련하므로, 만약 보조배터리나 컨버터에 이상이 발생되었음에도 불구하고 계속 사용한다면, 자동차에 탑승하고 있는 운전자로 하여금 사고를 유발할 가능성이 있기 때문에, 모든 개별컨버터에 대응되는 전기적 연결이 차단되도록 할 필요가 있다.

다만, 모든 전기적 기기가 그렇듯이 고장을 오감지하는 경우가 있을 수 있는데, 이는 통합컨버터를 비절연형으로 구성함으로써, 보다 신속한 기능의 수행이 가능하도록 하되,

이 통합컨버터는 고장으로 판단하였던 개별컨버터에 전원이나 2차적 고장판단을 위한 신호를 입력한 뒤, 해당 신호가 출력되는 것을 수신하는 방식으로, 해당 개별컨버터의 고장을 2차적으로 판단하는 기능을 수행한다.

이때, 통합컨버터의 판단 결과, 고장이 발생된 것이 맞다면 모든 개별컨버터의 동작이 차단된 상태로 유지하여, 수리를 기다릴 수 있으나,

만약, 통합컨버터에 의해 입력된 신호와 통합컨버터가 수신한 신호가 동일하다면, 해당 개별컨버터는 고장 판단이 오감지인 것으로 판단하고, 다시 개별컨버터가 동작되도록 할 수 있다.

이때, 다른 설계 조건에 따라서는, 통합컨버터가 2차적 고장판단을 위한 신호를 입력하는 대상이, 고장을 감지하였던 개별컨버터 뿐만 아니라 모든 개별컨버터일 수 있다. 이유는 갑자기 동작이 차단된 개별컨버터에도 다른 이상이 발생될 우려가 있으므로, 이를 다시 한번 점검할 필요가 있는 것이다.

상술된 바와 같이, 개별컨버터를 절연형으로 구성하고, 통합컨버터를 비절연형으로 구성하는 경우, 보조배터리에 전원을 충전하는 상용전원(AC 전원)에 과전압이 걸려 통합컨버터 내지 개별컨버터에 고장이 발생될 우려가 있으므로, 비절연형 통합컨버터의 상용전원을 입력받는 전단에 절연형 통합컨버터를 하나 더 마련할 수도 있으나, 이는 설계자의 판단에 의해 더 부가될 수 있는 것일 뿐, 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니다.

또한, 상기 수납부(10)의 일측에는 충, 방전단자가 구성될 수 있다.

냉각모듈(18)은 첨부된 도면의 도 3과 같이 수납부(10)의 내부에 내설된다.

도 3은 본 발명에 따른 전기자동차용 보조배터리 이동식 충전 장치에서 수납부에 내설된 냉각모듈을 설명하기 위한 도면이다.

첨부된 도면의 도 3에 의하면, 냉각모듈(18)은 수납부(10)의 상면 내부와 측면 내부 일측에만 내설되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 실제로는 상면, 하면 및 측면 모두의 내부에 내설되고 연속적으로 연결되도록 할 수 있다.

그리고 어느 하나의 냉각모듈(18)의 일측은 수납부(10)의 외부로 노출되도록 구성되어 냉매 출구(19a)가 형성될 수 있고, 또 다른 어느 하나의 냉각모듈(18)의 일측은 수납부(10)의 외부에 노출되도록 구성되어 냉매 입구(19b)가 형성될 수도 있다.

그리고 상기 냉매 출구(19a) 및 냉매 입구(19b)는 연결커버(19c)에 의해 덮어질 수 있는데, 상기 연결커버(19c)는 상면과 하면이 개방된 형태로 구성된다.

이러한 연결커버(19c)는 호스(16)에 연결되는데 이는 후술한다.

후술되는 호스(16)를 통해 냉각매체를 공급받을 수 있는데, 이로 인해 냉각모듈(18)은 이의 내부에 냉각매체가 이동함으로써, 수납부(10)의 과열을 방지하고 냉각시키는 역할을 할 수 있다. 이때 냉각매체는 기체 및 액체 등일 수 있으며 구체적으로는 후술한다.

그리고 냉매 출구(19a), 냉매 입구(19b) 및 연결커버(19c)를 통합적으로 호스 연결부(19)로 통칭할 수 있다.

제어모듈(17)은, 제어패널과 제어부로 구성되어, 제어패널을 통해 충전을 위한 제어를 조작하고, 제어부에서 제어를 수행할 수 있는데, 이러한 제어모듈(17)은 다음의 기능 중 어느 하나 이상을 담당한다.

첫째, 보조배터리의 충전시간을 제어할 수 있다.

둘째, 보조배터리의 충전량을 제어할 수 있다.

셋째, 보조배터리의 충전을 직렬로 수행할 것인지, 병렬로 수행할 것인지 제어할 수 있다.

넷째, 보조배터리의 충전을 병렬로 수행하는 경우, 어느 수납공간(13)의 보조배터리를 충전할 것인지를 제어할 수 있다.

다섯째, 충전장치의 냉각을 제어할 수 있다.

여섯째, 충돌감지센서 또는 가속센서를 더 포함시켜 충돌을 감지할 수 있다.

일곱째, 충돌이 감지된 경우, 감지된 충돌이 일정량 이상인지를 판단하여 보조배터리의 충전(또는 방전)을 중단시키고, 수납부(10)의 모든 전기적 흐름을 차단할 수 있다. 이를 위해서는 충, 방전단자나 제어부, 개별컨버터 또는 보조배터리의 +극/-극 연결부위의 회로를 차단할 수 있는 스위칭 구성을 포함할 수도 있다.

이와 같은 수납부(10)는, 첨부된 도면의 도 1에서 볼 수 있듯이, 거치부(30)에 삽입될 수 있는데, 거치부(30)는 베이스(20)에 설치될 수 있다.

베이스(20)는 도 1에서 판 형태로만 도시되어 있으나, 도 1에 도시되어 있지 않은 바퀴 등의 이동수단과 손잡이가 일측에 형성될 수 있는데, 이는 수납부(10)의 이동을 용이하게 하기 위한 것으로 설계조건에 따라 부가될 수 있는 것이면 충분하다.

또한, 도 1에서 도시하지 않았지만 수납부(10)의 일측에도 손잡이가 형성될 수 있다.

설계 조건에 따라서는, 이동과 운반이 가능하도록, 자력을 이용하는 레일에 설치될 수도 있는데, 이런 경우 상기 이동수단은 자력발생과 이동을 위한 통상의 수단이 될 수도 있다.

다른 설계 조건에 따라서는, 상기 이동수단이 레일로 구성될 수도 있으며, 다시 말하면 상기 이동수단은 이동과 운반을 목적으로 하는 모든 종래의 수단이 될 수 있는 것이다.

특히, 수납부(10)의 일측에 형성되는 손잡이는 수납부(10)의 들고 나름을 용이하게 하기 위한 손잡이인데, 설계 조건에 따라서는, 베이스(20)의 일측에도 손잡이를 형성함으로써, 베이스(20)의 일측에 형성된 바퀴로 끌어 이송하는 것이 쉽도록 할 수도 있다.

이를 위한, 베이스(20)의 일측에 형성되는 손잡이는, 통상 '

'자로 형성되는 수레의 손잡이 형태를 갖을 수도 있고, 줄 또는 와이어로 이루어진 손잡이 일 수도 있다.

또한, 다른 설계 조건에 따라서는, 베이스(20)의 측면 일측에 내부방향으로 오목하게 형성된 홈을 길게 형성하되, 상기 홈을 따라 이동 가능한 가이드를 포함하여 상기 가이드는 홈을 따라 이동하면서 홈으로부터 노출 또는 수용되며, 이 가이드의 일단에 손잡이를 형성함으로써,

손잡이 사용시 가이드를 잡아당겨 홈으로부터 노출되도록 하여 손잡이로서 사용하고, 손잡이 미사용시 가이드를 홈으로 수용하여 외부에 노출되지 않도록 할 수도 있다.

이때, 가이드가 홈으로부터 완전히 노출되는 경우, 빠지지 않고 고정될 수 있도록 축을 가이드의 손잡이가 형성된 반대 일단에 형성하고,

홈의 양측면에는 측부방향으로 더 오목한 홈을 형성하여, 상기 축이 홈의 더 오목한 홈에 끼워지되, 이 더 오목한 홈의 단부는 폐쇄되어 축의 이동을 단속하도록 구성함으로써, 축을 기준으로 가이드가 일정 각도만큼 회전할 수 있도록 할 수 있다.

이러한 베이스(20)는 상면 일측에 하부방향으로 오목한 오목홈(21)이 형성되고, 이 오목홈(21)은 수납부(10)와 거치부(30)의 크기에 대응되도록 형성될 수 있다.

그리고 오목홈(21)에는 탄성그물(22)이 삽입되는데, 상기 탄성그물(22)은 플렉시블(flexible)한 재질의 그물망으로 구성되어, 수납부(10)와 거치부(30)를 설치하는 과정에서 수납부(10)를 내려놓을 때 수납부(10)에 전달되는 충격을 절감할 수 있어서 수납부(10)의 파손을 방지할 수 있고, 또한 수납부(10)에서 발생되는 열의 방출을 도울 수도 있다. 이를 위해 베이스(20)의 오목홈(21)은 홈의 형상보다 하부방향까지 관통되도록 구성되는 것이 바람직할 수도 있고, 이때 탄성그물(22)은 이의 모서리가 오목홈(21)의 내부 측면(내면)에 끼워지도록 하거나, 오목홈(21)의 내부 측면(내면)에 거치수단을 길이방향으로 형성하거나 또는 상기 거치수단을 복수 개 형성한 뒤, 탄성그물(22)을 나사 또는 볼트 등으로 고정시킬 수도 있다.

이러한 베이스(20)는, 일측에 상부에서부터 하부까지 관통되는 홈이 형성되어, 상기 홈에 냉각매체 공급모듈 지지판(14)이 고정된다.

그리고 냉각매체 공급모듈 지지판(14)에는 냉각매체 공급모듈(15)이 포함되며, 냉각매체 공급모듈(15)의 상부측으로 호스(16)가 연결될 수 있다.

이때, 호스(16)는 양단에 고정 연결을 위한 연결부가 구성될 수 있는데, 이때 호스(16)의 일단은 냉각매체 공급모듈(15)에서 공급되는 냉각매체가 외부로 유입되지 않도록 냉각매체 공급모듈(15)에 연결되고, 다른 일단은 상술된 연결커버(19c)에 연결될 수 있다. 즉, 상기 다른 일단은 연결커버(19c)의 형태에 대응되도록 형성됨이 바람직하다.

이때, 냉각매체 공급모듈(15)은 첨부된 도면에 도시된 바와 같이 팬으로 구성되어 모터 등으로 동력을 공급받아 동작되어 상온의 공기를 공급하도록 구성할 수도 있으나, 여기에 열전소자를 더하여 상온의 공기를 냉각시켜 공급할 수도 있다.

또 다른 설계 조건에 따라서, 냉각매체 공급모듈(15)은 액체 상태의 냉매를 공급하는 수단으로 구성되고, 펌프 등의 구성을 통해 냉매를 공급하도록 구성할 수도 있다.

한편, 또 다른 설계 조건에 따라서, 호스(16)의 일단은 일반 가정집(댁내)의 수도꼭지에 연결될 수 있다.

이는 상술된 (a) 냉각매체 공급모듈(15)에 연결되기 위한 구조를 그대로 수도꼭지에 연결할 수도 있고,

(b) 냉각매체 공급모듈(15)에 연결되기 위한 구조가 호스(16)로부터 탈착되어 탈착된 호스(16)의 일단을 수도꼭지에 직접 연결하는 것일 수도 있으며,

(c) 냉각매체 공급모듈(15)에 연결되기 위한 구조가 호스(16)로부터 탈착되어 탈착된 호스(16)의 일단에 수도꼭지 연결을 위한 커플러를 설치하여 수도꼭지와 연결되도록 하는 것일 수도 있고,

(d) 수도꼭지 연결용 커플러의 일측을 냉각매체 공급모듈(15)에 연결되기 위한 구조에 대응되도록 하여 구성된 커플러를 이용하여 호스(16)와 수도꼭지를 연결할 수도 있다.

이로 인해, 댁내의 수도꼭지와 연결됨으로써, 수돗물이 냉각모듈(18)을 순환하면서 보조배터리 충전 중 발생되는 열을 냉각하도록 할 수 있는 이점이 있다.

다만, 또 다른 설계 조건에 따라서는, 냉각모듈(18) 내부로 수돗물이 순환되는 것을 제어할 수 있는 밸브(도면에 미도시)를 수납부(10) 일측에 포함함으로써, 수돗물이 쓸데없이 낭비되는 것을 방지할 수도 있다.

이는 (a) 밸브를 사용자가 수동으로 조작할 수 있도록 일반적인 밸브로 구성함으로써, 사용자의 조작에 따라 수돗물이 냉각모듈(18) 내부로 유입되도록 할 수도 있으나,

(b) 온도센서를 더 마련하여, 제어모듈이 보조배터리 충전에 따른 온도를 측정하다가, 측정된 온도가 기설정된 온도를 초과하게 되면, 밸브를 자동으로 개방시켜 수돗물이 냉각모듈(18) 내부로 유입되어 순환되도록 할 수 있다.

이때, 제어모듈이 측정된 온도를 기반으로 다시 기설정된 온도 이하로 떨어지면 밸브를 자동으로 폐쇄시켜 수돗물이 낭비되는 것을 방지하도록 할 수도 있다.

거치부(30)는, 단면이 '

'의 형태가 되며, 판 형상의 양측에 벽이 구성되고 이 벽의 상단에 거치부(30) 중심방향으로 돌출된 슬라이드가이드(31)가 구성된다.

그리고 수납부(10)가 삽입되는 방향을 전방으로 하였을 때, 거치부(30)의 전방 일측에 전방 고정부(32)가 형성되며, 후방 일측에는 후방 고정부(33)가 형성된다. 이러한 전방 고정부(32)와 후방 고정부(33)는 상호 연동되어 동작될 수 있는데, 이는 첨부된 도면의 도 2를 통해 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 전기자동차용 보조배터리 이동식 충전 장치에서 거치부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

첨부된 도면의 도 2에 따르면, 전방 고정부(32)는 거치부(30)의 전방 일측에 경첩(32b)을 통해 연결되며, 도 2와 같이 접힐 수 있다. 이러한 전방 고정부(32)의 일측에는 일면에서 반대 일면으로 관통되는 전방 고정부 홈(32a)이 형성될 수 있다.

그리고 전방 고정부(32)의 하부측에는 거치부(30)의 측면으로부터 돌출된 단속부 지지판(35)이 돌출되며, 이 단속부 지지판(35)의 일면에는 상부방향으로 돌출된 단속부(34)가 형성될 수 있다.

이때, 단속부(34)는 상부가 하부에 비해 크게 구성되며, 상부는 하부방향으로 갈수록 넓어지도록 경사진 형태를 갖는다. 그리고 단속부(34)는 수직방향으로 절단되어 소정의 이격된 간격을 갖게 되는데, 이러한 단속부(34)는 플렉시블(flexible)하게 구성된다.

그리고 단속부(34)의 상부의 하단측은 전방 고정부 홈(32a)보다 크게 형성된다. 이로 인해, 전방 고정부(32)가 거치부(30)와 동일한 방향으로 펼쳐져 있을 땐 단속부(34)가 전방 고정부 홈(32a)에 끼워진 상태(도 1 참조)가 되는데, 이는 단속부(34)의 최상측이 전방 고정부 홈(32a)에 끼워지면서 단속부(34)의 간격이 좁아지게 되어 단속부(34)의 상부(헤드부분)가 상기 전방 고정부 홈(32a)에 완전히 끼워짐으로써, 전방 고정부(32)를 고정한다.

또한, 전방 고정부(32)는 'ㄱ'자 형태로 구성됨으로써, 상기 수납부(12)의 전방 측 고정홈(12)에 삽입된다.

그리고 후방 고정부(33) 역시 'ㄱ'자 형태로 구성됨으로써, 상기 수납부(12)의 후방 측 고정홈(12)에 삽입될 수 있는데, 후방 고정부(33)는 거치부(30)의 상면을 기준으로 수직되게 형성되며, 수직으로 형성된 벽면 일측에 관통된 후방 고정부 홈(33a)이 형성된다.

또한, 후방 고정부(33)는 'ㄷ'자 형태의 누름부(33b)를 더 포함할 수 있는데, 이때 누름부(33b)의 일단은 후방 고정부 홈(33a)에 삽입되고, 다른 일단은 거치부(30)의 하면 내부로 삽입되도록 한다. 이를 위해 거치부(30)의 하면 내부는 후방 고정부(33)가 삽입될 수 있는 홈이 마련될 수 있으며, 상기 홈은 형성된 지점부터 반대까지 관통되도록 형성된다.

그리고 후방 고정부(33)의 일단 중, 거치부(30)의 하면 내부에 삽입된 일단에는 와이어(37)가 연결될 수 있는데, 상기 와이어(37)의 반대 일단에는 밴드(36)가 연결된다.

이러한 밴드(36)는 단속부(34)의 하부에 삽입될 수 있으며, 와이어(37)가 당겨지면 조여지도록 한다. 이는 와이어(37)의 일측에 고리를 끼우고, 상기 고리에 다른 와이어(도면에 미도시)를 연결시킨 뒤, 상기 와이어(37)의 일단을 밴드(36)에 연결시키고, 추가로 구비된 와이어의 일단은 밴드(36)의 다른 일단에 연결시킴으로써, 와이어(37)가 당겨짐에 의해 밴드(36)가 조여질 수 있도록 한다.

이로 인해, 밴드(36)가 조여지면 단속부(34)의 이격된 간격이 좁아지고 이에 따라 단속부(34)의 상부가 좁아지면서 전방 고정부 홈(32a)의 크기보다 작아지게 되는데, 이때, 전방 고정부(32)를 연결하는 경첩(32b)에 토션 스프링을 마련함으로써, 단속부(34)가 전방 고정부 홈(32a)을 이탈하면 전방 고정부(32)가 도 2와 같이 세워지도록 하고, 수납부(10)의 전방 측 고정홈(12)에 고정되도록 한다.

상술된 구성에 의한 동작 관계를 살펴보면, 수납부(10)를 거치부(30)의 전방으로부터 삽입하되, 슬라이드홈(11)에 슬라이드가이드(31)가 끼워지도록 삽입하면, 수납부(10)의 후면이 후방 고정부(33)의 누름부(33b)를 누르게 된다.

그러면, 상술된 와이어(37)가 당겨지면서 밴드(36)를 조이게 되고, 단속부(34)의 간격이 좁아져 전방 고정부 홈(32a)보다 단속부(34)의 크기가 작아지게 되어, 전방 고정부(32)는 경첩(32b)에 구비된 토션스프링의 탄성력에 의해 수직으로 접혀 세워지면서 수납부(10)의 전방 측 고정홈(12)에 끼워진다.

반대로, 수납부(10)를 거치부(30)로부터 탈착하는 경우에도, 전방 고정부(32)를 눌러 상기 전방 고정부 홈(32a)에 단속부(34)를 끼우고, 전방 측으로 슬라이드 이동시켜 탈착이 가능하다.

상기와 같은 바에 의해, 본 발명에 따른 전기자동차용 보조배터리 이동식 충전 장치에 의하면, 복수 개의 보조배터리를 효율적으로 충, 방전할 수 있음은 물론, 무게가 상당한 보조배터리 운반을 쉽게 할 수 있다.

또한, 보조배터리를 수납한 수납부의 탈부착이 매우 쉽기 때문에, 사용자 혼자서도 손쉽게 수납부를 탈부착할 수 있고, 이에 따라 이동성 및 운반성에 대한 효율이 증대될 것으로 기대된다.

이상의 설명은, 본 발명에 따른 전기자동차용 보조배터리 이동식 충전 장치의 구조를 설명한 것이고, 이하에서는 전기자동차용 이동식 배터리에 대해 설명한다.

상기 보조배터리는, 수납공간(13)에 수납되는 경우 고정이 확실히 이루어져야 한다. 왜냐하면 보조배터리를 이동식 장치에 장착하여 이동하는 경우 고정이 불확실하면 보조배터리가 수납공간(13)으로부터 탈착될 수 있기 때문이다.

이는 첨부된 도면의 도 1a를 통해 설명한다.

도 1a는 본 발명에 따른 전기자동차용 보조배터리 이동식 충전 장치에서 보조배터리와 수납공간의 결합상태 예시를 나타낸 것이다.

첨부된 도면의 도 1a는, 수납부(10)의 상단 일부를 절단하여 수납공간(13)이 표현되도록 도시한 것이다. 또한 도 1a는 보조배터리를 도시하고 있다.

먼저, 보조배터리를 설명하면, 보조배터리는 이동식 충전장치의 수납공간(13)에 용이하게 탈부착할 수 있도록 적정 무게를 가져야 한다.

이는 보조배터리의 무게가 너무 무거우면 사용자가 이동식 충전장치의 수납공간(13)에 보조배터리를 삽입하거나 탈거하는 탈부착 작업이 용이하지 않게 되고, 보조배터리의 무게가 가벼우면 배터리의 용량이 적어서 효율적이지 않게 된다.

본 발명에 따른 보조배터리의 무게가 사용자의 편리성의 감안하여 5kg 내지 10kg 정도의 무게로 하는 것이 바람직하다.

또한, 보조배터리는 수납공간(13)에 삽입될 때, 외부에 노출되는 일면에 손잡이가 형성된다. 이 손잡이는 사용자가 손으로 파지하기 쉽게 구성된다면 어떻게 구성되어도 무방하다.

그리고 보조배터리의 일측에는 상술된 +극, -극의 단자가 형성되며, 이에 따라 수납공간(13)에는 상기 보조배터리의 단자 위치에 맞도록 상기 +극, -극 단자와 맞물리는 단자가 형성될 수 있다.

이러한 수납공간(13)의 단자는 충, 방전 단자에 연결될 수 있다.

또한, 도 1a를 참조하면 수납공간(13)의 개방된 방향의 하면 일측에는 롤러 홈(1)이 형성될 수 있다.

이러한 롤러 홈(1)에는 상기 롤러 홈(1)에 축으로 고정 연결된 롤러(2)가 완전히 삽입될 수 있는데, 상기 롤러(2)에는 방열 가림막(3)이 권취될 수 있다. 따라서, 상기 방열 가림막(3) 역시 상기 롤러 홈(1)에 완전히 삽입되도록 하여 상기 수납공간(13)의 면을 경계로, 상기 롤러(2)와 상기 방열 가림막(3)이 돌출되지 않도록 한다.

그리고 롤러(2)를 롤러 홈(1)에 고정 연결시키는 축에는 토션스프링이 형성될 수 있는데, 상기 토션스프링은 롤러(2)가 방열 가림막(3)을 권취하고 있는 상태로 고정되도록 하다가, 사용자가 방열 가림막(3)을 잡아당기면 롤러(2)가 회전되도록 하되, 사용자가 잡아당기던 인력(人力)을 제거하면 롤러(2)가 역으로 회전되어 방열 가림막(3)을 권취할 수 있도록 한다.

이때, 방열 가림막(3)은 그래핀(Graphene) 소재로 이루어질 수 있다. 이러한 그래핀 소재는 육각형 그물처럼 배열되어 있어서 방열에 탁월한 효과가 있고 물리적, 화학적으로도 안정성이 매우 높다.

따라서, 보조배터리로부터 발생되는 열을 수납부(10) 외부로 원활하게 방열할 수 있고, 물리적 안정성에 의해 보조배터리와 충돌되어도 파손될 우려가 없으며, 지속적인 사용에 따른 부식도 방지할 수 있다.

또한, 방열 가림막(3)의 일단에는 제1 고정수단(4)이 형성될 수 있고, 수납부(10)의 수납부 상면의 내부면 중 상기 제1 고정수단(4)이 맞닿는 일측의 위치에는 제2 고정수단(5)이 형성될 수 있다.

이때, 수납부 상면은 각각의 수납공간(13)의 내부 상면으로 해석되어야 한다.

따라서, 사용자가 방열 가림막(3)을 위로 당겨 올린 뒤, 제1 고정수단(4)을 제2 고정수단(5)에 연결시킴으로써, 방열 가림막(3)이 수납공간(13)의 개방된 방향을 폐쇄하도록 할 수 있다. 아울러, 제1 고정수단(4)과 제2 고정수단(5)의 연결을 해제시킴으로써 방열 가림막(3)이 롤러(2)에 권취되면서 수납공간(13)의 개방된 방향이 다시 개방되도록 하고, 상기 방열 가림막(3)이 롤러 홈(1)에 삽입되도록 할 수 있다.

이 경우, 롤러 홈(1)에 삽입된 롤러(2)와 방열 가림막(3)의 구조에 따라 보조배터리를 수납하거나 꺼내기 위해 옮길 때, 상기 보조배터리가 상기 롤러(2)와 방열 가림막(3)에 걸리지 않도록 할 수 있다.

그리고 제1 고정수단(4)과 제2 고정수단(5)은 자력을 이용하여 연결되도록 할 수도 있고, 벨크로, 단추 등을 이용하여 연결되도록 할 수도 있다.

또한, 다른 설계 조건에 따라서는 슬라이드 삽입 등의 연결 방식을 채용하여 연결되도록 할 수도 있다.

즉, 제1 고정수단(4)과 제2 고정수단(5)은 종래의 모든 연결방식 중 어느 것으로든 구성될 수 있으며, 이는 제1 고정수단(4)과 제2 고정수단(5)을 연결할 수 있는 것이라면 어떤 방식이어도 무관한 것이다.

상술된 도 1a를 참조한 구성은, 첨부된 도면의 도 1a에서는 맨 상단의 수납공간(13)에만 구성된 것으로 도시되었으나, 실제로는 모든 수납공간(13)에 모두 구성됨을 이해할 수 있어야 한다.

나아가, 상술된 구성에 대하여 수납공간(13)은 보조배터리가 딱 들어맞을 정도의 크기로 구성됨이 바람직하다.

더 나아가, 상술된 도 1a를 참조한 구성은 반대로 구성될 수도 있음을 이해하여야 한다. 즉, 롤러 홈(1), 롤러(2) 및 방열 가림막(3)이 상측에 구성되고, 상기 방열 가림막(3)은 하부 방향으로 당길 수 있으며, 제1 고정수단(4)이 수납공간(13)의 하면의 상면에 구비된 제2 고정수단(5)과 고정 연결될 수 있는 것이다.

이는 청구범위에 구비되는 위치를 한정하지 않는 이상, 본 발명의 권리범위로 한정되어 해석되지 않는 것이다.

혹은, 도면에 도시되진 않았지만, 보조배터리가 상술된 +극, -극의 연결이 원활하도록 하기 위하여 수납공간(13)의 내부 양 측면에는 '

'의 형상으로 돌출되는 고정수단(도면에 미도시)이 스프링을 이용하여 내설되고, 내설된 위치가 수납공간(13)의 개방된 방향을 바라보는 보조배터리의 일단에 대응되도록 한다.

따라서, 보조배터리를 삽입할 때는 위 고정수단이 스프링에 의해 수납공간(13)의 측면 내부로 삽입되었다가, 보조배터리가 끝까지 삽입되고 나면 위 고정수단이 돌출되면서 보조배터리가, 수납공간(13)의 개방된 방향으로 움직이지 않도록 고정할 수도 있다. 반대로 보조배터리를 뺄 때도, 사용자가 소정의 인력(人力)만 가하여 당기면 위 고정수단이 수납공간(13)의 측면 내부에 삽입되면서 보조배터리가 빠지도록 할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 전기자동차용 보조배터리 이동식 충전 장치는, 수납공간(13)에 수용된 보조배터리의 단자가 수납공간(13) 내에 구비된 단자와 접촉 또는 접촉해제 되도록 구성할 수 있다.

이는 첨부된 도면의 도 4를 참조할 수 있는데, 도 4는 본 발명에 따른 전기자동차용 보조배터리 이동식 충전 장치에서 보조배터리의 단자가 수납공간 내에 구비된 단자와 연결 또는 연결해제되도록 하는 구성의 일예를 나타낸 도면이다.

이러한 구성이 필요한 이유로는, 전기자동차용 보조배터리 이동식 충전 장치를 이동시키는 과정에서 지면의 굴곡이나 턱을 지나면서 충격이 발생될 경우,

(a) 단자끼리 연결된 보조배터리가 수납공간(13)의 내벽과 부딪히면서 마모될 우려가 있고,

(b) 단자가 연결된 상태에서 전기가 통할 때, 충격 발생되어도 계속 전기가 통한다면 보조배터리와 개별컨버터 간에 연결에 고장이 발생될 우려가 있기 때문이다.

이러한 문제점은, 제어모듈(17)로 하여금 보조배터리로 전원을 공급하지 않을 때에는 단자끼리 연결되어 있어도 전기가 통하지 않도록 제어할 수 있다.

그러나 본 발명에서는 상술된 바와 같이 제어모듈(17)에 의한 제어는 하나의 실시형태로 하고, 다른 실시형태로서 추가 구성을 부가함으로써 구성에 의해 보조배터리에 전원을 공급하지 않을 때에는 보조배터리의 단자와 수납공간(13)의 단자가 물리적으로 연결되지 않도록 하다가, 보조배터리에 전원을 공급할 때 물리적으로 연결되도록 할 수도 있다.

이를 위해, 수납공간(13) 내부는 보조배터리의 길이보다 더 길게 형성하되, 보조배터리의 단자 측과 수납공간(13)의 단자 측 사이에 이격판(131)을 더 포함할 수 있다.

이격판(131)은, 수납공간(13)의 단자 방향 일면에 스프링이 구비되는데, 상기 스프링은 일단이 이격판(131)의 일면에 연결되고, 다른 일단이 수납공간(13)의 단자가 형성된 일면에 연결되도록 구성한다.

이러한 이격판(131)의 일측에는 폭 방향으로 관통되는 관통홀(131a)이 형성되며, 상기 관통홀(131a)은 보조배터리의 단자와 수납공간(13) 내의 단자가 닿을 수 있도록 중공으로 형성될 수 있다.

또한, 이격판(131)의 측면 양측 또는 일측에는 스위치(132)가 돌출될 수 있다.

아울러, 수납공간(13)의 측벽 중, 이격판(131)의 스위치(132)의 위치에 대응되는 위치에는 스위치 삽입홀(133)이 형성될 수 있다.

다만, 상기 스위치 삽입홀(133)은 첨부된 도면의 도 4에서 수납공간(13)에만 형성되는 것처럼 도시되어 있으나, 실제로는 수납공간(13)에서부터 수납부(10)까지 연통되도록 형성됨이 당연하다. 사용자가 수납부(10)의 외측에서 스위치(132)를 조작할 수 있도록 하기 위함이다.

이러한 스위치 삽입홀(133)의 내측벽 일측에는 더 오목하게 파인 홈부(도면부호 미도시)를 구성하고, 상기 홈부에는 제2 스프링(도면부호 미도시)이 구비될 수 있다. 상기 제2 스프링은 일단이 홈부의 저면에 연결되고, 다른 일단이 돌기(134)에 연결될 수 있으며, 상기 돌기(134)는 제2 스프링에 의해 소정의 탄성력을 갖고 홈부에 일부 수용되거나 노출되도록 한다.

아울러, 상기 돌기(134)는 일단이 경사지도록 만곡되도록 구성되며, 이러한 돌기(134), 홈부 및 제2 스프링의 구성은 도 4와 같이 상, 하측으로 2개 구성될 수 있다. 그리고 만곡된 경사면은 보조배터리가 삽입되는 수납공간(13)의 개방된 방향을 향하도록 한다.

이들의 유기적인 결합에 의하면,

보조배터리를 수납공간(13)에 수납하여도, 보조배터리의 단자는 이격판(131)에 의해 수납공간(13)의 단자에 닿지 않게 된다.

이때, 사용자가 스위치(132)를 돌기(134) 방향으로 밀면, 상기 돌기(134)는 경사면에 의해 일부가 홈부에 수용되고, 스위치(132)는 돌기(134)를 통과하게 된다. 그리고 스위치(132)가 통과되면 돌기(134)는 제2 스프링의 탄성력에 의해 다시 홈부의 외측으로 돌출되게 되는데, 이에 따라 스위치(132)의 움직임을 단속하게 된다.

이로 인해, 이격판(131)도 스위치(132)를 따라 이동되며, 최종적으로 보조배터리의 단자가 수납공간(13) 내에 구비된 단자에 닿게 된다.

반대로, 보조배터리와 수납공간(13) 간의 단자 연결을 해제하려면, 돌기(134)를 눌러 홈부에 일부 수용시킴으로써, 이격판(131)은 이에 연결된 스프링의 탄성력에 의해 다시 본래 위치로 돌아가려고 할 것이고, 이격판(131)이 보조배터리를 밀게 됨에 따라, 보조배터리와 수납공간(13) 간의 단자 연결이 해제되게 된다.

상술된 바와 같이 구성됨에 따라, 사용자는 수동으로 조작하여 보조배터리의 단자와, 수납공간(13) 내에 구비된 단자가 연결 또는 연결해제되도록 할 수 있는데,

다른 실시예로서, 스위치 삽입홀(133), 홈부, 제2 스프링 및 돌기(134)의 구성을 생략하고, 이격판(131)에 연결된 스프링 대신 실린더를 구비하며, 제어모듈(17)이 실린더의 길이가변을 제어하도록 함으로써, 자동으로 이격판(131)이 이동되어 보조배터리의 단자와 수납공간(13) 내부에 구비된 단자가 연결 또는 연결해제되도록 할 수도 있다.

상기에서 도면을 이용하여 서술한 것은, 본 발명의 주요 사항만을 서술한 것으로, 그 기술적 범위 내에서 다양한 설계가 가능한 만큼, 본 발명이 도면의 구성에 한정되는 것이 아님은 자명하다.

10 : 수납부 11 : 슬라이드홈
12 : 고정홈 13 : 수납공간
14 : 냉각매체 공급모듈 지지판 15 : 냉각매체 공급모듈
16 : 호스 17 : 제어모듈
18 : 냉각모듈 19 : 호스 연결부
19a : 냉매 출구 19b : 냉매 입구
19c : 연결커버 20 : 베이스
21 : 오목홈 22 : 탄성그물
30 : 거치부 31 : 슬라이드가이드
32 : 전방 고정부 32a : 전방 고정부 홈
32b : 경첩 33 : 후방 고정부
33a : 후방 고정부 홈 33b : 누름부
34 : 단속부 35 : 단속부 지지판
36 : 밴드 37 : 와이어
1 : 롤러 홈 2 : 롤러
3 : 방열 가림막 4 : 제1 고정수단
5 : 제2 고정수단

Claims

전기자동차용 보조배터리를 가정용 전원을 이용하여 충전하기 위한 이동식 충전 장치에 있어서,
상기 이동식 충전 장치는,
이동과 운반이 가능하게 구성된 베이스(20);
상기 베이스(20)의 상부에 설치되는 거치부(30); 및
상기 거치부(30)에 삽입되어 탈부착되는 수납부(10);를 포함하되,
상기 수납부(10)는 전기자동차용 보조배터리 복수 개를 수납하도록 일측이 개방된 복수 개의 수납공간(13)이 구성되고,
상기 복수 개의 수납공간(13) 각각의 일측에는 개별컨버터(13a)가 구비되고, 상기 복수 개의 개별컨버터(13a)와 직, 병렬로 연결되는 통합컨버터(13b)가 구비되며, 상기 개별컨버터(13a)와 통합컨버터(13b)를 제어하는 제어모듈(17)이 구비되고,
상기 수납공간(13)의 개방된 방향의 하면 일측에는 롤러 홈(1)이 형성되고,
상기 롤러 홈(1)에는 축으로 고정 연결된 롤러(2)가 삽입되고, 상기 롤러(2)의 외부에는 방열 가림막(3)이 권취되며,
상기 복수 개의 개별컨버터(13a)는 절연형 컨버터이고,
상기 통합컨버터(13b)는 비절연형 컨버터인 것을 특징으로 하는, 전기자동차용 보조배터리 이동식 충전 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 베이스(20)는,
이의 상면 일측에 하부방향으로 오목한 오목홈(21); 및
상기 오목홈(21)에 삽입 설치되는 플렉시블(flexible)한 재질의 그물망으로 구성된 탄성그물(22);을 포함하되,
상기 수납부(10) 및 베이스(20)를 설치하는 경우, 충격을 절감하고, 수납부(10)에서 발생된 열의 방출을 돕는 것을 특징으로 하는, 전기자동차용 보조배터리 이동식 충전 장치.
청구항 1에 있어서,
베이스(20)는,
일측에 상부에서부터 하부에서까지 관통되는 홈이 형성되고, 상기 홈에 고정형성되는 냉각매체 공급모듈 지지판(14);
상기 냉각매체 공급모듈 지지판(14)에 포함되는 냉각매체 공급모듈(15); 및
일단이 상기 냉각매체 공급모듈(15)에 연결되고, 다른 일단이 연결커버(19c)에 연결되도록 구성된 호스(16);를 포함하되,
- 상기 베이스(20)에는 수납부(10)의 이동을 위해 이동수단 및 손잡이가 형성되고,
- 상기 냉각매체 공급모듈로부터 공급된 냉각매체는 냉각모듈(18)을 따라 이동하면서 보조배터리를 냉각시키는 것을 특징으로 하는, 전기자동차용 보조배터리 이동식 충전 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 거치부(30)는,
이의 단면이 '
'의 형태가 되며, 판 형상의 양측에 벽이 구성되되,
상기 벽의 상단에 거치부(30)의 중심방향으로 돌출된 슬라이드가이드(31); 및
상기 거치부(30)의 전, 후방에 'ㄱ'자 형태로 형성된 전방 고정부(32)와 후방 고정부(33);를 포함하고,
상기 전방 고정부(32)와 후방 고정부(33)는 상호 연동되어 동작되는 것을 특징으로 하는, 전기자동차용 보조배터리 이동식 충전 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 수납부(10)는,
수납부(10)의 양면 일측 각각에 길이방향으로 형성된 슬라이드홈(11);
수납부(10)의 전면 및 후면 일측 각각에 오목한 홈으로 형성된 고정홈(12);
수납부(10)의 내부에 내설되는 냉각모듈(18);을 포함하되,
상기 냉각모듈(18)의 일측에는 상기 수납부(10)의 외부로 노출되도록 구성된 냉매 출구(19a) 및 냉매 입구(19b)가 형성되는 것을 특징으로 하는, 전기자동차용 보조배터리 이동식 충전 장치.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 제어모듈(17)은,
보조배터리의 충전시간 제어, 보조배터리의 충전량 제어, 보조베터리 충전의 직/병렬 회로 제어, 보조배터리 병렬 충전시 충전할 보조배터리의 선택 제어, 수납부의 냉각 제어 중 어느 하나 이상의 제어를 담당하는 것을 특징으로 하는, 전기자동차용 보조배터리 이동식 충전 장치.
청구항 7에 있어서,
상기 제어모듈(17)은,
상기 수납부(10)에 가해지는 충돌을 감지할 수 있는 센서를 더 포함하고,
감지된 충돌이 일정량 이상인 경우, 수납부(10)의 전기적 흐름을 차단하여 충/방전을 중단하는 것을 특징으로 하는, 전기자동차용 보조배터리 이동식 충전 장치.
청구항 1에 있어서,
(a) 상기 수납공간(13)에 수납되는 보조배터리는 손으로 파지할 수 있는 손잡이가 구성되고,
(b) 상기 보조배터리는 이의 일측에 단자가 형성되며, 상기 수납공간(13)에는 상기 보조배터리의 단자와 대응되는 위치에 상기 보조배터리의 단자와 맞닿는 단자를 포함하며,
(c) 상기 수납공간(13)에 형성된 단자는 충, 방전 단자에 연결되는 것을 특징으로 하는, 전기자동차용 보조배터리 이동식 충전 장치.
청구항 9에 있어서,
상기 수납공간(13)에는 수납공간(13)에 수용된 보조배터리의 단자와 수납공간 내에 구비된 단자를 접촉시키거나 접촉을 해제시키는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 전기자동차용 보조배터리 이동식 충전 장치.