KR102042543B1 - 충전 전력 공급 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 충전 전력 공급 장치는 주차면으로 진입한 전기차의 바퀴에 맞닿는 주차턱; 상기 주차턱에 형성되고, 상기 전기차의 충전 전력을 공급하는 단자부;를 포함하고, 상기 단자부에는 상기 전기차에 착탈되는 전력선이 연결될 수 있다.

Description

충전 전력 공급 장치{POWER SUPPLY DEVICE}
본 발명은 전기차에 충전 전력을 공급하는 장치에 관한 것이다.
전기 차량(EV : Electronic Vehicle)에는 EV 배터리가 설치되며, 배터리 제어 시스템으로서 BMS(Battery Management System)가 설치된다.
현재, 녹색 기술 개발의 일환으로서 전기 차량에 관한 연구는 물론 전기 차량의 활용성을 높이기 위하여 전기 차량의 충전 시스템에 관한 많은 연구가 행해지고 있다. 그러나, 아직까지는 개발 진행 단계에 불과하여 해결해야 하는 기술적 문제는 물론 다양한 소비자 욕구에 부합되는 충전 시스템이 보급화되지 못하고 있다.
한국등록특허공보 제0275147호에는 발전기 제어 신호와 발전기 상태 신호를 동일 전송선을 통해 전송하는 기술이 개시되고 있다.
한국등록특허공보 제0275147호
본 발명은 주차면의 주차턱을 이용해서 전기차를 충전할 수 있는 충전 전력 공급 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 충전 전력 공급 장치는 주차면으로 진입한 전기차의 바퀴에 맞닿는 주차턱; 상기 주차턱에 형성되고, 상기 전기차의 충전 전력을 공급하는 단자부;를 포함하고, 상기 단자부에는 상기 전기차에 착탈되는 전력선이 연결될 수 있다.
본 발명의 충전 전력 공급 장치에 따르면, 주차면에 돌출 형성된 주차턱에 충전 전력을 공급하는 단자부가 마련될 수 있다.
본 발명에 따르면, 주차면에 형성되고 바퀴의 이동을 제한하는 주차턱에 전력선을 연결할 수 있다. 따라서, 사용자는 전기차 충전을 위한 별도의 충전소를 찾을 필요가 없이 다양한 주차 공간에서 전기차를 충전할 수 있다.
본 발명의 충전 전력 공급 장치에 따르면, 주차면마다 전기차를 충전할 수 있는 수단이 마련될 수 있다. 그 결과, 전기차의 충전 문제를 확실하게 해결할 수 있으며 전기차의 보급화가 앞당겨질 수 있다.
주차면마다 형성된 단자부로 인한 감전 사고 등을 방지하기 위해, 전기차에 대한 충전 준비가 완료된 경우에만 단자부로 충전 전력을 제공하는 안전 수단이 마련될 수 있다. 따라서, 주차턱이 침수되거나, 전기차가 준비되지 않은 상태에서 공급된 충전 전력으로 인한 안전 사고가 방지될 수 있다.
도 1은 본 발명의 충전 전력 공급 장치를 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명의 충전 전력 공급 장치를 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 주차턱을 나타낸 블록도이다.
도 4는 단자부의 형상을 나타낸 개략도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.
도 1은 본 발명의 충전 전력 공급 장치를 나타낸 개략도이다.
도 1에 도시된 충전 전력 공급 장치는 전기차(10)의 배터리를 충전하는 충전 전력을 제공할 수 있다. 전기차(10)는 전기를 사용하는 모터만으로 운행하는 전기 차량, 모터 및 화석 연료를 사용하는 내연 기관으로 운행하는 하이브리드 차량을 포함할 수 있다.
충전 전력 공급 장치는 키오스크(100), 관리 유니트(200), 서버(300)를 포함할 수 있다.
키오스크(100)는 전기차(10)에 대면되는 위치에 설치되고, 전기차(10)에 착탈되는 전력선, 충전 관련 정보를 표시하는 디스플레이 등의 표시 수단을 포함할 수 있다. 키오스크(100)에는 전력선이 하나 이상 마련될 수 있다. 키오스크(100)에는 전기차(10)의 사용자가 조작할 수 있는 조작 수단이 마련될 수 있다. 표시 수단 또는 조작 수단은 전기차(10) 사용자의 휴대 단말기로 대체될 수 있다.
전력선에 연결되는 전기차(10)의 커넥터 형상은 국가별, 차종별로 서로 다를 수 있다. 따라서, 전력선의 단부에 마련되고, 전기차(10) 커넥터에 연결되는 충전 건 역시 국가별, 차종별로 서로 다르게 형성될 수 있다. 서로 다른 종류의 전기차(10)에 충전 전력을 공급하기 위해서는 복수의 규격, 복수의 형상을 갖는 복수의 충전 건이 마련될 수 있다. 이때, 충전 건 또는 전력선은 키오스크(100)에 대해 착탈 가능하게 형성될 수 있다.
관리 유니트(200)는 공급선(90)을 통해 키오스크(100)에 충전 전력을 공급할 수 있다. 관리 유니트(200)는 상용 전력을 충전 전력으로 변환하는 변환부, 전기차(10) 및 서버(300)와 통신하는 통신부(210)를 포함할 수 있다. 관리 유니트(200)에는 키오스크(100) 또는 전기차(10)에 전기적으로 연결되는 통신선(80)이 마련될 수 있다. 관리 유니트(200)의 통신부(210)는 통신선(80)을 통해 키오스크(100) 또는 전기차(10)와 통신할 수 있다. 통신부(210)는 유/무선 통신망을 통해 서버(300)와 통신할 수 있다.
관리 유니트(200)는 키오스크(100)와 별도로 마련되거나, 키오스크(100)와 일체로 형성될 수 있다.
관리 유니트(200)는 복수의 전기차(10)가 키오스크(100)에 연결된 경우, 충전 우선 순위를 결정하거나, 밸런싱을 수행할 수 있다.
일 예로, 관리 유니트(200)는 복수의 전기차(10)가 전력선에 연결된 순서 또는 충전을 요청하는 조작 수단의 조작이 이루어진 순서에 따라 충전 순위를 결정할 수 있다.
관리 유니트(200)는 복수의 전기차(10)가 동시에 키오스크(100)에 연결된 상태인 경우, 밸런싱을 수행할 수 있다. 이때, 밸런싱은 충전 시간을 조절하는 기능을 포함할 수 있다.
관리 유니트(200)는 복수의 전기차(10)가 키오스크(100)에 동시에 연결되면, 각 전기차(10)의 충전 시간을 예측할 수 있다.
관리 유니트(200)는 충전 시간이 설정값보다 긴 특정 전기차가 존재하면, 적어도 설정값까지 특정 전기차의 충전 시간이 단축되도록, 다른 전기차의 충전 전력량을 줄이고 특정 전기차의 충전 전력량을 늘리는 밸런싱을 수행할 수 있다.
일 예로, 제1 차량의 충전 용량은 50이고, 제2 차량의 충전 용량은 100일 수 있다.
충전 전력 50을 요구하는 제1 차량과 충전 전력 100을 요구하는 제2 차량이 전력선에 연결될 수 있다. 제1 차량 및 제2 차량에 동일한 전력량이 공급되는 경우, 제1 차량의 충전 시간이 30분이면, 제1 차량의 2배에 해당하는 충전 전력을 요구한 제2 차량의 충전 시간은 60분일 수 있다. 그런데, 전기차(10) 사용자의 입장에서 충전 시간이 60분 이상이 되면, 전기차(10)에 대한 만족도가 대폭 저하될 수 있다. 만족도 저하로 인해 전기차(10)의 보급이 어려워지는 현상을 방지하기 위해, 관리 유니트(200)는 충전 시간이 설정 시간(예를 들어 60분)을 만족하는 전기차(10)의 충전 시간을 단축시키는 밸런싱을 수행할 수 있다.
복수의 전기차(10)에 동시에 제공 가능한 전력량은 제한될 수 있다. 관리 유니트(200)는 제한값 범위 내에서 밸런싱을 수행할 수 있다.
제한값을 만족하기 위해, 관리 유니트(200)는 제1 차량의 전력량을 줄이고 제2 차량의 전력량을 높일 수 있다. 그 결과, 제1 차량의 충전 시간은 30분에서 40분으로 늘어나고, 제2 차량의 충전 시간은 60분에서 50분으로 줄어드는 밸런싱이 이루어질 수 있다. 결국, 관리 유니트(200)에 의해 수행되는 밸런싱은 모든 전기차(10)의 충전 시간을 허용 범위 내에서 일정하게 유지하는 것일 수 있다.
만약, 제1 차량과 제2 차량의 충전 시간을 서로 45분으로 맞추는 밸런싱이 수행되면, 제2 차량에 대한 사용자 만족도는 대폭 상승하지만, 제1 차량에 대한 사용자 만족도는 저하될 것이 자명하다. 왜냐하면, 자신보다 큰 용량의 전기차가 자신과 동일한 시간에 충전이 완료되기 때문이다. 관리 유니트(200)는 충전 용량이 서로 다른 전기차가 함께 연결된 경우, 제1 차량의 총 충전 시간이 제2 차량의 총 충전 시간보다 짧은 범위 내에서, 제1 차량에 제공되는 전력량보다 높은 전력량을 제2 차량에 제공할 수 있다.
서버(300)는 관리 유니트(200)와 통신하고, 관리 유니트(200) 또는 키오스크(100)를 관리할 수 있다. 서버(300)는 상용 전력을 관리 유니트(200)로 제공하거나, 관리 유니트(200)로부터 수집된 전기차(10)의 차량 정보, 충전 정보 등을 관리할 수 있다. 서버(300)에는 관리 유니트(200)의 통신부(210)와 통신하는 서버 통신부가 마련될 수 있다. 서버(300)는 서버 통신부를 통해 획득된 차량 정보 및 충전 정보를 이용해서, 충전 요금을 산출하고, 충전 요금이 부과될 전기차(10)를 특정할 수 있다. 충전 요금은 차량 정보 및 충전 정보를 이미 알고 있는 관리 유니트(200)에서 산출되고 결제될 수 있다.
서버(300)는 복수로 마련될 수 있다. 일 예로, 충전 전력을 공급하는 사업자가 복수로 존재할 수 있다. 서버(300)와 관리 유니트(200) 간의 전기 설비, 관리 유니트(200)와 키오스 간의 전기 설비는 특정 사업자에 의해 설치될 수 있다. 이때, 계약상 또는 전력 정책 상으로 복수의 사업자가 해당 설비를 관리하거나, 충전 전력에 상응하는 충전 요금을 거둬들일 수 있다.
일 예로, 충전 전력 공급 사업자로 한국전력, 포스코, 환경부가 선정될 수 있다. 사업자에 맞춰 서버(300)는 한국전력 서버(제1 서버), 포스코 서버(제2 서버), 환경부 서버(제3 서버)를 포함할 수 있다. 이때, 각종 충전 설비는 한국전력에 의해 시공될 수 있으나, 각 충전 설비의 관리자는 한국전력, 포스코, 환경부 중 적어도 하나일 수 있다.
충전 전력에 대한 사업자가 복수로 존재하는 경우, 전기차(10) 사용자는 복수의 사업자 중 자신에게 유리한 사업자를 선택할 수 있다. 다시 설명하면, 특정 전기차의 사용자는 충전 전력을 사용한 후, 충전 요금을 지불할 사업자를 자신의 이익에 맞게 선택할 수 있다.
복수의 서버(300)는 서로 다른 프로토콜을 이용해서 관리 유니트(200)와 통신할 수 있다. 관리 유니트(200)에는 복수의 프로토콜을 호환되는 표준 프로토콜로 변환하는 프로토콜부가 마련될 수 있다. 근래에는 모든 서버(300) 및 관리 유니트(200)에서 표준 프로토콜을 사용하는 추세이다. 이 경우, 별도의 프로토콜부가 마련되지 않아도 무방하다.
관리 유니트(200)에는 표준 프로토콜을 사용하는 충전기 운용 관리 기술 OCPP(Open Charge Point Protocol) 클라이언트가 되며, 서버(300)는 OCPP(Open Charge Point Protocol) 서버가 될 수 있다. OCPP가 적용된 서버(300), 관리유니트 키오스크(100)는 전기차(10)와 정보를 주고받으면서 사용자 인증, 과금, 결제 등 부가 서비스를 할 수 있는 통신 표준 ISO/IEC 15118과 연계될 수 있다.
전기차(10)의 보급을 위해서는 전기차(10)를 충전할 수 있는 키오스크(100)의 증설이 요구된다. 그런데, 일정 공간을 필요로 하는 키오스크(100)를 증설하는 것은 쉽지 않다. 그 결과, 아직까지 전기차(10)를 충전할 수 있는 키오스크(100)의 증설이 미미하게 이루어지고 있다. 본 발명은 용이하게 증설할 수 있는 키오스크(100)를 제공할 수 있다.
도 2는 본 발명의 충전 전력 공급 장치를 나타낸 사시도이다.
도 2에 도시된 충전 전력 공급 장치는 주차턱(101), 단자부(190)를 포함할 수 있다.
주차턱(101)은 주차면으로 진입한 전기차(10)의 바퀴에 맞닿을 수 있다. 주차면은 전기차(10)를 포함한 각종 차량이 주차한 바닥면을 의미할 수 있다. 일 예로, 주차면은 각종 차량의 주차를 유도하는 주차선에 의해 외부와 구분되는 면일 수 있다. 주차면을 보통 1대의 차량이 주차할 수 있는 면적으로 형성될 수 있다.
주차면의 적정 위치에 전기차(10)가 정지하도록, 주차면 내에는 주차턱(101)이 형성될 수 있다. 주차턱(101)은 전기차(10)의 바퀴 움직임을 물리적으로 제한하도록 형성될 수 있다.
주차턱(101)은 주차면에 돌출 형성되고, 전기차(10)의 폭 방향을 따라 연장될 수 있다. 주차턱(101)은 전기차(10)의 바퀴에 물리적으로 걸리는 둔턱을 형성할 수 있다. 주차면에 대해 전기차(10)의 주차를 시도하는 사용자(운전자)는 주차턱(101)에 바퀴가 걸리면, 바퀴가 '덜컥' 걸리는 감각적 느낌을 통해 주차가 완료된 것으로 인지할 수 있다.
바퀴에 걸리도록 주차면으로부터 돌출된 주차턱(101)의 연장 방향은 바퀴의 회전축에 평행할 수 있다. 주차턱(101)은 주차면에 1개 이상 형성될 수 있다.
단자부(190)는 주차턱(101)에 형성되고, 전기차(10)의 충전 전력을 공급할 수 있다. 단자부(190)에는 전기차(10)에 착탈되는 전력선(30)이 연결될 수 있다. 일 예로, 전력선(30) 중 전기차(10)측 단부에는 전기차(10)의 커넥터(19)에 착탈되는 충전 건(38)이 형성되고, 전력선(30) 중 단자부(190)측 단부에는 단자부(190)에 착탈되는 착탈부(39)가 형성될 수 있다.
전기차(10)의 바퀴에 걸리는 주차턱(101)은 주차면에 주차된 전기차(10)의 차체 밑에 위치할 수 있다. 따라서, 사용자가 전력선(30)을 용이하게 꼽거나 빼낼 수 있도록, 단자부(190)는 전기차(10)의 폭 방향 상으로 주차턱(101)의 단부에 형성될 수 있다. 바람직하게, 단자부(190)는 도 2와 같이 주차면에 기울어진 주차턱(101)의 단부면에 형성되는 것이 좋다. 해당 단부면은 주차면으로부터 이격된 주차턱(101)의 상면과 해당 주차면을 연결할 수 있다.
주차턱(101)의 단부면은 주차가 이루어진 상태에서, 외부에 드러난 부분이므로, 사용자는 별도의 전력선(30)을 단자부(190)에 용이하게 연결할 수 있다.
바닥에 위치한 주차턱(101)을 조작하기 어려운 관계로, 충전 요청, 충전 모드의 선택 등은 주차턱(101)과 별도로 마련된 조작 수단, 관리 유니트(200) 등을 통해 이루어질 수 있다.
충전 전력을 공급하는 단자부(190)가 마련된 주차턱(101)은 전기차(10)에 충전 전력을 공급하는 일종의 키오스크(100)를 형성할 수 있다. 주차면마다 주차턱(101)이 형성될 수 있으므로, 본 발명에 따르면 최대, 모든 주차 공간에 전기차(10)를 충전할 수 있는 키오스크(100)가 형성될 수 있다.
안전 사고의 방지를 위해 단자부(190)는 주차면의 지하에 매설된 공급선(90)을 통해 충전 전력을 공급받을 수 있다. 공급선(90)을 통해 공급된 충전 전력은 단자부(190), 전력선(30)을 거쳐 전기차(10)로 제공될 수 있다.
주차턱(101)으로부터 이격된 위치에 주차턱(101)의 단자부(190)를 관리하는 관리 유니트(200)가 마련될 수 있다.
관리 유니트(200)는 공급선(90)을 통해 단자부(190)에 충전 전력을 공급하고, 통신선(80)을 통해 전기차(10)와 통신할 수 있다.
단자부(190)에는 공급선(90)에 전기적으로 연결된 전력 단자(193, 195), 통신선(80)에 전기적으로 연결된 통신 단자(191)가 마련될 수 있다. 관리 유니트(200)는 전력 단자를 통해 전기차(10)로 충전 전력을 제공할 수 있다. 전기차(10)와 단자부(190)를 연결하는 전력선(30)은 통신 단자(191)에 연결되는 통신 케이블, 전력 단자에 연결되는 전력 케이블을 포함할 수 있다.
관리 유니트(200)는 통신 단자(191)를 통해 전기차(10)의 차량 정보를 획득할 수 있다. 관리 유니트(200)는 전기차(10)로 제공된 전력량을 파악하고, 제공된 전력량이 포함된 충전 정보를 이용해서 충전 요금을 산정할 수 있다. 관리 유니트(200)는 차량 정보를 이용해서 충전 요금을 부과할 대상을 특정할 수 있다.
관리 유니트(200)와 통신하고, 단자부(190) 또는 관리 유니트(200)를 관리하는 복수의 서버(300)가 마련될 수 있다. 복수의 서버(300)는 충전 전력의 충전량별 또는 충전 시간대별로 서로 다른 충전 요금을 부과할 수 있다. 관리 유니트(200)는 복수의 서버(300) 중 특정 서버(300)를 선택하고, 특정 서버(300)에서 제시한 충전 요금을 결제할 수 있다. 바람직하게, 관리 유니트(200)는 전기차(10)의 충전 요금이 가장 저렴한 특정 서버(300)를 선택하고, 해당 특정 서버(300)에서 제시한 가장 저렴한 충전 요금을 결제할 수 있다.
사용자가 손쉽게 사용할 수 있는 주차턱(101)의 단자부(190)에 따르면, 각종 안전 사고가 유발될 수 있다. 안전 사고를 방지하기 위해, 본 발명의 충전 전력 공급 장치는 감지부(103)를 포함할 수 있다.
감지부(103)는 주차면에 주차된 전기차(10)를 감지하거나, 전기차(10)와 단자부(190) 간의 전기적 연결 상태를 감지할 수 있다. 감지부(103)는 전기차(10)가 미감지되거나 전기적 연결 상태가 단절이면, 단자부(190)로 제공되는 충전 전력을 차단할 수 있다.
일 예로, 감지부(103)는 전력선(30)을 통해 전기차(10)와 통신이 이루어지면 단자부(190)로 충전 전력을 제공하고, 전력선(30)을 통해 전기차(10)와 통신이 이루어지지 않으면 단자부(190)로 제공되는 충전 전력을 차단할 수 있다. 따라서, 전기차(10)에 대한 충전 준비가 이루어지지 않은 상태에서는 단자부(190)에 충전 전력이 제공되지 않으므로, 단자부(190)에 손을 대더라도 감전 사고가 발생하지 않는다.
본 발명의 충전 전력 공급 장치는 주차면에 주차된 전기차(10)의 바퀴 밑에 배치된 감지부(103), 단자부(190)에 대한 충전 전력의 제공 여부를 결정하는 스위칭부(130)를 포함할 수 있다. 스위칭부(130)는 단자부(190)와 공급선(90) 사이에 배치되는 스위치, 릴레이 등을 포함할 수 있다.
일 예로, 감지부(103)는 무게 감지 센서를 포함할 수 있다.
무게 감지 센서에 인가된 하중이 설정값을 만족하면, 감지부(103)는 단자부(190)에 충전 전력이 제공되도록 스위칭부(130)를 제어할 수 있다. 이때, 설정값은 사용자의 무게보다 크고, 전기차(10)의 무게보다 작을 수 있다.
무게 감지 센서에 인가된 하중이 설정값을 만족하지 못하면, 감지부(103)는 단자부(190)에 제공되는 충전 전력이 차단되도록 스위칭부(130)를 제어할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 주차면에 전기차(10)가 주차된 경우에 한해 단자부(190)로 충전 전력이 제공될 수 있다.
한편, 시공 문제, 안전 문제 등으로 인해 주차턱(101)마다 전기차(10)를 급속 충전할 수 있는 고압선을 설치하는 것이 어려울 수 있다. 따라서, 주차턱(101)에는 220V 상용 전력을 제공하는 공급선(90)이 연결될 수 있다. 220V 상용 전력을 이용해서 전기차(10)를 급속 충전하기 위해, 주차턱(101)에는 보조 변환기(159), 배터리(150), DC/DC 컨버터(160)가 마련될 수 있다.
보조 변환기(159)는 상용 전력을 직류 전력으로 변환할 수 있다. 상용 전력이 교류인 경우, 보조 변환기(159)는 교류 전력을 직류 전력으로 변환하는 컨버터를 포함할 수 있다.
배터리(150)는 보조 변환기(159)로부터 출력된 직류 전력을 저장할 수 있다.
DC/DC 컨버터(160)는 배터리(150)의 직류 전력을 충전 전력으로 변환할 수 있다. DC/DC 컨버터(160)는 단자부(190)에 전기적으로 연결될 수 있다. 배터리(150)를 통해 공급되는 충전 전력을 이용해서 전기차(10)는 고속 충전될 수 있다.
도 3은 본 발명의 주차턱(101)을 나타낸 블록도이다.
주차턱(101)에는 전력 단자에 연결된 스위칭부(130), 스위칭부(130)에 연결된 변환부(160, 170, 180), 통신 단자(191)에 연결되고 관리 유니트(200) 또는 서버(300)와 통신하는 단말 통신부(110)가 마련될 수 있다. 스위칭부(130), 변환부, 단말 통신부(110), 배터리(150)는 주차면에 설치되는 주차턱(101)에 내장될 수 있다. 따라서, 스위칭부(130) 등의 설치가 주차턱(101)의 설치와 함께 이루어지므로, 유지 보수가 용이한 장점이 있다.
변환부는 DC/DC 컨버터(160), AC/DC 컨버터(170), 바이패스 라인(180) 중 적어도 2개를 포함할 수 있다.
DC/DC 컨버터(160)는 전기차(10)의 급속 충전을 위한 것으로, 배터리(150)에 연결될 수 있다.
AC/DC 컨버터(170)는 공급선(90)을 흐르는 교류 전력을 직류 전력으로 변환할 수 있다.
바이패스 라인(180)은 공급선(90)을 흐르는 교류 전력을 가공없이 그대로 출력할 수 있다.
스위칭부(130)에는 변환부에 연결된 복수의 입력 단자가 마련될 수 있다. 입력 단자 중 하나는 DC/DC 컨버터(160)에 전기적으로 연결될 수 있다. 입력 단자 중 다른 하나는 AC/DC 컨버터(170)에 전기적으로 연결될 수 있다. 입력 단자 중 또다른 하나는 바이패스 라인(180)에 전기적으로 연결될 수 있다.
단말 통신부(110)는 관리 유니트(200)의 통신부와 유무선 통신하거나, 서버(300)의 서버 통신부와 유무선 통신할 수 있다.
단말 통신부(110)는 관리 유니트(200) 또는 서버(300)로부터 스위칭부(130)의 제어 신호를 수신할 수 있다. 단말 통신부(110)의 제어에 의해 스위칭부(130)는 복수의 입력 단자 중 단자부(190)의 전력 단자에 전기적으로 연결되는 특정 입력 단자를 선택할 수 있다.
전기차(10) 사용자가 관리 유니트(200) 또는 서버(300)를 통해 급속 충전을 요청한 경우, 단말 통신부(110)를 통해 급속 충전을 지시하는 제어 신호가 수신될 수 있다. 급속 충전 제어 신호에 의해, 스위칭부(130)는 전력 단자가 DC/DC 컨버터(160)에 전기적으로 연결되도록 스위칭할 수 있다. 스위칭부(130)에 의해 전기차(10)는 배터리(150)에 저장된 직류 전력을 입력받아 고속 충전될 수 있다.
전기차(10) 사용자가 완속 충전을 요청한 경우, 단말 통신부(110)를 통해 완속 충전을 지시하는 제어 신호가 수신될 수 있다. 완속 충전 제어 신호에 의해, 스위칭부(130)는 전력 단자가 AC/DC 컨버터(170) 또는 바이패스 라인(180)에 전기적으로 연결되도록 스위칭할 수 있다.
관리 유니트(200) 또는 서버(300)는 특정 전기차(10)의 차량 정보를 이용해서 교류 전력을 직류 전력으로 변환하는 수단이 특정 전기차(10)에 존재하는지 여부를 파악할 수 있다. 관리 유니트(200) 또는 서버(300)는 제어 신호에 변환 수단 존재 유무를 포함시킬 수 있다.
스위칭부(130)는 전기차(10)에 변환 수단이 존재하면, 전력 단자가 바이패스 라인(180)에 전기적으로 연결되도록 스위칭할 수 있다. 스위칭부(130)는 전기차(10)에 변환 수단이 존재하지 않으면, 전력 단자가 AC/DC 컨버터(170)에 전기적으로 연결되도록 스위칭할 수 있다.
전기차(10)와 단자부(190) 간의 전기적 연결 상태를 감지하는 감지부(103)가 추가로 마련된 경우, 스위칭부(130)에는 변환부와 단절된 널(null) 단자가 추가로 마련될 수 있다.
감지부(103)에 의해 전기적 연결 상태가 단절된 것으로 파악되면, 스위칭부(130)는 단말 통신부(110)의 제어 신호에 상관없이 전력 단자를 널 단자에 연결시켜서 전력 단자로 제공되는 각종 충전 전력을 차단할 수 있다.
단자부(190)에 물이 묻는 것을 방지하기 위해, 단자부(190)를 덮는 덮개부가 마련될 수 있다. 덮개부는 단자부(190)를 개폐 가능하게 형성되며, 단자부(190)에 대면되는 덮개부의 일면 가장자리에는 물의 침투를 방지하는 고무 재질의 실링부가 형성될 수 있다. 덮개부는 전자파를 차단하는 차폐 부재를 포함할 수 있다.
도 4는 단자부(190)의 형상을 나타낸 개략도이다.
앞에서 설명한 바와 같이, 전력선(30)에 연결되는 전기차(10)의 커넥터(19) 형상은 국가별, 차종별로 서로 다를 수 있다. 단자부(190)의 형상은 전기차(10)의 커넥터(19) 형상에 맞춰 형성될 수 있다.
일 예로, 도 4의 (a)는 유럽형 단자부(190)를 나타내고, 도 4의 (b)는 미국형 단자부(190)를 나타낼 수 있다. 도 4의 (c)는 일본형 단자부(190)를 나타내고, 도 4의 (d)는 중국형 단자부(190)를 나타낼 수 있다.
형상에 상관없이 각 종류의 단자부(190)에는 통신 단자(191), 직류 전력 단자(193), 교류 전력 단자(193)가 마련될 수 있다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
10...전기차 19...커넥터
30...전력선 38...충전 건
39...착탈부 80..통신선
90...공급선 100...키오스크
101...주차턱 103...감지부
110...단말 통신부 130...스위칭부
150...배터리 159...보조 변환기
160...DC/DC 컨버터 170...AC/DC 컨버터
190...단자부 191...통신 단자
193...직류 전력 단자 195...교류 전력 단자
200...관리 유니트 300..서버

Claims (11)

  1. 주차면으로 진입한 전기차의 바퀴에 맞닿는 주차턱;
    상기 주차턱에 형성되고, 상기 전기차의 충전 전력을 공급하는 단자부;
    상기 주차면에 주차된 상기 전기차의 바퀴 밑에 배치된 감지부;
    상기 주차턱에 구비되면서 단자부에 대한 상기 충전 전력의 제공 여부를 결정하는 스위칭부;
    공급선을 통해 상기 단자부에 상기 충전 전력을 공급하고, 통신선을 통해 상기 전기차와 통신하는 관리 유니트;
    상기 관리 유니트와 통신하고, 상기 단자부 또는 상기 관리 유니트를 관리하는 복수의 서버;
    를 포함하고,
    상기 단자부에는 상기 공급선에 전기적으로 연결된 전력 단자, 상기 통신선에 전기적으로 연결된 통신 단자가 마련되고,
    상기 단자부는 상기 전기차의 폭 방향 상으로 상기 주차턱의 단부에 형성되고,
    상기 단자부에는 상기 전기차에 착탈되는 전력선이 연결되며,
    상기 단자부는 상기 주차면의 지하에 매설된 공급선을 통해 상기 충전 전력을 공급받고,
    상기 감지부는 무게 감지 센서를 포함하며,
    상기 무게 감지 센서에 인가된 하중이 설정값을 만족하면, 상기 감지부는 상기 단자부에 상기 충전 전력이 제공되도록 상기 스위칭부를 제어하고,
    상기 무게 감지 센서에 인가된 하중이 상기 설정값을 만족하지 못하면, 상기 감지부는 상기 단자부에 제공되는 상기 충전 전력이 차단되도록 상기 스위칭부를 제어하며,
    상기 관리 유니트는 복수의 상기 전기차가 키오스크에 연결된 경우,
    복수의 상기 전기차가 전력선에 연결된 순서 또는 조작 수단의 조작이 이루어진 순서에 따라 충전 순위를 결정하고 충전 시간을 조절하며,
    상기 조작 수단은 충전 요청 또는 충전 모드의 선택을 조작하고,
    복수의 상기 서버는 상기 충전 전력의 충전량별 또는 충전 시간대별로 서로 다른 충전 요금을 부과하며,
    상기 관리 유니트는 복수의 상기 서버 중 특정 서버를 선택하고, 상기 특정 서버에서 제시한 충전 요금을 결제하는 충전 전력 공급 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 주차턱에는 상용 전력을 직류 전력으로 변환하는 보조 변환기, 상기 보조 변환기로부터 출력된 직류 전력을 저장하는 배터리, 상기 배터리의 직류 전력을 상기 충전 전력으로 변환하는 DC/DC 컨버터가 마련되고,
    상기 DC/DC 컨버터는 상기 단자부에 전기적으로 연결되는 충전 전력 공급 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 단자부에는 상기 충전 전력이 흐르는 전력 단자, 상기 전기차와 통신하는 통신 단자가 마련되고,
    상기 주차턱에는 상기 전력 단자에 연결된 스위칭부, 상기 스위칭부에 연결된 변환부, 상기 통신 단자에 연결되고 관리 유니트 또는 서버와 통신하는 단말 통신부가 마련되며,
    상기 변환부는 DC/DC 컨버터, AC/DC 컨버터, 바이패스 라인 중 적어도 2개를 포함하고,
    상기 스위칭부에는 상기 변환부에 연결된 복수의 입력 단자가 마련되며,
    상기 단말 통신부의 제어에 의해 상기 스위칭부는 복수의 상기 입력 단자 중 상기 전력 단자에 전기적으로 연결되는 특정 입력 단자를 선택하는 충전 전력 공급 장치.
  11. 주차면으로 진입한 전기차의 바퀴에 맞닿는 주차턱;
    상기 주차턱에 형성되고, 상기 전기차의 충전 전력을 공급하는 단자부;
    상기 전기차와 상기 단자부 간의 전기적 연결 상태를 감지하는 감지부;
    를 포함하고,
    상기 단자부에는 상기 전기차에 착탈되는 전력선이 연결되며,
    상기 단자부에는 상기 충전 전력이 흐르는 전력 단자, 상기 전기차와 통신하는 통신 단자가 마련되고,
    상기 단자부에는 단자부를 개폐 가능하게 덮는 덮개부가 마련되며,
    상기 단자부에 대면되는 덮개부의 일면 가장자리에는 물의 침투를 방지하는 실링부가 형성되고,
    상기 주차턱에는 상기 전력 단자에 연결된 스위칭부, 상기 스위칭부에 연결된 변환부, 상기 통신 단자에 연결되고 관리 유니트 또는 서버와 통신하는 단말 통신부가 마련되며,
    상기 변환부는 DC/DC 컨버터, AC/DC 컨버터, 바이패스 라인 중 적어도 2개를 포함하고,
    상기 스위칭부에는 상기 변환부에 연결된 복수의 입력 단자가 마련되며,
    상기 단말 통신부의 제어에 의해 상기 스위칭부는 복수의 상기 입력 단자 중 상기 전력 단자에 전기적으로 연결되는 특정 입력 단자를 선택하고,
    상기 스위칭부에는 상기 변환부와 단절된 널(null) 단자가 추가로 마련되며,
    상기 감지부에 의해 상기 전기적 연결 상태가 단절된 것으로 파악되면, 상기 스위칭부는 상기 단말 통신부의 제어 신호에 상관없이 상기 전력 단자를 상기 널 단자에 연결시켜서 상기 전력 단자로 제공되는 상기 충전 전력을 차단하는 충전 전력 공급 장치.
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