KR102063906B1 - 궤도차량의 배터리 교체유닛과 이를 구비한 배터리 충전 스테이션 시스템 - Google Patents

궤도차량의 배터리 교체유닛과 이를 구비한 배터리 충전 스테이션 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 궤도차량의 배터리 교체유닛과 이를 구비한 배터리 충전 스테이션 시스템 및 이에 의한 배터리 탈장착방법에 관한 것으로, 그 목적은 궤도차량의 방전된 배터리팩을 안정적으로 분리시킨 후, 배터리 충전부로 자동이송시켜 배터리팩의 자동분리, 이송 및 충전이 효율적으로 이루어질 수 있는 궤도차량의 배터리 교체유닛과 이를 구비한 배터리 충전 스테이션 시스템과 이에 의한 배터리 탈장착방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 궤도차량내에 설치된 배터리팩이 배터리 교체유닛에 의해 궤도차량으로부터 자동으로 분리/수용되어지고, 배터리 교체유닛에 수용되어진 배터리팩이 배터리 충전부로 이송/충전되어지며, 배터리 충전부에 의해 충전완료된 배터리팩은 배터리 충전부와 배터리 교체유닛에 의해 궤도차량내로 자동 삽입장착되어지도록 되어 있다.

Description

궤도차량의 배터리 교체유닛과 이를 구비한 배터리 충전 스테이션 시스템{Battery replacement device for track vehicles and charging station system having same}
본 발명은 궤도차량의 배터리 교체유닛과 이를 구비한 배터리 충전 스테이션 시스템에 관한 것으로, 배터리 교체유닛내에 설치된 제1이송부와 제2이송부의 순차적 작동에 의해 궤도차량의 배터리 팩이 자동으로 분리되어 배터리 교체유닛내로 수용되어지고, 제2이송부와 제1이송부의 순차적 작동에 의해 충전된 배터리 팩이 궤도차량으로 자동으로 이송/장착되어지는 궤도차량의 배터리 교체유닛과 이를 구비한 배터리 충전 스테이션 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 궤도차량은 단선, 2선 및, 3선 레일을 따라 정해진 구간에 대한 주행이 이루어지는 교통기관을 의미하는 것으로, 용도 및 목적에 따라 모노레일용 궤도차량, 철도차량, 자기부상열차 등등으로 분류되고, 사람에 의한 조종유무에 따라 유인 또는 무인 궤도차량으로 분류되어진다.
최근에는 배터리의 소형 경량화가 이루어지고, 배터리 용량 및 운용효율이 크게 향상되고 있어, 전기로 구동되어지는 궤도차량을 실용화하기 위한 기술개발에 연구가 활발하게 진행되어지고 있으며, 이러한 연구개발을 통해 모노레일 등의 궤도차량은 이미 상용화단계에 이르고 있다 .
전기로 구동되어지는 궤도차량은 장착되어진 배터리에 의해 대차부의 구동모터에 전기가 공급되어 주행이 이루어지므로, 일정 시간동안 운용되어지면 별도의 충전소로 이동되어 배터리에 대한 충전이 이루어지거나, 방전된 배터리를 탈착하고 충전되어 있는 배터리가 교체설치되어 재운행이 이루어지고 있다.
종래에는 궤도차량에 설치되어지는 배터리에 대한 교체작업이 작업자의 수작업에 의해 이루어지고 있으나, 배터리가 작업자가 혼자서 교체하기에 적지 않은 무게를 가지고 있어, 궤도차량으로부터 배터리 탈착 및, 궤도차량으로의 배터리 장칙에 어려움이 있었으며, 이로 인해 작업자의 수작업에 의해서는 배터리에 대한 교체가 신속하게 이루어질 수 없었다.
특히, 운전효율의 증대를 위해 궤도차량에 대한 무인화 시스템이 개발되어지고 있으나, 배터리의 수작업 교체로 인하여, 완전한 무인 작업 시스템을 구축할 수가 없는 등 여러가지 문제점이 있었다.
공개특허공보 공개번호 10-2016-0082945(2016.07.11) 공개특허공보 공개번호 10-2016-0003966(2016.01.12) 등록특허공보 등록번호 10-1713008(2017.02.28) 공개특허공보 공개번호 특1998-078343(1998.11.16)
본 발명의 목적은 궤도차량의 배터리팩을 자동으로 장탈착할 수 있는 궤도차량의 배터리 교체유닛을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 궤도차량의 방전된 배터리팩을 안정적으로 분리시킨 후, 배터리 충전부로 자동이송시켜 배터리팩의 자동분리, 이송 및 충전이 효율적으로 이루어질 수 있는 궤도차량의 배터리 교체유닛을 구비한 배터리 충전 스테이션 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명은 궤도차량내에 설치된 배터리팩이 배터리 교체유닛에 의해 궤도차량으로부터 자동으로 분리/수용되어지고, 배터리 교체유닛에 수용되어진 배터리팩이 배터리 충전부로 이송/충전되어지며, 배터리 충전부에 의해 충전완료된 배터리팩은 배터리 충전부와 배터리 교체유닛에 의해 궤도차량내로 자동 삽입장착되어지도록 되어 있다.
본 발명은 궤도차량의 배터리팩이 배터리 교체유닛의 제1이송부와 제2이송부의 순차적 작동에 의해 궤도차량으로부터 자동으로 분리/이송되고, 충전된 배터리팩이 제2이송부와 제1이송부의 순차적 작동에 의해 궤도차량으로 자동으로 이송/장착되도록 되어 있어, 배터리 교체작업이 무인시스템으로 신속하게 이루어질 수 있으며, 이를 통해 전체 공정의 자동화가 가능하고, 배터리 교체작업시간 및 작업효율이 증대되는 효과가 있다.
본 발명은 궤도차량에 장착된 배터리팩의 분리/이송/장착이 자동으로 이루어지므로, 유인 및 무인 궤도차량에 대한 배터리 탈부착 작업이 원활하게 수행될 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 배터리 교체유닛은 방전된 배터리팩이 수용되어지는 탈착용 배터리 이송공간부와, 충전된 배터리팩이 수용되어지는 장착용 배터리 이송공간부를 구비하도록 되어 있어, 궤도차량에 대한 배터리팩의 신속한 교체작업이 이루어지며, 이를 통해 궤도차량의 운용효율이 증대되는 등 많은 효과가 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 배터리 충전 스테이션 시스템의 전체 구성을 보인 예시도
도 2 는 본 발명에 따른 배터리 교체유닛의 전체구성을 보인 예시도
도 3 은 본 발명에 따른 배터리 교체유닛의 일측면구성을 보인 예시도
도 4 는 본 발명에 따른 배터리 교체유닛의 또다른 일측면 구성을 보인 예시도
도 5 는 본 발명에 따른 배터리팩의 구성을 보인 예시도
도 6 은 본 발명에 따른 제1이송부의 구성을 보인 예시도
도 7 은 본 발명에 따른 제1승하강부의 작동상태를 보인 예시도
도 8 은 본 발명에 따른 제1승하강부의 작동상태를 보인 또다른 예시도
도 9 는 본 발명에 따른 제2이송부의 구성을 보인 예시도
도 10은 본 발명에 따른 제2승강부의 구성을 보인 예시도
도 11은 본 발명에 따른 제2승하강부의 작동상태를 보인 예시도
도 12는 본 발명에 따른 배터리 충전부의 구성을 보인 예시도
도 13은 본 발명에 따른 배터리 충전부의 일측면 구성을 보인 예시도
도 14는 본 발명에 따른 제3이송부의 구성을 보인 예시도
도 15는 본 발명에 따른 배터리 충전모듈부의 구성을 보인 예시도
도 16은 본 발명에 따른 배터리 충전모듈부의 작동상태를 보인 예시도
도 17 내지 도 26 은 본 발명에 따른 배터리팩 탈착과정을 보인 예시도
도 1 은 본 발명에 따른 배터리 충전 스테이션 시스템의 전체 구성을 보인 예시도를, 도 2 는 본 발명에 따른 배터리 교체유닛의 전체구성을 보인 예시도를, 도 3 은 본 발명에 따른 배터리 교체유닛의 일측면구성을 보인 예시도를, 도 4 는 본 발명에 따른 배터리 교체유닛의 또다른 일측면 구성을 보인 예시도를, 도 5 는 본 발명에 따른 배터리팩의 구성을 보인 예시도를, 도 6 은 본 발명에 따른 제1이송부의 구성을 보인 예시도를, 도 7 은 본 발명에 따른 제1승하강부의 작동상태를 보인 예시도를, 도 8 은 본 발명에 따른 제1승하강부의 작동상태를 보인 또다른 예시도를, 도 9 는 본 발명에 따른 제2이송부의 구성을 보인 예시도를, 도 10 은 본 발명에 따른 제2승강부의 구성을 보인 예시도를, 도 11 은 본 발명에 따른 제2승하강부의 작동상태를 보인 예시도를, 도 12 는 본 발명에 따른 배터리 충전부의 구성을 보인 예시도를, 도 13 은 본 발명에 따른 배터리 충전부의 일측면 구성을 보인 예시도를, 도 14 는 본 발명에 따른 제3이송부의 구성을 보인 예시도를, 도 15 는 본 발명에 따른 배터리 충전모듈부의 구성을 보인 예시도를, 도 16 은 본 발명에 따른 배터리 충전모듈부의 작동상태를 보인 예시도를, 도 17 내지 도 26 은 본 발명에 따른 배터리팩 탈착과정을 보인 예시도를 도시한 것으로,
본 발명은 궤도차량(500)내에 설치된 배터리팩(530)이 배터리 교체유닛(700)에 의해 궤도차량(500)으로부터 자동으로 분리/수용되어지고, 배터리 교체유닛(700)에 수용되어진 배터리팩(530)이 배터리 충전부(800)로 이송/충전되어지며, 배터리 충전부(800)에 의해 충전완료된 배터리팩(530a)은 배터리 충전부(800)와 배터리 교체유닛(700)에 의해 궤도차량(500)내로 자동 삽입장착되어지도록 되어 있다.
상기 궤도차량(500)은 배터리팩(530)에 의해 레일을 따라 주행이 이루어지는 모노레일용 궤도차량, 철도차량, 자기부상열차 등등을 의미하며, 유인 또는 무인 궤도차량을 모두 포함한다.
본 발명에 따른 배터리 교체유닛(700)은, 도 1 내지 도 4 에 도시된 바와 같이, 상단 공간부(740)와 중단 공간부(750) 및 하단 공간부(760)를 구비하고 유닛이동레일(770)을 따라 궤도차량(500)의 길이방향으로 이동되어지는 이동프레임부(730);
이동프레임부의 하단공간부(760)내에 설치되어 승하강되어지는 제1 리프팅 후크에 의해 궤도차량(500)의 배터리팩(530)을 중단 공간부내로 1단계 이송시키는 제1이송부(710);
이동프레임부의 상단공간부내에 설치되어 1단계 이송되어진 배터리팩을 승하강되어지는 록킹 핀에 의해 중단공간부내로 2단계 이송시키는 제2이송부(720);를 포함한다.
상기 이동프레임부(730)는 도 1 내지 도 3 에 도시된 바와 같이, 다수의 가로프레임과 세로프레임이 상호연결되어진 박스 프레임 구조로 형성되어 있으며, 제1이송부(710)가 설치되어지는 하단공간부(760)와, 배터리팩(530)이 이송 및 수용되어지는 중단공간부(750) 및, 제2이송부(720)가 설치되어지는 상단공간부(740)를 구비한다.
즉, 상기 이동프레임부(730)는 다수의 프레임에 의해 상단 공간부(740)와, 중단공간부(750) 및 하단공간부(760)가 수직배열되어지도록 분할구성되어 있으며, 상단공간부(740)와 중단공간부(750) 및 하단공간부(760)는 상호 연통되어지도록 형성되어 있다.
또한, 이동프레임부(730)에는 상기와 같이 수직배열된 상/중/하단공간부(740,750,760)를 세트로 하는 배터리 이송공간부(701)가 하나 이상, 바람직하게는 2개의 배터리 이송공간부 즉, 궤도차량(500)으로부터 분리된 배터리팩(530)이 수용되어지는 탈착을 위한 배터리 이송공간부(701a)와, 궤도차량(500)으로 장착되기 위하여 충전완료된 배터리팩(530)이 수용되어지는 장착을 위한 배터리 이송공간부(701b)가 배치될 수 있다. 이때, 상기 배터리 이송공간부의 상단공간부내에는 제2이송부가, 하단공간부내에는 제1이송부가 각각 설치되어지고, 중단공간부내에는 배터리팩의 이송이 용이하게 이루어지도록 하기 위한 슬라이드레일 및 가이드가 설치된다.
또한, 상기 이동프레임부(710)는 배터리팩(530)이 일직선상으로 유입 및 이송배출이 이루어지도록 이송공간부(701)의 양단 즉, 상/중/하단공간부(740,750,760)의 양단이 모두 개방되어 있으며, 그 외의 부분은 이물질의 유입을 방지하기 위한 커버패널(702)이 설치되어 있다.
상기 중단공간부(750)는 하단 양측에 배터리팩(530)이 이송되어지도록 슬라이드레일(751)이 설치되어 있으며, 상기 슬라이드레일(751)의 일측에는 배터리팩(530)을 가이드 하기 위한 가이드(752)가 설치되어 있다.
상기 슬라이드레일(751)은 궤도차량(500)측에 위치하는 일측 끝단이 하단공간부(760) 방향으로 하향경사지게 형성되어, 궤도차량(500)내 장착된 배터리팩(530)이 슬라이드레일내로 용이하게 이송되어지도록 되어 있다.
또한, 상기 가이드(752) 역시, 궤도차량(500)측에 위치하는 일측단이 좌/우측으로 경사지게 형성되어 있어, 슬라이드레일내로 배터리팩(530)의 이송이 용이하게 이루어지도록 되어 있다.
또한, 상기 슬라이드레일(751)과 가이드(752)는 배터리 교체유닛(700)과 배터리 충전부(800)간에 배터리팩(530)의 이송이 원활하게 이루어지도록 이동프레임부(730)에서 배터리 충전부(800) 방향으로 소정길이로 돌출형성되어 있다.
상기 배터리팩(530)은 궤도차량의 측면 선단 또는 후단 또는 선/후단에 슬라이드 방식으로 삽입장착되어 있다.
상기 배터리팩(530)은 도 5 에 도시된 바와 같이, 배터리(531)와, 배터리(531)가 안착설치되고 일측단에 손잡이(533)가 설치된 배터리 트레이(532)와, 배터리 트레이의 손잡이(533)가 관통되어지도록 배터리 트레이(532)의 일측단에 고정설치되는 배터리 커버(534)와, 배터리 커버(534)와 배터리(531) 사이에 위치하도록 배터리 트레이(532)에 연결설치된 충전포트부(535)를 포함한다.
상기 배터리 트레이(532)는 배터리(531)가 장착되어지는 트레이 본체(532a)와, 상기 트레이 본체(532a)의 양측에 설치되어 구름작동되어지는 복수의 구름롤러(532b)를 포함한다.
상기 구름롤러(532b)는 슬라이드레일(751)에 구름접촉되어지는 메인롤러(532c)와, 가이드(752)에 구름접촉되어지는 사이드롤러(532d)를 포함한다.
또한, 상기 트레이 본체(532a)는 일측단에 손잡이(533)가 일체로 형성되고, 상기 손잡이(533)에는 제1이송부(710)의 제1 리프팅 후크가 결합되어지도록 하향개방된 결합홈(533a)이 형성되어 있으며, 상기 결합홈(533a)이 외측에 노출되어지도록 손잡이(533)가 배터리 커버(534)를 관통설치되어 있다.
상기 배터리 커버(534)는 궤도차량(500)에 배터리팩(530)이 장착되어질 시, 외부로 노출되어지는 부분으로, 궤도차량(500)의 외장패널과 일체로 이루어지도록 트레이 본체(532a)에 연결설치된 커버프레임(536)의 일측에 고정설치되어 있다.
상기 충전포트부(535)는 배터리 커버(534) 및 배터리(531) 사이에 위치하도록 트레이 본체(532a)에 연결설치되어진 커버프레임(536)에 설치되어 있으며, 배터리 충전을 위한 충전포트(537)와, 상기 충전포트(537)의 양측에 위치하도록 커버프레임(536)에 고정설치된 핀 부시(538)를 포함한다.
상기와 같이 구성된 이동프레임부(730)는, 배터리 교체스테이션의 바닥에 궤도차량(500)의 길이방향으로 설치된 유닛 이동레일(770)을 따라 이동되어지도록 하측에 유닛이송부(731)가 설치되어 있다.
상기 제1이송부(710)는 도 1 내지 도 3 에 도시된 바와 같이, 이동프레임부의 하단공간부(760)내에 위치하도록 설치되어, 궤도차량(500)으로부터 배터리팩(530)을 분리하여 이동프레임부의 중단공간부(750)내로 이송시키거나, 중단공간부(750)내에 수용된 충전완료된 배터리팩(530a)을 궤도차량(500)으로 이송 장착시키는 기능을 구비한다.
상기 제1이송부(710)는 도 6 내지 도 8 에 도시된 바와 같이, 이동프레임부(730)에 양단이 연결설치되고 구동모터의 작동에 의해 회전구동되어지는 제1볼스크류부(711)와, 볼스트류부(711)에 의해 수평이동되어지는 제1승하강부(712)와, 제1승하강부(712)에 연결설치되어 배터리팩(530)에 결합되어지는 제1 리프팅 후크(713)를 포함한다.
상기 제1볼스크류부(711)는 이동프레임에 고정설치된 제1구동모터(711a)와, 제1구동모터(711a)에 의해 회전구동되어지도록 이동프레임부(730)에 양단이 연결설치되는 제1볼스크류(711b)와, 제1볼스크류(711b)에 평행하도록 이동프레임에 설치되는 제1 LM가이드(711c)와, 제1볼스크류(711b)에 나사결합되어 이동되고 제1승하강부(712)의 하단이 연결설치되어지는 제1볼너트블록(711d)을 포함한다.
이때, 상기 제1볼스크류(711b)는 제1승하강부(712)의 하단에 위치하도록 이동프레임부(730)에 연결설치되어 있으며, 상기 제1구동모터(711a)는 배터리 교체유닛(700)과 배터리 충전부(800) 사이에 위치하도록 이동프레임부(730)에 연결설치되어, 제1 리프팅 후크(713)가 궤도차량(500)에 최대로 근접이송되어지도록 되어 있다.
상기 제1승하강부(712)는 도 6 내지 도 8 에 도시된 바와 같이, 제1볼스크류부(711)의 제1볼너트블록(711d)이 고정설치된 제1하단플레이트(714)와, 제1하단플레이트(714)의 상측에 소정거리 이격되어 평행하도록 설치된 제1상단플레이트(715)와, 제1상단플레이트(715)와 제1하단플레이트(714) 사이에 배치되어 상/하단플레이트(715,714)를 연결하는 제1 가이드 포스트(717)를 따라 승하강되는 제1 리프트 플레이트(716)와, 제1하단플레이트(714)에 설치되어 제1 리프트 플레이트(716)를 승하강시키는 제1 승하강 실린더(718)를 포함한다.
상기 제1하단플레이트(714)는 제1볼스크류(711b) 및 제1 LM가이드(711c)를 따라 이동프레임부의 하단공간부(760)내에서 수평방향으로 왕복이동되어지는 것으로, 중앙에 제1 승하강 실린더(718)가 설치되어 있다.
상기 제1상단플레이트(715)는 복수의 제1 가이드 포스트(717)에 의해 하단프레이트(714)와 연결설치되어 있으며, 중앙에 수직관통홀(715a)이 형성되고, 일측 즉, 궤도차량 방향의 일측에 제1 리프팅 후크(713)가 삽입되는 후크삽입홀(715b)이 형성되어 있다.
상기 수직관통홀(715a) 및 후크삽입홀(715b)은 최소한의 높이범위내에서 제1 승하강 실린더(718)에 의해 제1 리프트 플레이트(716)에 연결설치된 제1 리프팅 후크(713)가 제1상단플레이트(715) 상측으로 수직 이동되어지도록 하기 위한 것이다.
상기 제1상단플레이트(715)와 제1하단플레이트(714)는 복수의 제1 가이드 포스트(717)에 의해 일정간격이 유지되어지도록 연결설치되어 있다.
상기 제1 리프트 플레이트(716)는 라이너 부싱(716a)을 매개로하여 상/하단 플레이트 사이에 위치하도록 제1 가이드 포스트(717)에 연결설치되어 있으며, 중앙에 상단플레이트의 수직관통홀(715a)내로 삽입되어지는 리프트 블록(716b)이 돌출형성되어 있다.
상기 리프트 블록(716b)은 제1 승하강 실린더(718)의 용량 및 작동스트로크를 고려하여, 제1 리프팅 후크(713)에 의한 배터리팩(530)의 안정적인 결속이 이루어지도록 하기 위한 것으로, 제1 리프트 플레이트(716)로부터 소정높이를 구비하도록 돌출형성되어 있으며, 제1 승하강 실린더(718)가 연결되어지도록 하향개방되어진 실린더 설치홈(716c)이 형성되어 있다.
상기 제1 승하강 실린더(718)는 제1 리프팅 후크(713)를 승하강시키기 위한 것으로, 공압실린더가 사용되어질 수 있으며, 로드(718a)가 수직방향으로 작동되어지도록 실린더 몸체(718b)가 제1하단플레이트(714)에 설치되고, 로드(718a)의 끝단이 리프트 블록의 실린더 설치홈(716c)내에 위치하도록 제1 리프트 플레이트(716)에 연결설치되어 있다.
즉, 상기 제1 리프트 플레이트(716)는 제1 승하강 실린더(718)의 팽창 작동시, 리프트 블록(716b)이 상단플레이트의 수직관통홀(715a)을 관통하여 제1상단플레이트(715)의 상측으로 돌출되어지도록 상승이동되고, 승하강 실런더(718)의 수축 작동시, 승하강 실린더의 실린더 몸체(718b) 일부가 리프트 블록의 실린더 설치홈(716c)내로 삽입되어지도록 하강이동된다. 이와 같은 작동에 의해 제1 리프트 플레이트(716)가 제1상단플레이트(715)와 제1하단플레이트(714)에 최대로 근접되어지도록 상승 또는 하강되어지게 된다.
또한, 본 발명은 실린더 설치홈(716c)을 구비하는 리프트 블록(716b)에 의해 승하강 실린더의 용량 및 스트로크 범위가 확대될 수 있다. 즉, 승하강 실린더의 설치공간확보를 통해, 제1 리프트 플레이트(716)와 제1하단플레이트(714) 사이에 고용량 승하강 실린더의 설치가 가능하며, 이를 통해 제1 리프팅 후크에 의한 배터리팩(530)의 안정적인 결합 및 이송이 이루어질 수 있다.
또한, 상기 제1승하강부(712)는 제1상단플레이트(715)와 하단프레이트(714)에 연결되어지도록 제1 리프트 플레이트(716)의 높이위치를 감지하는 수직위치 센서부(712a)가 설치되어 있으며, 수직위치 센서부(712a)의 감지신호에 의해 제1 승하강 실린더(718)가 작동되어 제1 리프트 플레이트(716)의 승하강이 제어되도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 제1승하강부(712)는 하단플레이트 일측에, 이동프레임부와 연계되어 제1볼스크류부(711)를 따라 수평이동되어지는 제1승하강부(712)의 위치를 감지하기 위한 수평위치 센서부(712b)가 설치되어 있으며, 상기 수평위치 센서부(712b)에 의해 승하강부의 수평 이동범위가 설정되어지도록 구성될 수 있다.
상기 제1 리프팅 후크(713)는 상단플레이트의 후크삽입홀(715b)을 통해 제1상단플레이트(715) 상측으로 돌출되어지도록 승하강부의 리프트 플레이트 상측에 설치되어 있다.
즉, 상기 제1 리프팅 후크(713)는 제1 승하강 실린더(718)에 의한 제1 리프트 플레이트(716)의 상승작동시, 궤도차량에 장착되어 있는 배터리팩(530)의 손잡이(533)에 구비된 결합홈(533a) 또는 중단공간부(750)내에 수용되어 있는 배터리팩(530)의 손잡이(533)에 구비된 결합홈(533a)내로 상단이 삽입결합되어지도록 구성되어 있다.
일 예로, 상기 제1 리프팅 후크(713)는 제1 리프트 플레이트(716)에 고정설치되는 고정패널(713a)과, 상기 고정패널(713a)에 직교하도록 형성되고 손잡이(533)와 암수결합되어지는 후크(713b)를 포함하되, 상기 후크대(713b)는 제1 리프트 플레이트(716) 외측으로 돌출되어지도록 이루어질 수 있다.
또한, 상기 후크(713b)는 손잡이(533)의 일측이 삽입되어지도록 손잡이 안착홈(713c)이 형성되도록 구성될 수 있으며, 이와 같이 손잡이 안착홈(713c)이 구비될 경우, 상기 제1 리프팅 후크(713)는 손잡이 안착홈을 구비하는 후크(713b)와, 결합홈을 구비하는 손잡이(533)의 상호 암수결합에 의해 배터리팩(530)의 손잡이에 제1 리프팅 후크의 결속력이 강화되어지게 된다.
또한, 상기 제1 리프팅 후크(713)는 제1 리프트 플레이트(716)의 상측에 위치하도록 되어 있어, 제1 승하강 실린더(718)의 상승력이 제1 리프팅 후크(713)에 그대로 전달되어지므로, 배터리팩의 손잡이(533)에 대한 제1 리프팅 후크(713)의 결속력이 더욱 강화되어지게 된다.
상기와 같이 구성된 제1이송부(710)는 제1볼스크류부(711)에 의해 승하강부(718)가 이동프레임부의 중단공간부(750)내에서 수평이동되어지고, 제1 승하강 실린더(718)에 의한 제1 리프트 플레이트(716)의 승하강에 의해 제1 리프팅 후크(713)가 승하강되어 배터리팩(530)의 손잡이에 대한 제1 리프팅 후크의 삽입결합 및 분리가 이루어지도록 되어 있다.
상기 제2이송부(720)는 제1이송부(710)에 의해 궤도차량(500)으로부터 분리되어 중단공간부(750)내로 이송된 배터리팩(530)을 배터리 충전부(800) 방향으로 더 이동시키거나, 제1이송부(710)에 의해 궤도차량(500)에 장착이 이루어지도록 배터리 충전부(800)의 충전된 배터리팩(530)을 중단공간부내로 이송시키는 기능을 구비한다.
상기 제2이송부(720)는, 도 9 내지 도 11 에 도시된 바와 같이, 이동프레임부의 상단공간부(740)내에 위치하도록 이동프레임부(730)에 양단이 연결설치되고 제2구동모터(721a)의 작동에 의해 회전구동되어지는 제2볼스크류부(721b)와, 제2볼스크류부(721b)에 의해 수평이동되어지는 제2승하강부(722)와, 제2승하강부(722)에 연결설치되어 배터리팩(530)에 결합되어지는 록킹 핀(723)을 포함한다.
상기 제2볼스크류부(721)는 이동프레임부에 고정설치된 제2구동모터(721a)와, 구동모터(721a)에 의해 회전구동되어지도록 이동프레임부(730)에 양단이 연결설치되는 제2볼스크류(721b)와, 제2볼스크류(721b)에 평행하도록 이동프레임부(730)에 설치되는 제2LM가이드(721c)와, 제2볼크류(721b)에 체결되어 제2승하강부(722)가 연결설치되어지는 제2볼너트블록(721d)을 포함한다.
상기 제2구동모터(721a)는 배터리 교체유닛(700)의 상단공간부(740)내에 위치하도록 설치되고, 상기 제2LM가이드(721c)는 배터리 충전부(800)를 향하는 일측단이 이동프레임부(730)에서 배터리 충전부(800) 방향으로 소정길이를 구비하며 돌출되어지도록 설치되어, 배터리 교체유닛(700)의 중단공간부(750)내에 수용된 배터리팩(530)이 배터리 충전부(800)에 최대로 근접이송되어지도록 구성되어 있다.
상기 제2승하강부(722)는 도 9 내지 도 11 에 도시된 바와 같이, 제2볼스크류부(721)의 제2볼너트블록(721d)이 고정설치되는 제2하단플레이트(724)와, 제2하단플레이트(724)의 상측에 소정거리 이격되어 평행되도록 복수의 제2 가이드 포스트(727)에 의해 연결설치된 제2상단플레이트(725)와, 제2상단플레이트(725)와 제2하단플레이트(724) 사이에 배치되어 제2 가이드 포스트(727)를 따라 승하강되는 제2 리프트 플레이트(726)와, 제2상단플레이트에 설치되어 제2 리프트 플레이트(726)를 승하강시키는 제2 승하강 실린더(728)를 포함한다.
상기 제2하단플레이트(724)는 제2볼스크류(721b) 및 제2 LM 가이드(721c)를 따라 수평으로 왕복이동되어지는 것으로, 록킹 핀(723)이 삽입되어 가이드되는 핀홀(724a)이 형성되어 있으며, 제2볼스크류(721b) 하단에 위치하도록 제2볼너트블록(721d)이 연결설치되어 있다.
즉, 상기 제2볼스크류(721b)는 제2하단플레이트(724)와 제2 리프트 플레이트(726) 사이에 위치하도록 볼너트블록(721d)을 매개로하여 제하단플레이트(724) 상측에 연결설치 되어 있다.
또한, 상기 제2하단플레이트(724)에는 배터리 충전부(800) 방향의 일측단에 제2볼스크류(721b)를 지지하는 베어링 블록(721e)이 삽입되어지도록 블록삽입홀(724b)이 형성되어 있다.
상기 제2상단플레이트(725)는 복수의 제2 가이드 포스트(727)에 의해 제2하단플레이트(724)와 연결설치되어 있다.
상기 제2 리프트 플레이트(726)는 라이너 부싱(726a)을 매개로하여 제2 상/하단 플레이트(725,724) 사이에 위치하도록 제2 가이드 포스트(727)에 연결설치되어 있으며, 제2 승하강 실린더(728)가 연결설치되어 있다.
또한, 상기 제2 리프트 플레이트(726)는 배터리 충전부를 향하는 일측단에 제2 볼스크류를 지지하는 베어링 블록(721e)이 삽입되어지도록 블록삽입홀(726b)이 형성되어 있다.
상기 제2 승하강 실린더(728)는, 록킹 핀(723)을 승하강시키기 위한 것으로, 공압실린더가 사용되어질 수 있으며, 상단플레이트(725)에 실린더 몸체(728b)가 연결설치되고, 로드(728a)가 실린더 브래킷(729)을 매개로하여 제2리프트 플레이트(726)에 연결설치되어 있다.
또한, 상기 제2승하강부(722)는, 제2상단플레이트(725)와 제2하단프레이트(724)에 연결되어지도록 설치되어 제2 리프트 플레이트(726)의 높이위치를 감지하는 수직위치 센서부(722a)를 더 포함하고 있으며, 수직위치 센서부(722)의 감지신호에 의해 제2 승하강 실린더(728)가 작동되어, 리프트 플레이트가 승하강되도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 제2승하강부(722)는, 제2하단플레이트(724) 일측에는 이동프레임부(730)와 연계되어 제2볼스크류부(721)를 따라 수평이동되어지는 제2승하강부(722)의 위치를 감지하기 위한 수평위치 센서부(722b)가 설치되어 있으며, 상기 수평위치 센서부(722b)에 의해 제2승하강부(722)의 수평이동범위가 설정되어지도록 구성될 수 있다.
상기 록킹 핀(723)은 샤프트 홀더(723a)를 매개로 하여, 제2 리프트 플레이트(726)를 관통하도록 실린더 브래킷(729) 및 제2 리프트 플레이트(726)에 연결설치되어 있으며, 제2하단플레이트의 핀홀(724a)을 따라 승하강되어 배터리팩(530)의 핀 부시(538)내로 삽입되어지도록 구성되어 있다. 이때, 제2하단플레이트의 핀홀(724a)에는 록킹 핀(723)의 승하강이 용이하게 이루어지도록 부시(724c)가 더 설치될 수 있다.
상기와 같이 구성된 제2이송부(720)는 제2볼스크류부(721)에 의해 제2승하강부(722)가 이동프레임부의 상단공간부(740)내에서 수평이동되어지고, 제2 승하강 실린더(728)에 의한 록킹 핀(723)이 연결설치된 제2 리프트 플레이트(726)가 제2 가이드 포스트(727)를 따라 승하강되어, 배터리팩(530)의 핀 부시(538)에 대한 록킹 핀(723)의 결합 또는 분리가 이루어지도록 되어 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 배터리 교체유닛(700)은, 도 17 내지 도 20 에 도시된 바와 같이, 제1이송부의 제1 리프팅 후크(713)가 궤도차량(500)에 장착된 배터리팩의 손잡이(533) 하단에 위치되어지도록 제1이송부의 제1볼스크류부(711)에 의해 제1승하강부(712)가 궤도차량(500) 방향으로 수평이동되고, 제1 승하강 실린더(718)의 작동에 의해 제1 리프트 플레이트(716) 및 제1 리프팅 후크(713)가 상승되어 배터리팩의 손잡이(533)에 제1 리프팅 후크(713)가 결합되어지며, 배터리팩(530)의 손잡이에 제1 리프팅 후크(713)가 결합되어진 상태에서, 제1볼스크류부(711)에 의해 제1승하강부(712)가 이동프레임부의 중단공간부(750)내로 이송되어지면, 궤도차량(500)에 장착되어 있던 배터리팩(530)가 중단공간부(750)내로 이송되어지게 된다.
이때, 상기 배터리팩(530)은 중단공간부(750)에 구비된 슬라이드레일(751) 및 가이드(752)를 따라 구름접촉되며 안정적으로 슬라이딩 이동되어, 제1이송부에 의한 배터리팩(530)의 1단계 이송이 완료된다.
상기와 같이 궤도차량(500)에서 이동프레임부의 중단공간부(750)내로 배터리팩(530)의 1단계 이송이 완료되어지면, 도 21 및 도 22 에 도시된 바와 같이, 제2이송부의 록킹 핀(723)이 배터리팩의 핀 부시(538) 상측에 위치되어지도록 제2이송부의 제2볼스크류부(721)에 의해 제2승하강부(722)가 궤도차량(500) 방향으로 수평이동되고, 제2 승하강 실린더(728)의 작동에 의해 제2 리프트 플레이트(726) 및 록킹 핀(723)이 하강되어 배터리팩의 핀 부시(538)내로 록킹 핀(723)이 삽입결합되어지게 된다. 이와 같이, 배터리팩(530)의 핀 부시(538)에 록킹 핀(723)이 결합되어진 상태에서, 제2볼스크류부(721)에 의해 제2승하강부(722)가 배터리 충전부(800) 방향으로 이송되어지면, 배터리팩(530)은 슬라이드레일(751) 및 가이드(752)를 따라 이송되어지게 된다.
이때, 상기 슬라이드레일(751)과 가이드(752) 및, 제2볼스크류부의 제2 LM가이드(721c)는 이동프레임부(730)에서 배터리 충전부(800) 방향으로 돌출되어지도록 설치되어 있고, 제2하단플레이트(724)와 제2 리프트 플레이트(726)에는 블록삽입홈(724b,726b)이 형성되어 있어, 제2이송부(720)에 의해 배터리팩(530)이 배터리 충전부(800) 방향으로 최대이송되어지게 되면, 배터리팩의 손잡이(533)는 이동프레임부(730)로부터 돌출되어 이동프레임부(730)와 배터리 충전부(800) 사이에 위치하게 된다. 즉, 제2이송부(720)에 의한 배터리 팩(530)의 2단계 이송이 완료된다.
또한, 본 발명 배터리 교체유닛(700)에 의한 배터리 충전부(800)에서 배터리 교체유닛(700)으로의 충전완료된 배터리팩(530)의 이송 및, 배터리 교체유닛(700)에서 궤도차량(500)으로의 배터리팩(530) 장착은 제2이송부와 제1이송부가 각각 2단계 이송과 1단계 이송의 역순 작동에 의해 이루어지게 된다.
이하, 상기와 같이 구성된 궤도차량(500)의 배터리 교체유닛(700)을 포함하는 본 발명의 배터리 충전 스테이션 시스템(900)에 대하여 설명한다.
상기 배터리 충전 스테이션 시스템(900)은, 도 1 에 도시된 바와 같이, 궤도차량(500)이 진입되는 차량레일(540)과, 차량레일(540)에 평행하도록 설치되는 유닛이동레일(770)을 따라 이동되어지는 배터리 교체유닛(700)과, 배터리 교체유닛(700)에 의한 배터리팩(530)의 이송이 이루어지도록 유닛 이송레일 일측에 설치되어 배터리팩(530)을 충전하는 배터리 충전부(800)를 포함한다.
상기 차량레일(540)은 배터리 충전 스테이션 시스템(900)내로 궤도차량(500)의 진입이 이루어지도록 하는 것으로, 궤도차량(500)의 주행이 이루어지는 공지의 레일과 동일한 구성으로 이루어질 수 있다.
다만, 본원발명의 차량레일(540)에는 도 17 에 도시된 바와 같이, 배터리팩(530)의 교체작업시, 궤도차량(500)의 흔들림이 방지되어지도록 완만하게 상승되어지는 경사레일(541)이 더 설치되어 있으며, 상기 경사레일(541)에는 궤도차량(500)의 프레임 하부에 설치된 유격방지 롤러(501)가 구름접촉되어지도록 되어 있다.
즉, 본 발명은 배터리 충전 스테이션 시스템(900)내로 궤도차량(500)의 진입이 이루어지게 되면, 경사레일(541)을 따라 궤도차량(500)의 유격방지 롤러(501)가 접촉이동되어지게 되므로, 차량레일(540)의 상하면에 구름접촉되며 이동되는 궤도차량의 주행롤러(502)와, 경사레일(541)에 구름접촉되며 이동되는 궤도차량의 유격방지롤러(501)에 의해, 궤도차량(500)이 차량레일(540)과 경사레일(541)에 꽉끼게 되어 궤도차량(500)의 흔들림이 방지되도록 되어 있다.
상기 유닛 이동레일(770)은 배터리 교체유닛(700)과 유닛이송부(731)에 의해 연결되어 있으며, 상기 유닛이송부(731)는 유닛 이동레일(770)을 따라 이동프레임부(730)가 이동되어지도록 구성되면 충분하므로, 그 구성이 특별히 한정되어지는 것은 아니다.
일 예로, 상기 유닛이동레일(770)과 배터리 교체유닛(700)은 랙피니언 방식에 의해 연결되어지도록 구성될 수 있다.
즉, 상기 유닛이송부(731)는 도 3 에 도시된 바와 같이, 유닛구동모터(732)에 의해 피니언기어(733)가 구동되어지도록 구성되고, 상기 유닛이동레일(770)은 주행이 이루어지는 래크기어가 2개의 보조레일 중, 일측 보조레일 하단에 구비되도록 구성되거나, 2개의 보조레일(771) 사이에 래크기어로 이루어진 주행레일(772)이 독립적으로 구비되어지는 3선 레일구조로 이루어질 수 있다. 상기 유닛이동레일(770)은 배터리 교체유닛의 안전성을 고려하여 보조레일 사이에 주행레일이 배치되는 3선 레일구조로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 배터리 교체유닛(700)에는 궤도차량(500)의 배터리 장착위치를 감지하기 위한 위치셋팅센서(703)가 이동프레임부(730)의 일측에 설치되어 있으며, 상기 위치셋팅센서(703)의 감지신호에 의해 유닛이송부(731)가 구동되어, 배터리 교체유닛(700)의 이동 및 위치셋팅이 이루어지게 된다.
이때, 상기 위치셋팅센서(703)는 하나 이상이 설치되는 것이 바람직하며, 각각의 위치셋팅센서의 감지신호에 의해 배터리 교체유닛(700)의 이동속도가 단계별로 감속 또는 가속되어지도록 구성될 수 있다.
상기 배터리 교체유닛(700)은 본 발명에 따른 배터리 교체 유닛으로 위에 상세하게 기재되어 있으므로, 이에 대한 설명은 생략한다.
상기 배터리 충전부(800)는 궤도차량(500)으로부터 탈착된 배터리팩(530)에 대한 충전이 이루어지는 것으로, 도 1 및 도 12 에 도시된 바와 같이, 배터리 교체유닛(700)으로부터 배터리팩(530)이 이송수용되어지는 배터리 수용공간부(811)를 구비하는 프레임 지지체(810)와, 배터리 수용공간부(811)의 하측에 위치되어지도록 프레임 지지체(810)에 설치되어 승하강되어지는 제3 리프팅 후크(833)에 의해 배터리팩(530)을 배터리 수용공간부(811)내로 이송시키는 제3이송부(830)와, 배터리 수용공간부(811)의 상측에 위치되어지도록 프레임 지지체(810)에 고정설치되어 배터리팩(530)을 충전하는 배터리 충전모듈부(820)를 포함한다.
상기 프레임 지지체(810)는 가로프레임과 세로프레임이 상호연결되어지는 철골구조로 이루어져 있으며, 배터리 수용공간부(811)를 중심으로 상측에 배터리 충전모듈부(820)가 설치되고, 하측에 제3이송부(830)가 설치되어 있다.
또한, 상기 프레임 지지체(810)는 배터리 교체유닛(700)이 이동되어지면서, 배터리팩의 장착 및 탈착이 이루어지도록 유닛이동레일(770)을 따라 복수의 배터리 수용공간부(811)가 배치되어지도록 설치되어 있다.
상기 배터리 수용공간부(811)는 하단 양측에 배터리팩(530)이 이송되어지도록 슬라이드레일(812)이 설치되어 있으며, 상기 슬라이드레일(812)의 일측에는 배터리팩(530)을 가이드 하기 위한 가이드(813)가 설치되어 있다.
상기 슬라이드레일(812)은 배터리 교체유닛(700)측에 위치하는 일측 끝단이 하향경사지게 형성되어 있어, 배터리 교체유닛(700)내의 배터리팩(530)이 배터리 수용공간의 슬라이드레일(812)내로 용이하게 이송되어지도록 되어 있다.
또한, 상기 가이드(813) 역시, 배터리 교체유닛(700)측에 위치하는 일측단이 좌/우측으로 확장되어지도록 경사지게 형성되어 있어, 배터리 교체유닛(700)에서 배터리 충전부(800)로 배터리팩(530)의 이송이 용이하게 이루어지도록 되어 있다.
상기 제3이송부(830)는 제2이송부(720)에 의해 2단계 이송이 완료된 배터리 교체유닛(700)내의 배터리팩(530)을 배터리 수용공간부(811)내로 이동시키기 위한 것으로, 배터리 교체유닛(700)의 제1이송부(710)와 동일한 방식에 의해 구동되어지도록 구성되어 있다.
즉, 상기 제3이송부(830)는 도 14 에 도시된 바와 같이, 프레임 지지체(810)에 양단이 연결설치되고 제3구동모터(831a)의 작동에 의해 회전구동되어지는 제3볼스크류부(831)와, 제3볼스트류부(831)에 의해 수평이동되어지는 제3승하강부(832)와, 제3승하강부(832)에 연결설치되어 배터리팩(530)에 결합되어지는 제3 리프팅 후크(833)를 포함한다.
상기 제3볼스크류부(831)는, 프레임 지지체(810)에 고정설치된 제3구동모터(831a)와, 제3구동모터(831a)에 의해 회전구동되어지도록 프레임 지지체(810)에 양단이 연결설치되는 제3볼크류(831b)와, 제3볼스크류(831b)에 평행하도록 프레임 지지체(810)에 설치되는 제3 LM가이드(831c)와, 제3볼스크류(831b)에 체결되어 제3승하강부(832)가 연결설치되어지는 제3 볼너트블록(831d)을 포함한다.
이때, 상기 제3볼스크류(831b) 역시, 제3승하강부(832)의 하단에 위치하도록 프레임 지지체(810)에 양단이 베어링 지지되도록 연결설치되어 있으며, 상기 제3구동모터(831a)는 프레임 지지체(810)내에 위치하도록 설치되어 있다.
상기 제3승하강부(832)는 제3볼스크류부(831)의 제3볼너트블록(831d)이 고정설치되는 제3하단플레이트(834)와, 제3하단플레이트(834)의 상측에 제3 가이드 포스트(837)를 매개로하여 소정거리 이격되어 평행하도록 설치되는 제3상단플레이트(835)와, 제3상단플레이트(835)와 제3하단플레이트(834) 사이에 배치되어 제3 가이드 포스트(837)를 따라 승하강되는 제3 리프트 플레이트(836)와, 제3하단플레이트(834)에 설치되어 제3 리프트 플레이트(836)를 승하강시키는 제3 승하강 실린더(838)를 포함한다.
상기 제3하단플레이트(834)는 제3볼스크류(831b) 및 제3 LM가이드(831c)를 따라 수평으로 왕복이동되어지는 것으로, 중앙에 제3 승하강 실린더(839)가 설치되어 있다.
상기 제3상단플레이트(835)는 복스의 제3 가이드 포스트(837)에 의해 제3하단프레이트(834)와 연결설치되어 있으며, 중앙에 수직관통홀(835a)이 형성되고, 일측 즉, 배터리 교체유닛(700) 방향의 일측에 제3 리프팅 후크(833)가 삽입되는 후크삽입홀(835b)이 형성되어 있다.
상기 수직관통홀(835a) 및 후크삽입홀(835b)은 제1이송부(810)에서와 같이, 최소한의 높이범위내에서 제3 승하강 실린더(838)에 의해 제3 리프트 플레이트(836)에 연결설치된 제3 리프팅 후크(833)가 제3상단플레이트(835) 상측으로 수직 이동되어, 배터리팩의 손잡이에 결속되어지지도록 하기 위한 것이다.
상기 제3 리프트 플레이트(836)는 라이너 부싱(836a)을 매개로하여 제3 상/하단 플레이트(835,834) 사이에 위치하도록 제3 가이드 포스트(837)에 연결설치되어 있으며, 중앙에 제3상단플레이트(835)의 수직관통홀(835a)내로 삽입되어지는 리프트 블록(836b)이 돌출형성되어 있다.
상기 리프트 블록(836b)은 제3 승하강 실린더(838)의 용량 및 작동스트로크를 고려하여, 제3 리프팅 후크(833)에 의한 배터리팩(530)의 안정적인 결속이 이루어지도록 하기 위한 것으로, 제3 리프트 플레이트(836)로부터 소정높이를 구비하도록 돌출형성되어 있으며, 제3 승하강 실린더(838)가 연결되어지도록 하향개방되어진 실린더 설치홈(836c)이 형성되어 있다.
상기 제3 승하강 실린더(838)는 제3 리프팅 후크(833)를 승하강시키기 위한 것으로, 공압실린더가 사용되어질 수 있으며, 로드(838a)가 수직방향으로 작동되어지도록 실린더 몸체(838b)가 제3하단플레이트(834)에 설치되고, 로드의 끝단이 제3 리프트 블록(836b)의 실린더 설치홈(836c)내에 위치하도록 제3 리프트 플레이트(836)에 연결설치되어 있다.
또한, 상기 제3승하강부(832)는, 제3상단플레이트(835)와 제3하단프레이트(834)에 연결되어지도록 설치되어 제3리프트 플레이트(836)의 높이위치를 감지하는 수직위치 센서부(832a)가 설치되어 있으며, 수직위치 센서부(832a)의 감지신호에 의해 제3 승하강 실린더(838)가 작동되어 제3리프트 플레이트(836)가 승하강되어지도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 제3승하강부(832)는, 제3하단플레이트(834) 일측에 프레임 지지체(810)와 연계되어 제3볼스크류부(831)를 따라 수평이동되어지는 제3승하강부(832)의 위치를 감지하기 위한 수평위치 센서부(832b)가 설치되어 있으며, 상기 수평위치 센서부(832b)에 의해 제3승하강부(832)의 수평이동범위가 설정되어지도록 구성될 수 있다.
상기 제3 리프팅 후크(833)는 제3상단플레이트의 후크삽입홀(835b)을 통해 제3상단플레이트(835)의 상측으로 돌출되어지도록 제3승하강부의 제3리프트 플레이트(836) 상측에 설치되어 있다.
즉, 상기 제3 리프팅 후크(833)는 제3 승하강 실린더(838)에 의한 제3 리프트 플레이트(836)의 상승 작동시, 배터리팩(530)의 손잡이에 구비된 결합홈(533a)에 상단이 끼워져 결합되어지도록 구성되어 있다.
즉, 상기 제3 리프팅 후크(833)는 제3 리프트 플레이트(836)에 고정설치되는 고정패널(833a)과, 상기 고정패널(833a)에 직교하도록 형성되고 상단에 손잡이(533)와 암수결합되어지는 후크(833b)를 포함하되, 상기 후크(833b)는 제3 리프트 플레이트(836)의 외측으로 돌출되어지도록 설치될 수 있다.
또한, 상기 제3 리프팅 후크(833)는 후크의 상단에 손잡이가 삽입되어지도록 손잡이 안착홈(833c)이 형성되어 있어, 결합홈(533a)을 구비하는 손잡이(533)와의 상호 삽입결합에 의해 배터리팩(530)의 손잡이(533)에 후크(833b)가 안정적으로 결속되어지게 된다.
또한, 상기 제3 리프팅 후크(833)는 제3리프트 플레이트(836)의 상측에 위치하도록 되어 있어, 제3 승하강 실린더(838)의 상승력이 제3 리프팅 후크(833)에 그대로 전달되어지므로, 배터리팩의 손잡이(533)에 대한 제3 리프팅 후크(833)의 결속력이 강화된다.
상기와 같이 구성된 제3이송부(830)는, 배터리 교체유닛(700)의 제1이송부(710)와 동일한 방식으로 작동되어지며, 이와 같은 작동에 의해 제2이송부(720)에 의해 2단계 이송완료된 배터리 교체유닛(700)내의 배터리팩(530)을 프레임 지지체의 배터리 수용공간부(811)로 이송시키게 되므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
상기 배터리 충전모듈부(820)는 제3이송부(830)에 의해 배터리 수용공간부(811)내로 이송된 배터리팩(530)을 충전하기 위한 것으로, 도 12, 도 15 및 도 16 에 도시된 바와 같이, 프레임 지지체(810)에 고정설치된 베이스패널(821)과, 베이스패널(821)의 상측에 소정거리 이격되어 가이드 포스트(824)를 매개로하여 서로 평행하도록 설치된 탑패널(822)과, 탑패널(822)과 베이스패널(821) 사이에 위치하도록 배치되어 가이드 포스트(824)를 따라 상하방향으로 슬라이딩되는 슬라이딩 패널(823)과, 탑 패널(822)에 설치되고 충전브래킷(825)을 매개로 슬라이딩 패널(823)에 연결되어 슬라이딩 패널(823)을 승하강시키는 구동 실린더(826)와, 샤프트 홀더(827)를 매개로하여 슬라이딩 패널(823)이 관통되도록 충전브래킷(825)에 연결설치되는 2개의 가이드 핀(828)과, 2개의 가이드 핀(828) 사이에 위치하도록 포트브래킷(829a)에 의해 슬라이딩 패널(823)에 연결설치되는 충전포트(829)를 포함한다.
상기 슬라이딩 패널(823)은 라이너 부싱(823a)을 매개로하여 탑패널(822)과 베이스 패널(821) 사이에 위치하도록 가이드 포스트(824)에 연결설치되어 있으며, 충전 브래킷(825)에 의해 탑패널(822)에 설치된 구동실린더의 로드(826a)가 연결설치되어 있다.
상기 구동실린더(826)는 로드(826a)가 하향작동되어지도록 탑 패널에 실린더몸체(826b)가 고정설치되어 있으며, 로드(826a)가 충전브래킷(825)에 의해 슬라이딩 패널(823)에 연결되어지면서 슬라이딩 패널(823)을 관통하여 포트브래킷(829a)에 연결설치되도록 되어 있다. 이와 같은 구동실린더(826)는 공압실린더가 사용되어질 수 있다.
상기 가이드 핀(828)은 샤프트 홀더(827)를 매개로 하여, 슬라이딩 패널(823)을 관통하도록 충전 브래킷(825) 및 슬라이딩 패널(823)에 연결설치되어 있으며, 베이스 패널(821)에 형성된 핀홀(821a)을 따라 승하강되어 배터리팩(530)의 핀 부시(538)내로 삽입되어지도록 구성되어 있다.
이때, 상기 베이스 패널의 핀홀(821a)에는 가이드 핀(828)의 승하강이 용이하게 이루어지도록 부시(821b)가 더 설치될 수 있다.
상기 충전포트(829)는 배터리팩(530)의 충전포트(537)에 결합되어 배터리팩(530)를 충전시키는 것으로, 베이스 패널(821) 하측에 위치하도록 또한, 가이드핀(828) 사이에 위치하도록 포트브래킷(829a)에 의해 베이스 패널(821)에 연결설치되어 있다.
또한, 상기 배터리 충전모듈부(820)는 탑 패널(822)과 베이스 패널(821)에 연결되어지도록 설치되어 슬라이딩 패널(823)의 높이위치를 감지하는 수직위치 센서부(820a)가 더 설치되어 있으며, 수직위치 센서부(820a)의 감지신호에 의해 구동실린더(826)가 작동되어 슬라이딩 패널(823)의 승하강이 이루어지도록 구성되어질 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 배터리 충전부(800)는 프레임 지지체(810)내에 하나 이상의 배터리 수용공간부(811)와 배터리 충전모듈부(820) 및 제3이송부(830)가 유닛이동레일(770)을 따라 배치되어지도록 구성되어 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 배터리 충전 스테이션 시스템(900)은, 궤도차량(500)에 장착된 배터리팩(530)의 수량에 따라 배터리 교체유닛(700)과 배터리 충전부(800)가 설치되어질 수 있다.
즉, 본 발명의 배터리 충전 스테이션 시스템(900)은 궤도차량(500)의 앞뒤에 2개의 배터리팩(530)이 설치되어 있을 경우, 궤도차량(500)의 앞뒤에 장착되어 있는 배터리팩(530)의 동시 장/탈착이 이루어지도록, 도 1 에 도시된 바와 같이, 2개의 배터리 교체유닛(700)과, 2개의 배터리 교체유닛(700)으로부터 배터리팩이 공급되어지도록 선/후단에 각각 배터리 충전부(800)가 설치되어지는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 배터리 교체유닛(700)은, 궤도차량(500)으로부터 배터리팩(530)을 분리한 후, 궤도차량(500)으로 충전된 배터리팩의 신속한 장착이 이루어지도록 궤도차량(500)으로부터 분리된 배터리팩(530)이 수용되어지는 탈착용 배터리 이송공간부(701a)와, 궤도차량(500)으로 장착되기 위하여 충전완료된 배터리팩(530)이 수용되어지는 장착용 배터리 이송공간부(701b)가 배치되는 것이 바람직하며, 각각의 배터리 이송공간부에 구비된 상단공간부내에는 제2이송부가, 하단공간부내에는 제1이송부가 설치된다.
도 17 내지 도 26 은 본 발명에 따른 배터리팩 탈착과정을 보인 예시도를 도시한 것으로, 본 발명의 배터리 충전 스테이션 시스템에 의한 배터리 탈장착방법은,
차량레일을 따라 궤도차량(500)이 충전스테이션내로 진입되어 교환위치에 정차되는 차량 진입단계;
교환위치에 정차된 궤도차량(500)으로 배터리 교체유닛(700)이 이동되고, 센서에 의해 궤도차량(500)의 배터리팩(530) 위치가 추종되는 배터리 교체 유닛 이동단계;
배터리팩 위치의 추종에 의해 배터리 교체 유닛의 위치가 설정(정차)되는 배터리 교체유닛(700) 정지단계;
배터리 교체유닛(700)의 제1이송부에 의해 궤도차량(500)으로부터 배터리팩이 분리되어 중단공간부내로 이송수용되어지는 배터리팩 1단계 이송단계;
배터리 교체유닛(700)의 중단공간부내로 이송되어진 배터리팩이 제2이송부에 의해 중단공간부내에서 배터리 충전부(800) 방향으로 이송되어지는 배터리팩 2단계 이송단계;
배터리팩 2단계 이송단계 후, 배터리 충전부(800)의 배터리 이송부가 작동되어, 배터리 교체유닛(700)의 중단공간부내에 위치한 배터리팩을 프레임 지지체의 배터리 수용공간내로 이송시키는 배터리팩(530) 이송단계;
배터리팩(530) 이송단계 후, 충전모듈부가 작동되어 배터리 수용공간내로 이송된 배터리팩을 충전하는 충전단계;를 포함한다.
이때, 상기 배터리팩 2단계 이송단계는, 제2이송부가 배터리팩에 결속되어지면, 제1이송부는 배터리팩과의 결속을 해제하고 원위치로 복귀되는 단계를 포함하고, 상기 배터리팩(530) 이송단계는, 배터리 이송부가 배터리팩에 결속되어지면, 제2이송부는 배터리팩과의 결속을 해제하고 원위치로 복귀되는 단계를 포함한다.
상기 제1이송부와 제2이송부의 원위치 복귀는 배터리팩을 결속하기 전 상태를 의미하며, 배터리팩(530)의 신속한 장탈착 및 이송이 이루어지도록 설정될 수 있다. 일예로, 제1이송부는 궤도차량(500)에 장착된 배터리팩의 손잡이 하측에 리프팅 후크가 위치되어지는 상태, 제2이송부는 중단공간부내로 1단계 이송완료된 배터리팩(530)의 핀 부시 상측에 록킹 핀이 위치되어지는 상태가 될 수 있다.
또한, 충전이 완료된 배터리팩에 대한 궤도차량의 장착은 상기 배터리팩 탈착방법의 역순에 의해 이루어지므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.
(500) : 궤도차량 (501) : 유격방지 롤러
(530) : 배터리 팩 (531) : 배터리
(532) : 배터리 트레이 (532a): 트레이본체
(532b): 구름롤러 (532c): 메인롤러
(532d): 사이드롤러 (533) : 손잡이
(533a): 결합홈 (534) : 배터리 커버
(535) : 충전포트부 (536) : 커버프레임
(537) : 충전포트 (538) : 핀 부시
(540) : 차량레일 (541) : 경사레일
(700) : 배터리 교체유닛 (701) : 배터리 이송공간부
(701a): 탈착용 배터리 이송공간부 (701b): 장착용 배터리 이송공간부
(702) : 커버패널 (703) : 위치셋팅센서
(710) : 제1이송부 (711) : 제1볼스크류부
(711a): 제1구동모터 (711b): 제1볼스크류
(711c): 제1 LM가이드 (711d): 제1볼너트블록
(712) : 제1승하강부 (712a): 수직위치 센서부
(712b): 수평위치 센서부 (713) : 리프팅 후크
(713a): 고정패널 (713b): 후크
(713c): 손잡이 안착홈 (714) : 제1하단플레이트
(715) : 제1상단플레이트 (715a): 수직관통홀
(715b): 후크삽입홀 (716) : 제1 리프트 플레이트
(716a): 라이너 부싱 (716b): 리프트 블록
(716c): 실린더 설치홈 (717) : 제1 가이드 포스트
(718) : 제1 승하강 실린더 (718a): 로드
(718b): 실린더 몸체 (720) : 제2이송부
(721) : 제2볼스크류부 (721a): 제2구동모터
(721b): 재2볼스크류 (721c): 제2 LM가이드
(721d): 제2볼너트블록 (721e): 베어링 블록
(722) : 제2승하강부 (722a): 수직위치 센서부
(722b): 수평위치 센서부 (723) : 록킹 핀
(724) : 제2하단플레이트 (724a): 핀홀
(724b): 블록삽입홀 (724c): 부시
(725) : 제2상단플레이트 (726) : 제2 리프트 플레이트
(726a): 라이너 부싱 (726b): 블록삽입홀
(727) : 제2 가이드 포스트 (728) : 제2 승하강 실린더
(728a): 로드 (729) : 실린더 브래킷
(730) : 이동프레임부 (731) : 유닛이송부
(732) : 유닛구동모터 (733) : 피니언기어
(740) : 상단공간부 (750) : 중단공간부
(751) : 슬라이드레일 (752) : 가이드
(760) : 하단공간부 (770) : 유닛이동레일
(771) : 보조레일 (772) : 주행레일
(780) : 배터리 이송공간부 (800) : 배터리 충전부
(810) : 프레임 지지체 (811) : 배터리 수용공간부
(812) : 슬라이드레일 (813) : 가이드
(820) : 배터리 충전모듈부 (820a): 수직위치 센서부
(821) : 베이스패널 (821a): 핀홀
(821b): 부시 (822) : 탑패널
(823) : 슬라이딩 패널 (823a): 라이너 부싱
(824) : 가이드 포스트 (825) : 충전브래킷
(826) : 구동실린더 (826a): 로드
(826b): 실린더몸체 (827) : 샤프트 홀더
(828) : 가이드 핀 (829) : 충전포트
(829a): 포트브래킷 (830) : 제3이송부
(831) : 제3볼스크류부 (831a): 제3구동모터
(831b): 제3볼스크류 (831c): 제3 LM가이드
(831d): 제3볼너트블록 (832) : 제3승하강부
(832a): 수직위치 센서부 (832b): 수평위치 센서부
(833) : 제3 리프팅 후크 (833a): 고정패널
(833b): 후크 (833c): 손잡이 안착홈
(834) : 제3하단플레이트 (835) : 제3상단플레이트
(835a): 수직관통홀 (835b): 후크삽입홀
(836) : 제3 리프트 플레이트 (836a): 라이너 부싱
(836b): 리프트 블록 (836c): 실린더 설치홈
(837) : 제3 가이드 포스트 (838) : 제3 승하강 실린더
(838a): 로드 (838b): 실린더 몸체
(900) : 배터리 충전 스테이션 시스템

Claims (21)

  1. 궤도차량(500)내의 배터리팩(530)을 자동으로 분리/수용하여 배터리 충전부(800)로 이송시키는 배터리 교체유닛(700)에 있어서;
    상기 배터리 교체유닛(700)은,
    상단 공간부(740)와 중단 공간부(750) 및 하단 공간부(760)가 수직배열되어지도록 분할구성되어 유닛이동레일(770)을 따라 궤도차량(500)의 길이방향으로 이동되고, 상기 중단공간부(750)에는 하단 양측에 배터리팩(530)이 이송되어지도록 슬라이드레일(751)이 설치되며, 상기 슬라이드레일(751)의 일측에는 배터리팩(530)을 가이드 하기 위한 가이드(752)가 설치된 이동프레임부(730);
    이동프레임부(730)에 양단이 연결설치되고 구동모터의 작동에 의해 회전구동되어지는 제1볼스크류부(711)와, 볼스트류부(711)에 의해 수평이동되어지는 제1승하강부(712)와, 제1승하강부(712)에 연결설치되어 배터리팩(530)에 결합되어지는 제1 리프팅 후크(713)를 포함하여 구성되어 이동프레임부의 하단공간부(760)내에 위치하도록 설치된 제1이송부(710);
    이동프레임부의 상단공간부(740)내에 위치하도록 이동프레임부(730)에 양단이 연결설치되고 제2구동모터(721a)의 작동에 의해 회전구동되어지는 제2볼스크류부(721b)와, 제2볼스크류부(721b)에 의해 수평이동되어지는 제2승하강부(722)와, 제2승하강부(722)에 연결설치되어 배터리팩(530)에 결합되어지는 록킹 핀(723)을 포함하여 구성되어, 이동프레임부의 상단공간부내에 위치하도록 설치된 제2이송부(720);를 포함하여,
    제1이송부(710)에 의해 궤도차량(500)에서 이동프레임의 중단공간부내로 배터리팩(530)이 1단계 이송된 후, 제2이송부(720)에 의해, 배터리 충전부(800) 방향으로 2단계 이송되는 것을 특징으로 하는 궤도차량의 배터리 교체유닛.
  2. 청구항 1 에 있어서;
    이동프레임부(730)에는 상단공간부(740)와, 중단공간부(750) 및 하단공간부(760)를 세트로 하는 배터리 이송공간부(701)가 하나 이상 구비된 것을 특징으로 하는 궤도차량의 배터리 교체유닛.
  3. 청구항 1 에 있어서;
    이동프레임부(730)는, 궤도차량(500)으로부터 분리된 배터리팩(530)이 수용되어지는 탈착용 배터리 이송공간부(701a)와, 궤도차량(500)으로 장착되기 위하여 충전완료된 배터리팩(530)이 수용되어지는 장착용 배터리 이송공간부(701b)가 배치된 것을 특징으로 하는 궤도차량의 배터리 교체유닛.
  4. 삭제
  5. 청구항 1 에 있어서;
    배터리팩(530)은, 배터리(531)와, 배터리(531)가 안착설치되고 일측단에 손잡이(533)가 설치된 배터리 트레이(532)와, 배터리 트레이의 손잡이(533)가 관통되어지도록 배터리 트레이(532)의 일측단에 고정설치되는 배터리 커버(534)와, 배터리 커버(534)와 배터리(531) 사이에 위치하도록 배터리 트레이(532)에 연결설치된 충전포트부(535)를 포함하고,
    상기 충전포트부(535)는, 배터리 커버(534) 및 배터리(531) 사이에 위치하도록 트레이 본체(532a)에 연결설치되어진 커버프레임(536)에 설치되어 있으며, 배터리 충전을 위한 충전포트(537)와, 상기 충전포트(537)의 양측에 위치하도록 커버프레임(536)에 고정설치된 핀 부시(538)를 포함하는 것을 특징으로 하는 궤도차량의 배터리 교체유닛.
  6. 삭제
  7. 청구항 1 에 있어서;
    제1승하강부(712)는, 제1볼스크류부(711)의 제1볼너트블록(711d)이 고정설치된 제1하단플레이트(714)와, 제1하단플레이트(714)의 상측에 소정거리 이격되어 평행하도록 설치된 제1상단플레이트(715)와, 제1상단플레이트(715)와 제1하단플레이트(714) 사이에 배치되어 상/하단플레이트(715,714)를 연결하는 제1 가이드 포스트(717)를 따라 승하강되는 제1 리프트 플레이트(716)와, 제1하단플레이트(714)에 설치되어 제1 리프트 플레이트(716)를 승하강시키는 제1 승하강 실린더(718)를 포함하되,
    제1상단플레이트(715)는, 중앙에 수직관통홀(715a)이 형성되고,
    제1 리프트 플레이트(716)는 상단플레이트의 수직관통홀(715a)내로 삽입되어지는 리프트 블록(716b)이 중앙에 돌출형성되며,
    제1 승하강 실린더(718)는 리프트 블록(716b)에 하향개방되도록 형성된 실린더 설치홈(716c)내에 로드가 결합되어지는 것을 특징으로 하는 궤도차량의 배터리 교체유닛.
  8. 삭제
  9. 청구항 1 에 있어서;
    제1 리프팅 후크(713)는, 제1 리프트 플레이트(716)에 고정설치되는 고정패널(713a)과, 상기 고정패널(713a)에 직교하도록 형성되고 손잡이(533)와 암수결합되어지는 후크(713b)를 포함하되,
    상기 후크(713b)는 손잡이(533)의 일측이 삽입되어지도록 손잡이 안착홈(713c)이 형성된 것을 특징으로 하는 궤도차량의 배터리 교체유닛.
  10. 청구항 7 에 있어서;
    제1승하강부(712)는 제1상단플레이트(715)와 제1하단플레이트(714)에 연결되어지도록 제1 리프트 플레이트(716)의 높이위치를 감지하는 수직위치 센서부(712a)가 더 설치되고,
    제1하단플레이트 일측에, 이동프레임부와 연계되어 제1볼스크류부(711)를 따라 수평이동되어지는 제1승하강부(712)의 위치를 감지하기 위한 수평위치 센서부(712b)가 더 설치된 것을 특징으로 하는 궤도차량의 배터리 교체유닛.
  11. 청구항 1 에 있어서;
    제2승하강부(722)는, 제2볼스크류부(721)의 제2볼너트블록(721d)이 고정설치되는 제2하단플레이트(724)와, 제2하단플레이트(724)의 상측에 소정거리 이격되어 평행되도록 복수의 제2 가이드 포스트(727)에 의해 연결설치된 제2상단플레이트(725)와, 제2상단플레이트(725)와 제2하단플레이트(724) 사이에 배치되어 제2 가이드 포스트(727)를 따라 승하강되는 제2 리프트 플레이트(726)와, 제2상단플레이트에 설치되어 제2 리프트 플레이트(726)를 승하강시키는 제2 승하강 실린더(728)를 포함하는 것을 특징으로 하는 궤도차량의 배터리 교체유닛.
  12. 청구항 10 에 있어서;
    제2하단플레이트(724)는, 록킹 핀(723)이 삽입되어 가이드되는 핀홀(724a)이 형성되어 있으며, 제2볼스크류부의 제2볼스크류(721b) 하단에 위치하도록 제2볼스크류부에 연결설치된 것을 특징으로 하는 궤도차량의 배터리 교체유닛.
  13. 청구항 11 에 있어서;
    제2승하강부(722)는,
    제2상단플레이트(725)와 제2하단프레이트(724)에 연결되어지도록 설치되어 제2 리프트 플레이트(726)의 높이위치를 감지하는 수직위치 센서부(722a)를 더 포함하고,
    제2하단플레이트(724) 일측에는 이동프레임부(730)와 연계되어 제2볼스크류부(721)를 따라 수평이동되어지는 제2승하강부(722)의 위치를 감지하기 위한 수평위치 센서부(722b)가 더 설치된 것을 특징으로 하는 궤도차량의 배터리 교체유닛.
  14. 청구항 1 에 있어서;
    배터리 교체유닛(700)은 이동프레임부(730) 일측에 궤도차량(500)의 배터리 장착위치를 감지하기 위한 하나 이상의 위치셋팅센서(703)가 더 설치되고,
    위치셋팅센서의 감지신호에 의해 배터리 교체유닛(700)의 이동속도가 단계별로 감속 또는 가속되어지도록 구성된 것을 특징으로 하는 궤도차량의 배터리 교체유닛.
  15. 궤도차량(500)이 진입되는 차량레일(540)과
    차량레일(540)에 평행하도록 설치되는 유닛이동레일(770)을 따라 이동되어지는 배터리 교체유닛(700)과,
    배터리 교체유닛(700)에 의한 배터리팩(530)의 이송이 이루어지도록 유닛 이송레일 일측에 설치되어 배터리팩(530)을 충전하는 배터리 충전부(800)를 포함하되,
    상기 배터리 교체유닛(700)은,
    상단 공간부(740)와 중단 공간부(750) 및 하단 공간부(760)가 수직배열되어지도록 분할구성되어 유닛이동레일(770)을 따라 궤도차량(500)의 길이방향으로 이동되고, 상기 중단공간부(750)에는 하단 양측에 배터리팩(530)이 이송되어지도록 슬라이드레일(751)이 설치되며, 상기 슬라이드레일(751)의 일측에는 배터리팩(530)을 가이드 하기 위한 가이드(752)가 설치된 이동프레임부(730);
    이동프레임부(730)에 양단이 연결설치되고 구동모터의 작동에 의해 회전구동되어지는 제1볼스크류부(711)와, 볼스트류부(711)에 의해 수평이동되어지는 제1승하강부(712)와, 제1승하강부(712)에 연결설치되어 배터리팩(530)에 결합되어지는 제1 리프팅 후크(713)를 포함하여 구성되어 이동프레임부의 하단공간부(760)내에 위치하도록 설치된 제1이송부(710);
    이동프레임부의 상단공간부(740)내에 위치하도록 이동프레임부(730)에 양단이 연결설치되고 제2구동모터(721a)의 작동에 의해 회전구동되어지는 제2볼스크류부(721b)와, 제2볼스크류부(721b)에 의해 수평이동되어지는 제2승하강부(722)와, 제2승하강부(722)에 연결설치되어 배터리팩(530)에 결합되어지는 록킹 핀(723)을 포함하여 구성되어, 이동프레임부의 상단공간부내에 위치하도록 설치된 제2이송부(720);를 포함하고,
    상기 배터리 충전부(800)는,
    배터리 교체유닛(700)으로부터 배터리팩(530)이 이송수용되어지는 배터리 수용공간부(811)를 구비하는 프레임 지지체(810);
    배터리 수용공간부(811)의 하측에 위치되어지도록 프레임 지지체(810)에 설치되어 승하강되어지는 제3 리프팅 후크(833)에 의해 배터리팩(530)을 배터리 수용공간부(811)내로 이송시키는 제3이송부(830);
    배터리 수용공간부(811)의 상측에 위치되어지도록 프레임 지지체(810)에 고정설치되어 배터리팩(530)을 충전하는 배터리 충전모듈부(820);를 포함하여,
    배터리 교체유닛의 제1이송부(710)에 의해 궤도차량(500)에서 이동프레임의 중단공간부내로 배터리팩(530)이 1단계 이송되고,
    배터리 교체유닛의 제2이송부(720)에 의해, 배터리 충전부(800) 방향으로 2단계 이송된 후,
    배터리 충전부의 제3이송부(830)에 의해 2단계 이송이 완료된 배터리 교체유닛(700)내의 배터리팩(530)이 배터리 충전부(800)의 프레임 지지체(810)에 구비된 배터리 수용공간부(811)내로 이동되어 배터리 충전모듈에 의해 충전되는 것을 특징으로 하는 궤도차량의 배터리 교체유닛을 구비한 배터리 충전 스테이션 시스템.
  16. 삭제
  17. 청구항 15 에 있어서;
    배터리 수용공간부(811)는, 하단 양측에 배터리팩(530)이 이송되어지도록 슬라이드레일(812)이 설치되어 있으며, 상기 슬라이드레일(812)의 일측에는 배터리팩(530)을 가이드 하기 위한 가이드(813)가 설치된 것을 특징으로 하는 궤도차량의 배터리 교체유닛을 구비한 배터리 충전 스테이션 시스템.
  18. 청구항 15 에 있어서;
    제3이송부(830)는, 프레임 지지체(810)에 양단이 연결설치되고 제3구동모터(831a)의 작동에 의해 회전구동되어지는 제3볼스크류부(831)와, 제3볼스트류부(831)에 의해 수평이동되어지는 제3승하강부(832)와, 제3승하강부(832)에 연결설치되어 배터리팩(530)에 결합되어지는 제3 리프팅 후크(833)를 포함하는 것을 특징으로 하는 궤도차량의 배터리 교체유닛을 구비한 배터리 충전 스테이션 시스템.
  19. 청구항 15 에 있어서;
    배터리 충전모듈부(820)는, 프레임 지지체(810)에 고정설치된 베이스패널(821)과, 베이스패널(821)의 상측에 소정거리 이격되어 가이드 포스트(824)를 매개로하여 서로 평행하도록 설치된 탑패널(822)과, 탑패널(822)과 베이스패널(821) 사이에 위치하도록 배치되어 가이드 포스트(824)를 따라 상하방향으로 슬라이딩되는 슬라이딩 패널(823)과, 탑 패널(822)에 설치되고 충전브래킷(825)을 매개로 슬라이딩 패널(823)에 연결되어 슬라이딩 패널(823)을 승하강시키는 구동 실린더(826)와, 샤프트 홀더(827)를 매개로하여 슬라이딩 패널(823)이 관통되도록 충전브래킷(825)에 연결설치되는 2개의 가이드 핀(828)과, 2개의 가이드 핀(828) 사이에 위치하도록 포트브래킷(829a)에 의해 슬라이딩 패널(823)에 연결설치되는 충전포트(829)를 포함하는 것을 특징으로 하는 궤도차량의 배터리 교체유닛을 구비한 배터리 충전 스테이션 시스템.
  20. 청구항 15 에 있어서;
    차량레일(540)은 궤도차량(500)의 프레임 하부에 설치된 유격방지 롤러(501)가 구름접촉되어지도록 완만하게 상승되어지는 경사레일(541)이 더 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 궤도차량의 배터리 교체유닛을 구비한 배터리 충전 스테이션 시스템.
  21. 삭제
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111942212A (zh) * 2020-07-20 2020-11-17 浙江吉智新能源汽车科技有限公司 一种可换仓的换电站及换电系统
CN112721719A (zh) * 2020-12-24 2021-04-30 余国桢 电池更换充电系统
CN113183066A (zh) * 2021-05-27 2021-07-30 浙江杭可科技股份有限公司 一种方形电池夹具的定位装置
CN113859040A (zh) * 2021-10-18 2021-12-31 苏州辰光数智科技有限公司 一种半自动化电动汽车电池快速更换系统及其运行方法
CN115009084A (zh) * 2021-03-04 2022-09-06 奥动新能源汽车科技有限公司 电池充电仓位、充电架、充电室、换电站和换电控制方法
KR20220169310A (ko) * 2021-06-18 2022-12-27 (주)피엔티 롤투롤 이차전지 전극 원단 트리밍 장치
WO2023022474A1 (ko) * 2021-08-18 2023-02-23 주식회사 엘지에너지솔루션 전지모듈 이송용 지그
CN116435683A (zh) * 2023-06-15 2023-07-14 潍坊中远重工科技有限公司 一种新能源电动车的电池锁紧设备
CN117894726A (zh) * 2024-03-18 2024-04-16 华芯智上半导体设备(上海)有限公司 自动化物料搬运系统

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08508956A (ja) * 1993-04-21 1996-09-24 アーサー アーネスト ビショプ レール把持車輌
KR19980078343A (ko) 1997-04-28 1998-11-16 이대원 무인 이송 차량용 배터리 교환 장치
JP2000333308A (ja) * 1999-05-18 2000-11-30 Yazaki Ind Chem Co Ltd 無人走行車のバッテリー自動交換装置
JP2008254079A (ja) * 2007-04-02 2008-10-23 Honda Motor Co Ltd 充電装置
JP2014031031A (ja) * 2012-08-01 2014-02-20 Nidec Sankyo Corp バッテリー交換ロボットおよびバッテリー交換ロボットの制御方法
KR20160003966A (ko) 2014-07-01 2016-01-12 주식회사 대림모노레일 무선충전식 모노레일 시스템
KR20160082945A (ko) 2016-06-20 2016-07-11 주식회사 대림모노레일 무선충전식 모노레일 시스템
KR101713008B1 (ko) 2013-04-22 2017-03-07 우성이엠씨(주) 배터리 충전이 가능한 퍼스널 모노레일 운용 장치
JP6181494B2 (ja) * 2013-09-26 2017-08-16 日本電産サンキョー株式会社 バッテリー交換ロボット、バッテリー交換システムおよびバッテリー交換ロボットの制御方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08508956A (ja) * 1993-04-21 1996-09-24 アーサー アーネスト ビショプ レール把持車輌
KR19980078343A (ko) 1997-04-28 1998-11-16 이대원 무인 이송 차량용 배터리 교환 장치
JP2000333308A (ja) * 1999-05-18 2000-11-30 Yazaki Ind Chem Co Ltd 無人走行車のバッテリー自動交換装置
JP2008254079A (ja) * 2007-04-02 2008-10-23 Honda Motor Co Ltd 充電装置
JP2014031031A (ja) * 2012-08-01 2014-02-20 Nidec Sankyo Corp バッテリー交換ロボットおよびバッテリー交換ロボットの制御方法
KR101713008B1 (ko) 2013-04-22 2017-03-07 우성이엠씨(주) 배터리 충전이 가능한 퍼스널 모노레일 운용 장치
JP6181494B2 (ja) * 2013-09-26 2017-08-16 日本電産サンキョー株式会社 バッテリー交換ロボット、バッテリー交換システムおよびバッテリー交換ロボットの制御方法
KR20160003966A (ko) 2014-07-01 2016-01-12 주식회사 대림모노레일 무선충전식 모노레일 시스템
KR20160082945A (ko) 2016-06-20 2016-07-11 주식회사 대림모노레일 무선충전식 모노레일 시스템

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111942212A (zh) * 2020-07-20 2020-11-17 浙江吉智新能源汽车科技有限公司 一种可换仓的换电站及换电系统
CN112721719A (zh) * 2020-12-24 2021-04-30 余国桢 电池更换充电系统
CN115009084A (zh) * 2021-03-04 2022-09-06 奥动新能源汽车科技有限公司 电池充电仓位、充电架、充电室、换电站和换电控制方法
CN113183066A (zh) * 2021-05-27 2021-07-30 浙江杭可科技股份有限公司 一种方形电池夹具的定位装置
CN113183066B (zh) * 2021-05-27 2024-05-10 浙江杭可科技股份有限公司 一种方形电池夹具的定位装置
KR102579200B1 (ko) 2021-06-18 2023-09-15 (주)피엔티 롤투롤 이차전지 전극 원단 트리밍 장치
KR20220169310A (ko) * 2021-06-18 2022-12-27 (주)피엔티 롤투롤 이차전지 전극 원단 트리밍 장치
WO2023022474A1 (ko) * 2021-08-18 2023-02-23 주식회사 엘지에너지솔루션 전지모듈 이송용 지그
CN113859040A (zh) * 2021-10-18 2021-12-31 苏州辰光数智科技有限公司 一种半自动化电动汽车电池快速更换系统及其运行方法
CN116435683B (zh) * 2023-06-15 2023-08-18 潍坊中远重工科技有限公司 一种新能源电动车的电池锁紧设备
CN116435683A (zh) * 2023-06-15 2023-07-14 潍坊中远重工科技有限公司 一种新能源电动车的电池锁紧设备
CN117894726A (zh) * 2024-03-18 2024-04-16 华芯智上半导体设备(上海)有限公司 自动化物料搬运系统
CN117894726B (zh) * 2024-03-18 2024-05-24 华芯智上半导体设备(上海)有限公司 自动化物料搬运系统

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