KR102171217B1

KR102171217B1 - 팬터그래프 접촉저항 측정장치 및 측정방법, 이를 구비한 팬터그래프 충전시스템

Info

Publication number: KR102171217B1
Application number: KR1020200067559A
Authority: KR
Inventors: 신현균
Original assignee: 중앙제어 주식회사
Priority date: 2020-06-04
Filing date: 2020-06-04
Publication date: 2020-10-28
Also published as: KR102171217B9

Abstract

본 발명에 따른 팬터그래프 접촉저항 측정장치는, 복수의 급전전극에 측정전류를 공급하는 측정 전원부; 복수의 급전전극과 측정 전원부 사이에 배치되고, 측정 전원부에서 공급된 측정전류에 대해서 상이한 전류경로를 형성하도록 제어되는 급전 스위치부 및 수전 스위치부; 및 전류경로 상의 급전전극 양단의 전압과 측정전류에 기초하여 급전전극과 수전전극 사이의 접촉저항을 각각 산출하는 산출부를 포함하여 구성된다.
이에 따라, 본 발명은, 측정전류의 전류경로를 달리한 다수의 측정방식을 통하여 팬터그래프 충전방식에서 간단한 구조로도 급전전극과 수전전극 간의 접촉저항을 측정함과 동시에 접촉불량이 발생하는 전극을 식별하여 손쉽게 접촉불량을 해결하도록 함으로써, 접촉불량에 의한 화재 및 감전사고를 사전에 예방할 수 있는 효과가 있다.

Description

팬터그래프 접촉저항 측정장치 및 측정방법, 이를 구비한 팬터그래프 충전시스템{Apparatus and method for measuring contact resistor of pantograph, and pantograph charging system having the same}

본 발명은 팬터그래프 접촉저항 측정장치 및 측정방법, 이를 구비한 팬터그래프 충전시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 측정전류의 전류경로를 달리한 다수의 측정방식을 통하여 팬터그래프 충전방식에서 간단한 구조로도 급전전극과 수전전극 간의 접촉저항을 측정함과 동시에 접촉불량이 발생하는 전극을 식별할 수 있는 팬터그래프 접촉저항 측정장치 및 측정방법, 이를 구비한 팬터그래프 충전시스템에 관한 것이다.

최근 전기차와 전기버스 등 전기차량의 수요가 크게 증가하고 있는데, 특히 전기버스의 경우 주행거리가 늘어나면서 배터리와 충전기 용량이 커지는 추세에 있다.

기존에는 충전기와 전기버스의 연결수단으로 커넥터 방식(예컨대, 충전건 방식 또는 플러그인 커넥터 방식)을 주로 사용해 왔는데, 일반형 커넥터(도체에 대한 별도 냉각 수단이 없는 형태)의 경우는 전류가 커지면 도체의 굵기가 자꾸 늘어나야 되고 도체가 굵어지면 케이블이 투박하여 사용에 한계가 있으므로 약 200A까지에만 주로 사용되고 있다. 그보다 더 큰 전류를 흘리기 위해서는 도체를 굵게 하는 대신에 도체에 냉각수를 흘려 냉각하는 수냉식 커넥터가 사용되고 있다. 수냉식 커넥터의 경우는 전류가 약 500A 정도까지 사용이 가능하나 구조가 복잡하고 가격이 비싸다는 단점이 있다.

특히 전기버스와 같은 대형 전기차량의 경우는 더욱 큰 전류를 흘리기 위하여 팬터그래프 방식을 사용할 수 있다. 팬터그래프는 상향식과 하향식이 있는데, 상향식은 팬터그래프가 전기버스 지붕에 장착되어 충전시 위로 올라가는 방식이고, 하향식은 팬터그래프가 지상의 고정 구조물에 장착되고 버스 지붕에는 수전 전극만 설치되어, 충전시 반대로 팬터그래프가 내려오는 방식이다. 전기열차 혹은 트램버스와 같이 움직이면서 수전을 해야 하는 경우에는 상향식을 쓸 수밖에 없지만 전기버스의 경우는 정지된 상태에서만 충전을 하게 되므로 하향식을 사용하는 것이 원가 절감에 더 유리할 수 있다. 팬터그래프는 도체 접속부의 면적이 넓어 큰 전류를 흘릴 수 있고 케이블이 고정되어 있으므로 필요에 따라 굵은 케이블을 사용하더라도 별다른 문제가 없다는 장점이 있다.

다만, 팬터그래프는 충전시에 급전부 전극과 수전부 전극이 잘 접촉되어야 하는데 사용기간이 길어지다 보면 급전전극과 수전전극 간의 접촉 상태가 나빠져서 접촉저항이 증가할 수 있다. 접촉저항이 증가하게 되면 충전 시에 전극 간의 접촉 부분에서 열이 과다하게 발생하고 심한 경우 화재로 이어질 수 있고, 특히 접지전극에서 접촉불량이 발생하면 감전 등의 사고가 발생할 수 있어 매우 위험하다. 따라서, 급전전극과 수전전극 간의 접촉 상태가 양호한지 검출하여 접촉불량을 사전에 예방할 줄 필요가 있다.

그러나, 종래에는 팬터그래프에 온도센서를 설치하여 접촉불량을 감지하였으나 구조적으로 복잡하다는 문제가 있었고, 다른 방법으로서, 팬터그래프 전극에 보조전극을 설치하고 접촉부에서 발생하는 전압강하를 감지하여 접촉 상태를 감지하는 방법(첨부 특허 참조)이 있으나, 별도의 전극을 추가해야 하므로 구조적으로 복잡해질 뿐만 아니라 가격이 비싸지고 견고하지 못하다는 단점이 있다.

따라서 본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 측정전류의 전류경로를 달리한 다수의 측정방식을 통하여 팬터그래프 충전방식에서 간단한 구조로도 급전전극과 수전전극 간의 접촉저항을 측정함과 동시에 접촉불량이 발생하는 전극을 식별할 수 있는 팬터그래프 접촉저항 측정장치 및 측정방법, 이를 구비한 팬터그래프 충전시스템을 제공하는 데에 그 목적이 있다.

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.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 팬터그래프 접촉저항 측정장치는, 충전장치로부터 충전전류를 공급받는 복수의 급전전극과, 대응되는 상기 복수의 급전전극과 접촉하여 상기 충전전류를 공급받도록 전기차량에 구비되는 복수의 수전전극을 포함하는 팬터그래프 충전시스템에 대하여 상기 복수의 급전전극과 복수의 수전전극 사이의 접촉저항을 측정하는 팬터그래프 접촉저항 측정장치에 있어서, 상기 복수의 급전전극 중 선택된 급전전극에 측정전류를 공급하는 측정 전원부; 상기 복수의 급전전극과 측정 전원부 사이에 배치되고, 상기 측정 전원부에서 공급된 상기 측정전류가 상기 선택된 급전전극에 공급되도록 상기 측정 전원부의 제1 및 제2 출력단과 상기 복수의 급전전극 중 일부를 선택적으로 접속시키도록 제어되는 급전 스위치부; 및 상기 복수의 수전전극과 전기차량의 배터리 사이에 배치되고, 상기 복수의 수전전극 중에서 상기 선택된 급전전극에 대응되는 수전전극 사이를 단락시키도록 제어되는 수전 스위치부; 및 상기 선택된 급전전극 양단의 전압과 상기 측정전류에 기초하여 상기 급전전극과 수전전극 사이의 접촉저항을 산출하는 산출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 팬터그래프 접촉저항 측정장치는, 상기 복수의 급전전극은, 제1 내지 제3 급전전극을 포함하고, 상기 급전 스위치부는, 상기 측정 전원부의 제1 출력단과 제1 급전전극 사이에 전기적으로 연결되는 제1 접촉기; 상기 측정 전원부의 제1 출력단과 제2 급전전극 사이에 전기적으로 연결되는 제2 접촉기; 상기 측정 전원부의 제2 출력단과 제2 급전전극 사이에 전기적으로 연결되는 제3 접촉기; 및 상기 측정 전원부의 제2 출력단과 제1 그라운드 전위 사이에 전기적으로 연결되는 제4 접촉기를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 팬터그래프 접촉저항 측정장치는, 상기 복수의 수전전극은, 상기 제1 내지 제3 급전전극 각각에 대응되는 제1 내지 제3 수전전극을 포함하고, 상기 수전 스위치부는, 상기 제1 수전전극과 제2 수전전극 사이에 전기적으로 연결되는 제5 접촉기; 상기 제1 수전전극과 제2 그라운드 전위 사이에 전기적으로 연결되는 제6 접촉기; 및 상기 제2 수전전극과 제2 그라운드 전위 사이에 전기적으로 연결되는 제7 접촉기를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 팬터그래프 접촉저항 측정장치는, 상기 제1 접촉기, 제3 접촉기 및 제5 접촉기는 턴온되도록 제어되고, 상기 산출부는, 상기 제1 및 제2 급전전극 양단의 전압과 상기 측정전류에 기초하여 상기 제1 급전전극 및 제1 수전전극 사이의 제1 접촉저항과 상기 제2 급전전극 및 제2 수전전극 사이의 제2 접촉저항을 합한 제1 직렬 접촉저항을 산출할 수 있다.

본 발명에 따른 팬터그래프 접촉저항 측정장치는, 상기 제1 접촉기, 제4 접촉기 및 제6 접촉기는 턴온되도록 제어되고, 상기 산출부는, 상기 제1 및 제3 급전전극 양단의 전압과 상기 측정전류에 기초하여 상기 제1 접촉저항과 상기 제3 급전전극 및 제3 수전전극 사이의 제3 접촉저항을 합한 제2 직렬 접촉저항을 산출할 수 있다.

본 발명에 따른 팬터그래프 접촉저항 측정장치는, 상기 제2 접촉기, 제4 접촉기 및 제7 접촉기는 턴온되도록 제어되고, 상기 산출부는, 상기 제2 및 제3 급전전극 양단의 전압과 상기 측정전류에 기초하여 상기 제2 접촉저항과 상기 제3 접촉저항을 합한 제3 직렬 접촉저항을 산출할 수 있다.

본 발명에 따른 팬터그래프 접촉저항 측정장치는, 상기 산출부는, 상기 산출된 제1 내지 제3 직렬 접촉저항으로부터 상기 제1 내지 제3 접촉저항을 산출할 수 있다.

본 발명에 따른 팬터그래프 접촉저항 측정장치는, 상기 제1 수전전극 및 제2 수전전극은 상기 전기차량에 구비되는 배터리의 양극단자와 음극단자에 전기적으로 각각 접속되고, 상기 제3 급전전극과 제3 수전전극은, 상기 제1 그라운드 전위 및 상기 제2 그라운드 전위에 전기적으로 각각 접속될 수 있다.

본 발명에 따른 팬터그래프 접촉저항 측정장치는, 상기 급전 스위치부의 상기 제1 내지 제4 접촉기의 온오프를 제어하도록 상기 충전장치에 구비되는 제1 제어부; 및 상기 수전 스위치부의 상기 제5 내지 제7 접촉기의 온오프를 제어하도록 상기 전기차량에 구비되는 제2 제어부를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 팬터그래프 접촉저항 측정장치는, 상기 복수의 급전전극은, 상기 제1 및 제2 제어부 사이에서 제어신호의 송수신을 위하여 구비되는 제4 급전전극을 더 포함하고, 상기 복수의 수전전극은, 상기 제1 및 제2 제어부 사이에서 상기 제어신호의 송수신을 위하여 상기 제4 급전전극에 대응하여 구비되는 제4 수전전극을 더 포함할 수 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 팬터그래프 충전시스템은, 팬터그래프 접촉저항 측정장치; 상기 제1 내지 제3 급전전극; 상기 전기차량에 구비되고, 상기 제1 내지 제3 급전전극 각각에 대응되는 상기 제1 내지 제3 수전전극; 상기 전기차량에 구비되고, 상기 제1 수전전극과 제2 수전전극에 전기적으로 접속되는 배터리; 및 상기 제1 및 제2 급전전극 각각에 출력단이 전기적으로 접속되고, 상기 배터리에 상기 충전전류를 공급하도록 구성되는 충전 전원부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 팬터그래프 충전시스템은, 상기 충전 전원부의 출력단과 상기 제1 및 제2 급전전극 사이를 개폐하는 제8 접촉기; 및 상기 배터리와 상기 제1 및 제2 수전전극 사이를 개폐하는 제9 접촉기를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 팬터그래프 충전시스템은, 상기 제8 및 제9 접촉기는, 충전모드에서 턴온되고, 접촉저항 측정모드에서 턴오프될 수 있다.

본 발명에 따른 팬터그래프 충전시스템은, 상기 복수의 급전전극이 상승 또는 하강하여 상기 복수의 수전전극에 접촉하거나, 상기 복수의 수전전극이 상승 또는 하강하여 상기 복수의 급전전극에 접촉될 수 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 팬터그래프 접촉저항 측정방법은, 충전장치로부터 충전전류를 공급받는 복수의 급전전극과, 대응되는 상기 복수의 급전전극과 접촉하여 상기 충전전류를 공급받도록 전기차량에 구비되는 복수의 수전전극을 포함하는 팬터그래프 충전시스템에 대하여 상기 복수의 급전전극과 복수의 수전전극 사이의 접촉저항을 측정하는 팬터그래프 접촉저항 측정방법에 있어서, 상기 복수의 급전전극과 상기 복수의 수전전극을 접촉시키는 접촉단계; 상기 복수의 급전전극 중에서 한 쌍의 급전전극을 선택하는 급전전극 선택단계; 상기 복수의 수전전극 중에서 상기 한 쌍의 급전전극과 상기 한 쌍의 급전전극에 대응하는 한 쌍의 수전전극에 측정전류가 흐르도록 전류경로를 설정하는 전류경로 설정단계; 상기 한 쌍의 급전전극에 상기 측정전류를 인가하는 측정전류 인가단계; 상기 한 쌍의 급전전극 사이의 전압을 측정하는 전압 측정단계; 상기 한 쌍의 급전전극 중 적어도 하나 이상의 급전전극을 달리하면서, 상기 급전전극 선택단계, 전류경로 설정단계, 측정전류 인가단계 및 전압 측정단계를 소정 횟수로 반복하는 반복 측정단계; 및 상기 측정전류와 상기 한 쌍의 급전전극 사이의 전압에 기초하여 상기 급전전극과 수전전극 사이의 접촉저항을 각각 산출하는 접촉저항 산출단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 팬터그래프 접촉저항 측정방법은, 상기 복수의 급전전극은, 제1 내지 제3 급전전극을 포함하고, 상기 복수의 수전전극은, 상기 제1 내지 제3 급전전극 각각에 대응되는 제1 내지 제3 수전전극을 포함하고, 상기 접촉저항 산출단계는, 상기 제1 및 제2 급전전극 양단의 전압과 상기 측정전류에 기초하여 상기 제1 급전전극 및 제1 수전전극 사이의 제1 접촉저항과 상기 제2 급전전극 및 제2 수전전극 사이의 제2 접촉저항을 합한 제1 직렬 접촉저항을 산출하는 제1 직렬 접촉저항 산출단계; 상기 제1 및 제3 급전전극 양단의 전압과 상기 측정전류에 기초하여 상기 제1 접촉저항과 상기 제3 급전전극 및 제3 수전전극 사이의 제3 접촉저항을 합한 제2 직렬 접촉저항을 산출하는 제2 직렬 접촉저항 산출단계; 및 상기 제2 및 제3 급전전극 양단의 전압과 상기 측정전류에 기초하여 상기 제2 접촉저항과 상기 제3 접촉저항을 합한 제3 직렬 접촉저항을 산출하는 제3 직렬 접촉저항 산출단계를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 팬터그래프 접촉저항 측정방법은, 상기 접촉저항 산출단계는, 상기 산출된 제1 내지 제3 직렬 접촉저항으로부터 상기 제1 내지 제3 접촉저항을 산출할 수 있다.

본 발명에 따른 팬터그래프 접촉저항 측정장치 및 측정방법, 이를 구비한 팬터그래프 충전시스템은, 측정전류의 전류경로를 달리한 다수의 측정방식을 통하여 팬터그래프 충전방식에서 간단한 구조로도 급전전극과 수전전극 간의 접촉저항을 측정함과 동시에 접촉불량이 발생하는 전극을 식별할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 팬터그래프 충전시스템의 전체 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 팬터그래프 충전시스템의 회로 결선도이다.
도 3은 본 발명에 따른 팬터그래프 접촉저항 측정장치의 동작을 설명하기 위한 제1 전류경로에 따른 측정전류의 흐름을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 팬터그래프 접촉저항 측정장치의 동작을 설명하기 위한 제2 전류경로에 따른 측정전류의 흐름을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 팬터그래프 접촉저항 측정장치의 동작을 설명하기 위한 제3 전류경로에 따른 측정전류의 흐름을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 팬터그래프 충전시스템의 충전동작을 설명하기 위한 충전전류 흐름도이다.

본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 이하의 상세한 설명은 예시적인 것에 지나지 않으며, 본 발명의 바람직한 실시예를 도시한 것에 불과하다.

도 1은 본 발명에 따른 팬터그래프 충전시스템의 전체 구성을 도시한 블록도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 팬터그래프 충전시스템은, 팬터그래프 접촉저항 측정장치와, 복수의 급전전극과, 전기차량(300)에 구비되고 복수의 급전전극 각각에 대응되는 복수의 수전전극과, 전기차량(300)에 구비되고 복수의 수전전극에 전기적으로 접속되는 배터리(340)와, 복수의 급전전극 각각에 출력단이 전기적으로 접속되고, 배터리(340)에 충전전류(Ic)를 공급하도록 구성되는 충전 전원부(140)를 포함하여 구성될 수 있다.

복수의 급전전극과 수전전극은, 팬터그래프(200) 구조로 형성되고, 복수의 급전전극 또는 복수의 수전전극 중 어느 하나가 상승 또는 하강하여 서로 접촉되거나 접촉이 해제될 수 있다. 다시 말하면, 팬터그래프(200)가 전기차량(300)의 지붕에 장착되어 충전 시 수전전극이 올라가는 상향식이거나, 팬터그래프(200)가 지상의 고정 구조물에 장착되어 충전 시에 급전전극이 내려오는 하향식일 수 있다. 또한, 그 외에도 급전전극과 수전전극이 모두 하향 또는 상향으로 기동하여 서로 접촉하는 구성을 배제하는 것은 아니다.

도 1에 따르면, 본 발명에 따른 복수의 급전전극은 제1 내지 제4 급전전극(211~214)으로 구성되고, 복수의 수전전극은 제1 내지 제4 수전전극(311~314)으로 구성될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 급전전극(211, 212)과 이에 대응하는 제1 및 제2 수전전극(311, 312)은, 배터리(340)의 양극 단자 및 음극 단자에 전기적으로 연결되는 전극이고, 제3 급전전극(213)과 이에 대응하는 제3 수전전극(313)은 그라운드 전위가 전기적으로 연결되는 전극이고, 제4 급전전극(214)과 이에 대응하는 제4 수전전극(314)은 충전장치(100)와 전기차량(300) 사이의 제어신호의 송수신에 사용되는 전극일 수 있다. 그러나, 전극의 개수, 형상, 배치 및 용도 등은 이에 한정되는 것은 아니며 필요에 따라 그 개수, 형상, 배치 및 용도는 다양하게 변형될 수 있다.

이하에서는 설명의 편의를 위하여 복수의 급전전극과 수전전극의 개수, 배치 및 용도를 도 1에 도시된 구성을 예로 들어 설명한다.

충전 전원부(140)는, 전기차량(300)의 충전 시에 충전전류(Ic)를 공급하는 구성요소로서, 정전류 모드 및 정전압 모드로 배터리(340)를 충전하는 배터리 충전장치로 구성될 수 있다. 배터리 충전장치와 관련된 사항은, 널리 공지된 공지기술에 해당하는 사항으로서 여기에서 자세한 설명은 생략한다.

본 발명에 따른 팬터그래프 접촉저항 측정장치는, 상술한 바와 같이 충전장치(100)로부터 공급받는 충전전류(Ic)를 팬터그래프(200) 방식으로 서로 접촉하는 복수의 급전전극과 복수의 수전전극을 통하여 전기차량(300)에 공급하여 배터리(340)를 충전하는 팬터그래프 충전시스템에 대하여 복수의 급전전극과 복수의 수전전극 사이의 접촉저항을 측정하는 장치이다.

본 발명에 따른 팬터그래프 접촉저항 측정장치는, 복수의 급전전극 중 선택된 급전전극에 측정전류(Im)를 공급하는 측정 전원부(110)와, 복수의 급전전극과 측정 전원부(110) 사이에 배치되고, 측정 전원부(110)에서 공급된 측정전류(Im)가 선택된 급전전극에 공급되도록 측정 전원부(110)의 제1 및 제2 출력단과 복수의 급전전극 중 일부를 선택적으로 접속시키도록 제어되는 급전 스위치부(120)와, 복수의 수전전극과 전기차량(300)의 배터리(340) 사이에 배치되고 복수의 수전전극 중에서 선택된 급전전극에 대응되는 수전전극 사이를 단락시켜 충전전류(Ic)의 전류경로를 형성하도록 제어되는 수전 스위치부(320)와, 선택된 급전전극 양단의 전압과 측정전류(Im)에 기초하여 급전전극과 수전전극 사이의 접촉저항을 산출하는 산출부(150)를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 팬터그래프 접촉저항 측정장치는, 급전 스위치부(120)의 온오프를 제어하여 측정 전원부(110)의 측정전류(Im)에 대한 전류경로를 형성하는 제1 제어부(130)와, 수전 스위치부(320)의 온오프를 제어하여 측정 전원부(110)의 측정전류(Im)에 대한 전류경로를 형성하는 제2 제어부(330)를 더 포함할 수 있다. 이때, 제1 제어부(130)는 충전장치(100)에 구비되고, 제2 제어부(330)는 전기차량(300)에 구비될 수 있다.

측정 전원부(110)는 접촉저항을 측정하기 위하여 측정전류(Im)를 급전전극 측으로 공급하는 구성으로서, 전류원으로 동작할 수 있다. 또한, 측정 전원부(110)는 충전모드 전에 접촉저항을 측정하는 측정모드에 급전 스위치부(120)를 통하여 급전전극에 연결되고, 충전모드 중에는 급전전극과의 연결이 차단된다.

접촉저항 측정모드에서 측정 전원부(110)는 서로 다른 전류경로에 대해서 복수 회로 측정전류(Im)를 출력하도록 제어될 수 있다. 이와 같이 복수 회의 측정동작을 통하여 본 발명에 따른 팬터그래프 접촉저항 측정장치는 급전전극과 수전전극 각각의 접촉저항을 산출할 수 있고 복수의 급전전극 및 수전전극 중에서 접촉불량이 발생한 급전전극과 수전전극이 어떤 것인지 식별할 수 있다.

급전 스위치부(120)와 수전 스위치부(320)는, 충전모드 및 접촉저항 측정모드에서 충전전류(Ic) 및 측정전류(Im)의 전류경로를 설정하도록 제어되기 위하여, 각각은 스위칭이 제어되는 복수 개의 접촉기를 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 접촉기는 릴레이 또는 마그네틱 스위치 등 전자적으로 온/오프가 제어되는 스위칭 소자일 수 있다.

급전 스위치부(120)와 수전 스위치부(320)는, 충전모드에서 충전 전원부(140)로부터 출력되는 충전전류(Ic)가 급전전극 및 수전전극을 거쳐 배터리(340)에 공급되도록 전류경로를 설정할 수 있다.

또한, 급전 스위치부(120)와 수전 스위치부(320)는, 접촉저항 측정모드에서는 측정 전원부(110)로부터 출력되는 측정전류(Im)가 급전전극 및 수전전극을 거쳐 측정 전원부(110)로 돌아오는 전류경로를 설정하도록 제어될 수 있다. 특히, 급전전극과 수전전극이 3개 이상으로 구성된 경우에는 접촉저항 각각을 산출하기 위하여 측정전류(Im)에 대하여 서로 다른 전류경로를 형성하도록 제어될 수 있다.

산출부(150)는, 소정의 전류경로에 대해서 급전전극 양단의 전압과 측정전류(Im)에 기초하여 급전전극과 수전전극 사이의 접촉저항을 산출하는 구성요소로서, 이를 위하여, 도면에 도시되지는 않았지만, 본 발명에 따른 팬터그래프 접촉저항 측정장치는 급전전극 양단의 전압을 측정할 수 있는 전압측정 수단을 더 포함할 수 있다.

또한, 산출부(150)는, 서로 다른 전류경로에 대하여 산출된 저항값을 기초로 급전전극과 수전전극 각각에 대한 접촉저항을 산출할 수 있다. 이를 통하여, 본 발명에 따른 팬터그래프 접촉저항 측정장치는 복수의 급전전극 및 수전전극 중에서 접촉불량이 발생한 급전전극과 수전전극이 어떤 전극인지 식별할 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 팬터그래프 충전시스템의 예시적인 회로 결선도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 복수의 급전전극은, 제1 내지 제3 급전전극(211~213)을 포함하고, 복수의 수전전극은, 제1 내지 제3 급전전극(211~213) 각각에 대응되는 제1 내지 제3 수전전극(311~313)을 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 복수의 급전전극은, 제1 및 제2 제어부(130, 330) 사이에서 제어신호의 송수신을 위하여 구비되는 제4 급전전극(214)을 더 포함하고, 복수의 수전전극은, 제1 및 제2 제어부(130, 330) 사이에서 제어신호의 송수신을 위하여 제4 급전전극(214)에 대응하여 구비되는 제4 수전전극(314)을 더 포함하여 구성될 수 있다.

여기에서, 제1 및 제2 급전전극(211, 212)은 충전모드 시에 충전 전원부(140)에 연결되어 충전전류(Ic)를 공급받거나, 접촉저항 측정모드 시에 측정 전원부(110)에 연결되어 측정전류(Im)를 받을 수 있다. 이에 대응하여, 제1 및 제2 수전전극(311, 312)은 충전모드 시에 배터리(340)의 양극단자 및 음극단자에 각각 전기적으로 연결되어 충전 전원부(140)로부터 공급받은 충전전류(Ic)를 배터리(340)에 공급하여 배터리(340)를 충전시킬 수 있다.

제3 급전전극(213)은, 충전장치(100)의 기준전위에 해당하는 제1 그라운드 전위에 전기적으로 접속되고, 이에 대응하는 제3 수전전극(313)은 전기차량(300)의 기준전위인 제2 그라운드 전위에 전기적으로 접속될 수 있다. 이때, 제3 급전전극(213) 및 제3 수전전극(313) 중 적어도 하나 이상은 대지에 접지될 수 있다.

이와 같이 제1 내지 제3 급전전극(211~213)과 제1 내지 제3 수전전극(311~313)에는 큰 용량의 충전전류(Ic) 또는 누설전류가 흐를 수 있으므로 전극 간의 접촉저항을 낮게 유지하는 것이 바람직하다. 따라서, 이하에서는 제1 내지 제3 급전전극(211~213)과 제1 내지 제3 수전전극(311~313) 간의 접촉저항에 대해서 이를 측정하여 산출하는 방법에 대하여 설명한다.

도 2에 따르면, 급전 스위치부(120)는, 측정 전원부(110)의 제1 출력단과 제1 급전전극(211) 사이에 전기적으로 연결되는 제1 접촉기(RY1)와, 측정 전원부(110)의 제1 출력단과 제2 급전전극(212) 사이에 전기적으로 연결되는 제2 접촉기(RY2)와, 측정 전원부(110)의 제2 출력단과 제2 급전전극(212) 사이에 전기적으로 연결되는 제3 접촉기(RY3)와, 측정 전원부(110)의 제2 출력단과 제1 그라운드 전위 사이에 전기적으로 연결되는 제4 접촉기(RY4)를 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 급전 스위치부(120)는, 충전 전원부(140)의 출력단과 제1 및 제2 급전전극(211, 212) 사이를 개폐하는 제8 접촉기(RY8)를 더 포함할 수 있다. 여기에서, 제8 접촉기(RY8)는 충전모드에서 턴온되어 충전 전원부(140)와 제1 및 제2 급전전극(211, 212)을 전기적으로 연결하고, 접촉저항 측정모드에서 턴오프되어 충전 전원부(140)와 제1 및 제2 급전전극(211, 212) 사이의 연결을 차단하도록 제어된다.

또한, 도 2에 따르면, 수전 스위치부(320)는, 제1 수전전극(311)과 제2 수전전극(312) 사이에 전기적으로 연결되는 제5 접촉기(RY5)와, 제1 수전전극(311)과 제2 그라운드 전위 사이에 전기적으로 연결되는 제6 접촉기(RY6)와. 제2 수전전극(312)과 제2 그라운드 전위 사이에 전기적으로 연결되는 제7 접촉기(RY7)를 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 수전 스위치부(320)는, 배터리(340)와 제1 및 제2 수전전극(311, 312) 사이를 개폐하는 제9 접촉기(RY9)를 더 포함할 수 있다. 여기에서, 제9 접촉기는 충전모드에서 턴온되어 배터리(340)와 제1 및 제2 수전전극(311, 312)을 전기적으로 연결하고, 접촉저항 측정모드에서는 턴오프되어 배터리(340)와 제1 및 제2 수전전극(311, 312) 사이의 연결을 차단하도록 제어된다.

본 발명에 따른 급전 스위치부(120)와 수전 스위치부(320)에 구비된 제1 내지 제9 접촉기(RY1~RY9)는 릴레이 또는 마그네틱 스위치 등 전자적으로 온/오프가 제어되는 스위칭 소자일 수 있다. 또한, 제1 내지 제9 접촉기(RY1~RY9)는 충전모드 또는 접촉저항 측정모드에서 충전전류(Ic) 또는 측정전류(Im)의 전류경로를 설정하도록 제어된다. 특히, 측정모드에서는 급전전극과 수전전극 사이의 접촉저항을 측정하기 위하여 제1 내지 제3 급전전극(211~213)에서 선택되는 한 쌍의 급전전극과 그에 대응하는 한 쌍의 수전전극을 지나는 측정전류(Im)의 전류경로를 상이하게 설정하여 측정과정을 반복함으로써, 급전전극과 수전전극 간 각각의 접촉저항을 구할 수가 있다. 예컨대, 본 발명과 같이 접촉저항을 측정하고자하는 급전전극과 수전전극이 각각 3개라면 측정전류(Im)를 흘리는 전류경로는 3가지로 상이하게 설정될 수 있다(∵ ₃C₂ = 3). 앞에서 언급하였다시피 접촉저항을 측정하는 전극의 개수는 3개로 한정되는 것이 아니며, 그 개수의 가감에 따라 전류경로의 개수도 가감될 수 있다.

이하에서는 도면을 이용하여 3가지의 전류경로에 대하여 접촉저항을 각각 구하는 동작을 설명한다. 설명의 편의를 위하여 제1 내지 제3 급전전극(211~213)과 제1 내지 제3 수전전극(311~313) 사이의 제1 내지 제3 접촉저항은 각각 Rp, Rn 및 Rg라고 정의한다.

(제1 전류경로에 따른 제1 직렬 접촉저항 측정단계)

도 3은 본 발명에 따른 팬터그래프 접촉저항 측정장치의 동작을 설명하기 위한 제1 전류경로에 따른 측정전류(Im)의 흐름을 도시한 도면이다.

도 3에 따르면, 측정 전원부(110)의 측정전류(Im)가 제1 및 제2 급전전극(211, 212)과 제1 및 제2 수전전극(311, 312)을 통하여 흐르는 제1 전류경로를 설정하기 위하여 제1 접촉기(RY1), 제3 접촉기(RY3) 및 제5 접촉기(RY5)가 턴온되고 나머지 접촉기들은 턴오프된다.

본 발명에 따른 산출부(150)는, 제1 및 제2 급전전극(211, 212) 양단에 걸리는 전압과 측정전류(Im)의 비로 제1 직렬 접촉저항(R1)을 산출할 수 있다. 이때, 측정전류(Im)는 제1 급전전극(211) 및 제1 수전전극(311) 간의 제1 접촉저항(Rp)과 제2 급전전극(212) 및 제2 수전전극(312) 간의 제2 접촉저항(Rn)을 거쳐서 흐르기 때문에, 제1 직렬 접촉저항(R1)은 제1 및 제2 접촉저항(Rp, Rn)의 합과 같으며 수학식 1로 표현될 수 있다.

[수학식 1]

여기에서, 측정전류(Im)가 흐르는 제1 접촉기(RY1), 제3 접촉기(RY3) 및 제5 접촉기(RY5)의 접점저항은 급전전극과 수전전극 간의 접촉저항에 비하여 훨씬 작기 때문에 무시할 수 있다.

(제2 전류경로에 따른 제2 직렬 접촉저항 측정단계)

도 4는 본 발명에 따른 팬터그래프 접촉저항 측정장치의 동작을 설명하기 위한 제2 전류경로에 따른 측정전류(Im)의 흐름을 도시한 도면이다.

도 4에 따르면, 측정 전원부(110)의 측정전류(Im)가 제1 및 제3 급전전극(211, 213)과 제1 및 제3 수전전극(311, 313)을 통하여 흐르는 제2 전류경로를 설정하기 위하여 제1 접촉기(RY1), 제4 접촉기(RY4) 및 제6 접촉기(RY6)가 턴온되고 나머지 접촉기들은 턴오프된다.

본 발명에 따른 산출부(150)는, 제1 및 제3 급전전극(211, 213) 양단에 걸리는 전압과 측정전류(Im)의 비로 제2 직렬 접촉저항(R2)을 산출할 수 있다. 이때, 측정전류(Im)는 제1 급전전극(211) 및 제1 수전전극(311) 간의 제1 접촉저항(Rp)과 제3 급전전극(213) 및 제3 수전전극(313) 간의 제3 접촉저항(Rg)을 거쳐서 흐르기 때문에, 제2 직렬 접촉저항(R2)은 제1 및 제3 접촉저항(Rp, Rg)의 합과 같으며 수학식 2로 표현될 수 있다.

[수학식 2]

여기에서, 측정전류(Im)가 흐르는 제1 접촉기(RY1), 제4 접촉기(RY4) 및 제6 접촉기(RY6)의 접점저항은 급전전극과 수전전극 간의 접촉저항에 비하여 훨씬 작기 때문에 무시할 수 있다.

(제3 전류경로에 따른 제3 직렬 접촉저항 측정단계)

도 5는 본 발명에 따른 팬터그래프 접촉저항 측정장치의 동작을 설명하기 위한 제3 전류경로에 따른 측정전류(Im)의 흐름을 도시한 도면이다.

도 5에 따르면, 측정 전원부(110)의 측정전류(Im)가 제2 및 제3 급전전극(212, 213)과 제2 및 제3 수전전극(312, 313)을 통하여 흐르는 제3 전류경로를 설정하기 위하여 제2 접촉기(RY2), 제4 접촉기(RY4) 및 제7 접촉기(RY7)가 턴온되고 나머지 접촉기들은 턴오프된다.

본 발명에 따른 산출부(150)는, 제2 및 제3 급전전극(212, 213) 양단에 걸리는 전압과 측정전류(Im)의 비로 제3 직렬 접촉저항(R3)을 산출할 수 있다. 이때, 측정전류(Im)는 제2 급전전극(212) 및 제2 수전전극(312) 간의 제2 접촉저항(Rn)과 제3 급전전극(213) 및 제3 수전전극(313) 간의 제3 접촉저항(Rg)을 거쳐서 흐르기 때문에, 제3 직렬 접촉저항(R3)은 제2 및 제3 접촉저항(Rn, Rg)의 합과 같으며 수학식 3으로 표현될 수 있다.

[수학식 3]

여기에서, 측정전류(Im)가 흐르는 제2 접촉기(RY2), 제4 접촉기(RY4) 및 제7 접촉기(RY7)의 접점저항은 급전전극과 수전전극 간의 접촉저항에 비하여 훨씬 작기 때문에 무시할 수 있다.

(접촉저항 산출단계)

본 발명의 산출부(150)는, 앞에서 측정된 제1 내지 제3 직렬 접촉저항(R1~R3)을 이용하여 제1 내지 제3 접촉저항(Rp, Rn, Rg)을 구할 수 있다. 제1 내지 제3 직렬 접촉저항(R1~R3)과 제1 내지 제3 접촉저항(Rp, Rn, Rg)은 수학식 1 내지 3에 표현된 것과 같은 관계를 갖는다. 따라서, 수학식 1 내지 3을 연립하면, 수학식 4와 같이 제1 내지 제3 접촉저항(Rp, Rn, Rg)을 구할 수 있다.

[수학식 4]

제1 내지 제3 전류경로에 따라 측정된 제1 내지 제3 직렬 접촉저항(R1~R3)을 이용하여 각 전극 간의 접촉저항 값을 산출할 수 있다. 이와 같이 구한 각 전극의 접촉저항을 기준값과 비교하여 접촉불량이 발생한 전극을 사전에 감지하여 관리함으로써, 접촉불량으로 인한 충전시 과열에 의한 화재, 또는 접지전극의 접촉불량에 의한 감전사고 등을 예방할 수 있다.

(충전단계)

도 6은 본 발명에 따른 팬터그래프 충전시스템의 충전동작을 설명하기 위한 충전전류(Ic) 흐름도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 팬터그래프 충전시스템은, 충전모드에서 제8 접촉기(RY8) 및 제9 접촉기(RY9)가 턴온되어 충전 전원부(140)의 충전전류(Ic)가 제1 및 제2 급전전극(211, 212)과 제1 및 제2 수전전극(311, 312)을 통하여 배터리(340)에 공급될 수 있다. 충전모드는 접촉저항 측정모드가 실행된 후에 실행되는 것이 바람직하며, 접촉저항 측정모드에서 측정된 각 전극의 접촉저항이 기준값 이하를 유지하여 접촉불량이 아니라고 판단되는 경우에 실행되는 것이 바람직하다.

이상에서는 본 발명에 따른 팬터그래프 접촉저항 측정장치 및 이를 구비한 팬터그래프 충전시스템의 구성 및 동작을 설명하였다.

이를 기초로 한 본 발명에 따른 팬터그래프 접촉저항 측정방법은, 복수의 급전전극과 복수의 수전전극을 접촉시키는 접촉단계와, 복수의 급전전극 중에서 한 쌍의 급전전극을 선택하는 급전전극 선택단계와, 선택된 한 쌍의 급전전극과 그에 대응하는 한 쌍의 수전전극에 측정전류(Im)가 흐르도록 전류경로를 설정하는 전류경로 설정단계와, 한 쌍의 급전전극에 측정전류(Im)를 인가하는 측정전류 인가단계와, 한 쌍의 급전전극 사이의 전압을 측정하는 전압 측정단계와, 한 쌍의 급전전극 중 적어도 하나 이상의 급전전극을 달리하면서, 앞에서 실행한 급전전극 선택단계, 전류경로 설정단계, 측정전류 인가단계 및 전압 측정단계를 소정 횟수로 반복하는 반복 측정단계를 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 팬터그래프 접촉저항 측정방법은, 이와 같이 반복 측정을 함으로써, 측정전류(Im)와 한 쌍의 급전전극 사이의 전압에 기초하여 급전전극과 수전전극 사이의 접촉저항을 각각 산출하는 접촉저항 산출단계를 포함하여 구성될 수 있다.

여기에서, 복수의 급전전극은, 제1 내지 제3 급전전극(211~213)을 포함하고, 복수의 수전전극은, 제1 내지 제3 급전전극(211~213) 각각에 대응되는 제1 내지 제3 수전전극(311~313)을 포함할 수 있다.

또한, 접촉저항 산출단계는, 제1 및 제2 급전전극(211, 212) 양단의 전압과 측정전류(Im)에 기초하여 제1 급전전극(211) 및 제1 수전전극(311) 사이의 제1 접촉저항(Rp)과 제2 급전전극(212) 및 제2 수전전극(312) 사이의 제2 접촉저항(Rn)을 합한 제1 직렬 접촉저항(R1)을 산출하는 제1 직렬 접촉저항 산출단계와, 제1 및 제3 급전전극(211, 213) 양단의 전압과 측정전류(Im)에 기초하여 제1 접촉저항(Rp)과 제3 급전전극(213) 및 제3 수전전극(313) 사이의 제3 접촉저항(Rg)을 합한 제2 직렬 접촉저항(R2)을 산출하는 제2 직렬 접촉저항 산출단계와, 제2 및 제3 급전전극(212, 213) 양단의 전압과 상기 측정전류(Im)에 기초하여 제2 접촉저항(Rn)과 제3 접촉저항(Rg)을 합한 제3 직렬 접촉저항(R3)을 산출하는 제3 직렬 접촉저항 산출단계를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 팬터그래프 접촉저항 측정방법은, 접촉저항 산출단계에서는, 앞에서 산출된 제1 내지 제3 직렬 접촉저항(R1~R3)으로부터 제1 내지 제3 접촉저항(Rp, Rn, Rg)을 산출할 수 있다.

상술한 구성을 통하여, 본 발명에 따른 팬터그래프 접촉저항 측정장치 및 측정방법, 이를 구비한 팬터그래프 충전시스템은, 측정전류(Im)의 전류경로를 달리한 다수의 측정방식을 통하여 팬터그래프 충전방식에서 간단한 구조로도 급전전극과 수전전극 간의 접촉저항을 측정함과 동시에 접촉불량이 발생하는 전극을 식별하여 손쉽게 접촉불량을 해결하도록 함으로써, 접촉불량에 의한 화재 및 감전사고를 사전에 예방할 수 있는 효과가 있다.

이상에서는, 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시 예를 기초로 본 발명을 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 기술자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서도 본 발명이 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 충전장치 110: 측정 전원부
120: 급전 스위치부 130: 제1 제어부
140: 충전 전원부 150: 산출부
200: 팬터그래프
211~214: 제1 내지 제4 급전전극
311~314: 제1 내지 제4 수전전극
300: 전기차량 320: 수전 스위치부
330: 제2 제어부 340: 배터리
RY1~RY9: 제1 내지 제9 접촉기 Rp: 제1 접촉저항
Rn: 제2 접촉저항 Rg: 제3 접촉저항
Im: 측정전류 Ic: 충전전류
R1~R3: 제1 내지 제3 직렬 접촉저항

Claims

충전장치로부터 충전전류를 공급받는 복수의 급전전극과, 대응되는 상기 복수의 급전전극과 접촉하여 상기 충전전류를 공급받도록 전기차량에 구비되는 복수의 수전전극을 포함하는 팬터그래프 충전시스템에 대하여 상기 복수의 급전전극과 복수의 수전전극 사이의 접촉저항을 측정하는 팬터그래프 접촉저항 측정장치에 있어서,
상기 복수의 급전전극 중 선택된 급전전극에 측정전류를 공급하는 측정 전원부;
상기 복수의 급전전극과 측정 전원부 사이에 배치되고, 상기 측정 전원부에서 공급된 상기 측정전류가 상기 선택된 급전전극에 공급되도록 상기 측정 전원부의 제1 및 제2 출력단과 상기 복수의 급전전극 중 일부를 선택적으로 접속시키도록 제어되는 급전 스위치부;
상기 복수의 수전전극과 전기차량의 배터리 사이에 배치되고, 상기 복수의 수전전극 중에서 상기 선택된 급전전극에 대응되는 수전전극 사이를 단락시키도록 제어되는 수전 스위치부; 및
상기 선택된 급전전극 양단의 전압과 상기 측정전류에 기초하여 상기 급전전극과 수전전극 사이의 접촉저항을 산출하는 산출부를 포함하고,
상기 복수의 급전전극은, 제1 내지 제3 급전전극을 포함하고,
상기 급전 스위치부는,
상기 측정 전원부의 제1 출력단과 제1 급전전극 사이에 전기적으로 연결되는 제1 접촉기;
상기 측정 전원부의 제1 출력단과 제2 급전전극 사이에 전기적으로 연결되는 제2 접촉기;
상기 측정 전원부의 제2 출력단과 제2 급전전극 사이에 전기적으로 연결되는 제3 접촉기; 및
상기 측정 전원부의 제2 출력단과 제1 그라운드 전위 사이에 전기적으로 연결되는 제4 접촉기를 포함하는 것을 특징으로 하는 팬터그래프 접촉저항 측정장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 복수의 수전전극은, 상기 제1 내지 제3 급전전극 각각에 대응되는 제1 내지 제3 수전전극을 포함하고,
상기 수전 스위치부는,
상기 제1 수전전극과 제2 수전전극 사이에 전기적으로 연결되는 제5 접촉기;
상기 제1 수전전극과 제2 그라운드 전위 사이에 전기적으로 연결되는 제6 접촉기; 및
상기 제2 수전전극과 제2 그라운드 전위 사이에 전기적으로 연결되는 제7 접촉기를 포함하는 것을 특징으로 하는 팬터그래프 접촉저항 측정장치.
제3항에 있어서,
상기 제1 접촉기, 제3 접촉기 및 제5 접촉기는 턴온되도록 제어되고,
상기 산출부는, 상기 제1 및 제2 급전전극 양단의 전압과 상기 측정전류에 기초하여 상기 제1 급전전극 및 제1 수전전극 사이의 제1 접촉저항과 상기 제2 급전전극 및 제2 수전전극 사이의 제2 접촉저항을 합한 제1 직렬 접촉저항을 산출하는 것을 특징으로 하는 팬터그래프 접촉저항 측정장치.
제4항에 있어서,
상기 제1 접촉기, 제4 접촉기 및 제6 접촉기는 턴온되도록 제어되고,
상기 산출부는, 상기 제1 및 제3 급전전극 양단의 전압과 상기 측정전류에 기초하여 상기 제1 접촉저항과 상기 제3 급전전극 및 제3 수전전극 사이의 제3 접촉저항을 합한 제2 직렬 접촉저항을 산출하는 것을 특징으로 하는 팬터그래프 접촉저항 측정장치.
제5항에 있어서,
상기 제2 접촉기, 제4 접촉기 및 제7 접촉기는 턴온되도록 제어되고,
상기 산출부는, 상기 제2 및 제3 급전전극 양단의 전압과 상기 측정전류에 기초하여 상기 제2 접촉저항과 상기 제3 접촉저항을 합한 제3 직렬 접촉저항을 산출하는 것을 특징으로 하는 팬터그래프 접촉저항 측정장치.
제6항에 있어서,
상기 산출부는, 상기 산출된 제1 내지 제3 직렬 접촉저항으로부터 상기 제1 내지 제3 접촉저항을 산출하는 것을 특징으로 하는 팬터그래프 접촉저항 측정장치.
제3항에 있어서,
상기 제1 수전전극 및 제2 수전전극은 상기 전기차량에 구비되는 배터리의 양극단자와 음극단자에 전기적으로 각각 접속되고,
상기 제3 급전전극과 제3 수전전극은, 상기 제1 그라운드 전위 및 상기 제2 그라운드 전위에 전기적으로 각각 접속되는 것을 특징으로 하는 팬터그래프 접촉저항 측정장치.
제3항에 있어서,
상기 급전 스위치부의 상기 제1 내지 제4 접촉기의 온오프를 제어하도록 상기 충전장치에 구비되는 제1 제어부; 및
상기 수전 스위치부의 상기 제5 내지 제7 접촉기의 온오프를 제어하도록 상기 전기차량에 구비되는 제2 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 팬터그래프 접촉저항 측정장치.
제9항에 있어서,
상기 복수의 급전전극은, 상기 제1 및 제2 제어부 사이에서 제어신호의 송수신을 위하여 구비되는 제4 급전전극을 더 포함하고,
상기 복수의 수전전극은, 상기 제1 및 제2 제어부 사이에서 상기 제어신호의 송수신을 위하여 상기 제4 급전전극에 대응하여 구비되는 제4 수전전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 팬터그래프 접촉저항 측정장치.
제3항에 기재된 팬터그래프 접촉저항 측정장치;
상기 제1 내지 제3 급전전극;
상기 전기차량에 구비되고, 상기 제1 내지 제3 급전전극 각각에 대응되는 상기 제1 내지 제3 수전전극;
상기 전기차량에 구비되고, 상기 제1 수전전극과 제2 수전전극에 전기적으로 접속되는 배터리; 및
상기 제1 및 제2 급전전극 각각에 출력단이 전기적으로 접속되고, 상기 배터리에 상기 충전전류를 공급하도록 구성되는 충전 전원부를 포함하는 것을 특징으로 하는 팬터그래프 충전시스템.
제11항에 있어서,
상기 충전 전원부의 출력단과 상기 제1 및 제2 급전전극 사이를 개폐하는 제8 접촉기; 및
상기 배터리와 상기 제1 및 제2 수전전극 사이를 개폐하는 제9 접촉기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 팬터그래프 충전시스템.
제12항에 있어서,
상기 제8 및 제9 접촉기는, 충전모드에서 턴온되고, 접촉저항 측정모드에서 턴오프되는 것을 특징으로 하는 팬터그래프 충전시스템.
제11항에 있어서,
상기 복수의 급전전극이 상승 또는 하강하여 상기 복수의 수전전극에 접촉하거나, 상기 복수의 수전전극이 상승 또는 하강하여 상기 복수의 급전전극에 접촉하는 것을 특징으로 하는 팬터그래프 충전시스템.
충전장치로부터 충전전류를 공급받는 복수의 급전전극과, 대응되는 상기 복수의 급전전극과 접촉하여 상기 충전전류를 공급받도록 전기차량에 구비되는 복수의 수전전극을 포함하는 팬터그래프 충전시스템에 대하여 상기 복수의 급전전극과 복수의 수전전극 사이의 접촉저항을 측정하는 팬터그래프 접촉저항 측정방법에 있어서,
상기 복수의 급전전극과 상기 복수의 수전전극을 접촉시키는 접촉단계;
상기 복수의 급전전극 중에서 한 쌍의 급전전극을 선택하는 급전전극 선택단계;
상기 복수의 수전전극 중에서 상기 한 쌍의 급전전극과 상기 한 쌍의 급전전극에 대응하는 한 쌍의 수전전극에 측정전류가 흐르도록 전류경로를 설정하는 전류경로 설정단계;
상기 한 쌍의 급전전극에 상기 측정전류를 인가하는 측정전류 인가단계;
상기 한 쌍의 급전전극 사이의 전압을 측정하는 전압 측정단계;
상기 한 쌍의 급전전극 중 적어도 하나 이상의 급전전극을 달리하면서, 상기 급전전극 선택단계, 전류경로 설정단계, 측정전류 인가단계 및 전압 측정단계를 소정 횟수로 반복하는 반복 측정단계; 및
상기 측정전류와 상기 한 쌍의 급전전극 사이의 전압에 기초하여 상기 급전전극과 수전전극 사이의 접촉저항을 각각 산출하는 접촉저항 산출단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 팬터그래프 접촉저항 측정방법.
제15항에 있어서,
상기 복수의 급전전극은, 제1 내지 제3 급전전극을 포함하고,
상기 복수의 수전전극은, 상기 제1 내지 제3 급전전극 각각에 대응되는 제1 내지 제3 수전전극을 포함하고,
상기 접촉저항 산출단계는,
상기 제1 및 제2 급전전극 양단의 전압과 상기 측정전류에 기초하여 상기 제1 급전전극 및 제1 수전전극 사이의 제1 접촉저항과 상기 제2 급전전극 및 제2 수전전극 사이의 제2 접촉저항을 합한 제1 직렬 접촉저항을 산출하는 제1 직렬 접촉저항 산출단계;
상기 제1 및 제3 급전전극 양단의 전압과 상기 측정전류에 기초하여 상기 제1 접촉저항과 상기 제3 급전전극 및 제3 수전전극 사이의 제3 접촉저항을 합한 제2 직렬 접촉저항을 산출하는 제2 직렬 접촉저항 산출단계; 및
상기 제2 및 제3 급전전극 양단의 전압과 상기 측정전류에 기초하여 상기 제2 접촉저항과 상기 제3 접촉저항을 합한 제3 직렬 접촉저항을 산출하는 제3 직렬 접촉저항 산출단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 팬터그래프 접촉저항 측정방법.
제16항에 있어서,
상기 접촉저항 산출단계는, 상기 산출된 제1 내지 제3 직렬 접촉저항으로부터 상기 제1 내지 제3 접촉저항을 산출하는 것을 특징으로 하는 팬터그래프 접촉저항 측정방법.