KR102228640B1 - Battery exchangable charging station and operating method for battery exchangable charging station - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 배터리 교환형 충전 스테이션 및 배터리 교환형 충전 스테이션의 운용 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a battery exchange type charging station and a method of operating the battery exchange type charging station.
최근 미세먼지, 배출 가스, 소음 등으로 인한 주거 환경이 심각하게 침해되고, 이에 따른 국민의 건강 악화가 사회적 문제로 대두되고 있다. 이러한 문제를 개선하기 위해 국가 차원에서 다양한 친환경 관련 연구와 정책이 추진되고 있다. 특히, 친환경 전기 이모빌리티는 화석 연료를 사용하는 기존의 자동차 등과는 달리 미세 먼지, 온실 가스, 차량 배출 가스 등의 문제를 해소할 수 있어 국내 뿐 아니라 전 세계 적으로 각광받고 있다. Recently, the residential environment has been seriously infringed due to fine dust, exhaust gas, and noise, and the resulting deterioration in the health of the public has emerged as a social problem. In order to improve these problems, various eco-friendly studies and policies are being promoted at the national level. In particular, eco-friendly electric mobility is in the spotlight not only domestically, but also around the world, as it can solve problems such as fine dust, greenhouse gas, and vehicle emissions unlike conventional automobiles that use fossil fuels.
그러나, 친환경 전기 이모빌리티이 가지는 배터리를 충전하기 위한 충전소 인프라 부족으로 친환경 전기 이모빌리티의 상용화에 큰 어려움을 겪고 있다. 구체적으로, 충전소에 설치되는 충전 스테이션은 배터리를 충전하는데 소요되는 시간은 주유소에 설치되는 주유 스테이션이 자동차 등에 휘발유 등을 주입하는데 소요되는 시간보다 더 길다. 다시 말해, 이모빌리티가 배터리 충전을 위해 충전소에서 정차하는 시간이 길어 충전소에서 하루에 충전할 수 있는 이모빌리티의 숫자는 줄어들고, 이는 필연적으로 충전소의 운영 수익성을 악화시킨다.However, due to the lack of a charging station infrastructure for charging the battery of the eco-friendly electric mobility, there is a great difficulty in commercialization of the eco-friendly electric mobility. Specifically, in the charging station installed in the charging station, the time it takes to charge the battery is longer than the time it takes for the gasoline station installed in the gas station to inject gasoline or the like into a vehicle. In other words, the number of immobilities that can be recharged per day at the charging station decreases due to the long stopping time at the charging station to charge the battery, which inevitably worsens the operating profitability of the charging station.
본 발명은 충전소의 운영 수익성을 개선할 수 있는 배터리 교환형 충전 스테이션을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a battery exchangeable charging station capable of improving the operating profitability of a charging station.
또한, 본 발명은 전력이 모두 소모된 배터리를 충전이 완료된 배터리와 곧바로 교체할 수 있도록 하여 배터리 충전을 위해 충전소에 정차하는 이동 수단의 정차 시간을 단축시킬 수 있는 배터리 교환형 충전 스테이션을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.In addition, the present invention is to provide a battery-exchangeable charging station capable of shortening the stopping time of a vehicle stopping at a charging station for charging the battery by allowing the battery to be replaced immediately with the battery that has been charged. It is for work purposes.
또한, 본 발명은 충전소에 대한 충전 수요에 따라 배터리를 충전하는 충전 모듈을 확장할 수 있는 배터리 교환형 충전 스테이션을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide a battery exchange-type charging station capable of expanding a charging module for charging a battery according to a charging demand for a charging station.
본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재들로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The object of the present invention is not limited thereto, and other objects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명은 이동 수단 용 배터리 교환 스테이션을 제공한다. 이동 수단 용 배터리 교환 스테이션은, 이동 수단으로부터 분리된 배터리를 충전 할 수 있는 적어도 하나 이상의 제1슬롯을 포함하는 메인 충전 모듈; 상기 메인 충전 모듈에 탈착 가능하고, 이동 수단으로부터 분리된 배터리를 충전 할 수 있는 적어도 하나 이상의 제2슬롯을 포함하는 확장 충전 모듈을 포함할 수 있다.The present invention provides a battery exchange station for a vehicle. The vehicle battery exchange station includes: a main charging module including at least one first slot capable of charging a battery separated from the vehicle; It may include an extended charging module including at least one or more second slots detachable from the main charging module and capable of charging a battery separated from the moving means.
일 실시 예에 의하면, 상기 제1슬롯과 상기 제2슬롯은 복수 개로 제공될 수 있다.According to an embodiment, a plurality of the first slot and the second slot may be provided.
일 실시 예에 의하면, 상기 배터리 교환 스테이션은, 상기 메인 충전 모듈을 제어하는 메인 제어 부; 및 상기 확장 충전 모듈을 제어하는 확장 제어 부를 포함하고, 상기 메인 제어 부는, 상기 확장 제어 부와 서로 연결되어 상기 확장 충전 모듈을 제어 가능할 수 있다.According to an embodiment, the battery exchange station includes: a main control unit controlling the main charging module; And an expansion control unit for controlling the expansion charging module, wherein the main control unit is connected to the expansion control unit to control the expansion charging module.
일 실시 예에 의하면, 상기 배터리 교환 스테이션은, 상기 메인 제어 부와 연결되는 메인 통신 부; 및 상기 확장 제어 부와 연결되는 확장 통신 부를 포함하고, 상기 메인 통신 부와 상기 확장 통신 부는, 통신 선을 통해 연결되어 상기 메인 충전 모듈 및/또는 상기 확장 충전 모듈을 제어하는 제어 신호를 상호 교환할 수 있다.According to an embodiment, the battery exchange station includes: a main communication unit connected to the main control unit; And an extended communication unit connected to the extended control unit, wherein the main communication unit and the extended communication unit are connected through a communication line to exchange control signals for controlling the main charging module and/or the extended charging module. I can.
일 실시 예에 의하면, 상기 메인 충전 모듈은, 교체 가능한 배터리가 안착되어 있는 상기 제1슬롯의 위치를 표시하는 제1안내 부를 포함하고, 상기 확장 충전 모듈은, 교체 가능한 배터리가 안착되어 있는 상기 제2슬롯의 위치를 표시하는 제2안내 부를 포함할 수 있다.According to an embodiment, the main charging module includes a first guide unit for indicating a position of the first slot in which a replaceable battery is seated, and the extended charging module includes the first guide unit in which the replaceable battery is seated. It may include a second guide for indicating the position of the two slots.
일 실시 예에 의하면, 상기 제1안내 부, 그리고 상기 제2안내 부는 각각 상기 제1슬롯 및 상기 제2슬롯과 대응하는 개수로 제공될 수 있다.According to an embodiment, the first guide unit and the second guide unit may be provided in a number corresponding to the first slot and the second slot, respectively.
일 실시 예에 의하면, 상기 메인 제어 부는, 상기 메인 충전 모듈에 입력된 사용자 인증 신호 및/또는 과금 결제 신호에 근거하여 교환 가능한 배터리가 안착된 상기 제1슬롯 또는 상기 제2슬롯의 위치를 상기 제1안내 부 또는 상기 제2안내 부가 표시하도록 상기 메인 충전 모듈 및/또는 상기 확장 충전 모듈을 제어할 수 있다.According to an embodiment, the main control unit determines the location of the first slot or the second slot in which the exchangeable battery is mounted based on a user authentication signal and/or a billing payment signal input to the main charging module. The main charging module and/or the extended charging module may be controlled to display the first guide unit or the second guide unit.
일 실시 예에 의하면, 상기 메인 제어 부는, 상기 교환 가능한 배터리가 복수인 경우, 상기 교환 가능한 배터리들 중 상기 배터리 교환 스테이션에 가장 먼저 반입된 교환 가능한 배터리가 안착된 상기 제1슬롯 또는 상기 제2슬롯의 위치를 표시하도록 상기 제1안내 부 또는 상기 제2안내 부를 제어할 수 있다.According to an embodiment, the main control unit is the first slot or the second slot in which a replaceable battery first carried into the battery exchange station among the replaceable batteries is seated when there are a plurality of replaceable batteries. It is possible to control the first guide unit or the second guide unit to display the position of.
일 실시 예에 의하면, 상기 교환 가능한 배터리는, 상기 배터리 교환 스테이션에 반입되어 충전이 완료된 배터리일 수 있다.According to an embodiment, the replaceable battery may be a battery carried in the battery exchange station and completely charged.
일 실시 예에 의하면, 상기 확장 충전 모듈은, 복수로 제공되고, 상기 확장 충전 모듈들 간에 서로 탈착 가능하게 제공될 수 있다.According to an embodiment, the expansion charging module may be provided in plural, and may be provided detachably between the expansion charging modules.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 충전소의 운영 수익성을 개선할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to improve operating profitability of a charging station.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 전력이 모두 소모된 배터리를 충전이 완료된 배터리와 곧바로 교체할 수 있도록 하여 배터리 충전을 위해 충전소에 정차하는 이동 수단의 정차 시간을 단축시킬 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, it is possible to shorten the stopping time of a moving means stopping at a charging station for charging the battery by allowing a battery that has exhausted power to be immediately replaced with a charged battery.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 이동 수단으로부터 분리된 배터리를 충전하는 제1충전 부와 이동 수단에 장착된 배터리를 곧바로 충전할 수 있는 제2충전 부를 구비하여, 교체 스테이션에 안착된 배터리가 충전이 완료되기 이전이라도 이동 수단에 장착된 배터리를 충전할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, a battery seated in the replacement station is provided with a first charging unit for charging a battery separated from the moving unit and a second charging unit for directly charging a battery installed in the moving unit. Even before charging is completed, the battery installed in the vehicle can be charged.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 서로 상이한 종류의 이동 수단에 장착된 배터리를 충전할 수 있는 복수의 충전 헤드를 구비하여, 서로 상이한 종류의 이동 수단 각각에 장착된 배터리들을 충전할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, a plurality of charging heads capable of charging batteries mounted in different types of moving means are provided, so that batteries mounted in each of different types of moving means can be charged. .
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 않은 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면들로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the above-described effects, and effects not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art from the present specification and the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 교환 스테이션의 사시도이다.
도 2는 도 1의 배터리 교환 스테이션의 배면도이다.
도 3은 도 1의 배터리 교환 스테이션의 제어 부, 통신 부의 모습을 보여주는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 교환 스테이션의 운용 방법을 보여주는 플로우 차트이다.
도 5는 도 1의 배터리 교환 스테이션에 배터리가 반입되는 모습을 보여주는 도면이다.
도 6은 도 1의 배터리 교환 스테이션으로부터 배터리가 반출되는 모습을 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 배터리 교환 스테이션을 보여주는 도면이다.
도 8은 도 7의 배터리 교환 스테이션의 제어 부, 통신 부의 모습을 보여주는 블록도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 배터리 교환 스테이션을 보여주는 도면이다.1 is a perspective view of a battery exchange station according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a rear view of the battery exchange station of Fig. 1;
FIG. 3 is a block diagram illustrating a control unit and a communication unit of the battery exchange station of FIG. 1.
4 is a flow chart showing a method of operating a battery exchange station according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating a state in which a battery is carried into the battery exchange station of FIG. 1.
6 is a view showing a state in which a battery is taken out from the battery exchange station of FIG.
7 is a view showing a battery exchange station according to another embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a block diagram illustrating a control unit and a communication unit of the battery exchange station of FIG. 7.
9 is a view showing a battery exchange station according to another embodiment of the present invention.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art may easily implement the present invention. However, the present invention may be implemented in various different forms and is not limited to the embodiments described herein. In addition, in describing a preferred embodiment of the present invention in detail, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the same reference numerals are used throughout the drawings for parts having similar functions and functions.
어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 구체적으로, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다."Including" a certain component means that other components may be further included rather than excluding other components unless specifically stated to the contrary. Specifically, terms such as "comprises" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other features or It is to be understood that the presence or addition of numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof does not preclude the possibility of preliminary exclusion.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In addition, shapes and sizes of elements in the drawings may be exaggerated for clearer explanation.
이하에서는 본 명세서에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명한다. 이하에서 기재하는 이동 수단은 이모빌리티를 의미할 수 있다. 이모빌리티는 전기 이륜차, 전기 자동차, 전기 퍼스널 모빌리티 등 전기 에너지를 구동원으로 하는 친환경 전기 이모빌리티를 의미할 수 있다. 그러나, 이동 수단은 이들에 한정되는 것은 아니고, 이동 수단에 장착된 배터리가 가지는 전기 에너지를 구동원으로 하여 움직이는 다양한 이동 수단을 모두 포함하는 개념으로 이해되어야 할 것이다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The means of transportation described below may mean immobilization. Emobility may refer to eco-friendly electric mobility that uses electric energy as a driving source, such as electric motorcycles, electric vehicles, and electric personal mobility. However, the moving means is not limited thereto, and it should be understood as a concept including all of the various moving means that move using the electric energy of the battery installed in the moving means as a driving source.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 교환 스테이션의 사시도이고, 도 2는 도 1의 배터리 교환 스테이션의 배면도이다. 도 1, 그리고 도 2를 참조하면, 배터리 교환 스테이션(10)은 이동 수단 용 배터리를 충전할 수 있는 배터리 교환 스테이션(10)일 수 있다. 예컨대, 배터리 교환 스테이션(10)은 이동 수단으로부터 분리되어 배터리 교환 스테이션(10)에 반입된 배터리(B)를 충전할 수 있다.1 is a perspective view of a battery exchange station according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a rear view of the battery exchange station of FIG. 1. Referring to FIGS. 1 and 2, the
배터리 교환 스테이션(10)은 메인 충전 모듈(100), 그리고 확장 충전 모듈(300)을 포함할 수 있다. 메인 충전 모듈(100)은 배터리 교환 스테이션(10)에 반입된 배터리를 충전할 수 있다. 또한, 메인 충전 모듈(100)은 메인 충전 부(110), 인터페이스 부(150), 메인 제어 부(170), 그리고 메인 통신 부(180)를 포함할 수 있다.The
충전 부(110)는 이동 수단으로부터 분리된 배터리를 충전할 수 있다. 충전 부(110)는 제1하우징(112), 제1하우징 도어(113), 제1이동 부재(114), 제1슬롯(115), 제1슬롯 도어(116), 그리고 제1안내 부(117)를 포함할 수 있다.The
제1하우징(112)은 내부 공간을 가질 수 있다. 제1하우징(112)은 내부 공간을 가지는 통 형상으로 제공될 수 있다. 제1하우징(112)은 직육면체의 통 형상으로 제공될 수 있다. 제1하우징(112)의 저면에는 적어도 하나 이상의 제1이동 부재(114)가 결합될 수 있다. 예컨대, 제1하우징(112)의 저면에는 복수의 제1이동 부재(114)가 결합될 수 있다. 제1이동 부재(114)들 각각은 상부에서 바라볼 때 제1하우징(112)의 모서리와 인접한 영역에 설치될 수 있다. 제1이동 부재(114)는 제1하우징(112)의 이동을 가능케 하거나, 제1하우징(112)의 이동을 용이하게 할 수 있다. 제1이동 부재(114)는 바퀴일 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니고 제1이동 부재(114)는 제1하우징(112)의 이동을 가능케 하거나, 제1하우징(112)의 이동을 용이하게 할 수 있는 공지된 기재로 다양하게 변형될 수 있다.The
제1하우징(112)의 내부 공간에는 후술하는 메인 제어 부(170), 메인 통신 부(180)가 설치될 수 있다. 또한, 제1하우징(112)의 내부 공간에는 배터리 교환 스테이션(10)을 구동하는데 필요한 인터페이스 라인, 전력 라인 등이 설치될 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니고 제1하우징(112)의 내부 공간에는 배터리 교환 스테이션(10)을 구동하는데 필요한 공지된 장치, 모듈, 어셈블리, 회로 기판 등이 설치될 수 있다.A
또한, 제1하우징(112)의 배면에는 제1하우징(112)의 내부 공간을 선택적으로 개폐 할 수 있게 하는 제1하우징 도어(113)가 설치될 수 있다. 예컨대, 사용자가 제1하우징(112) 내에 설치된 장치, 모듈 등을 메인터넌스 하는 경우에, 사용자는 제1하우징(112)에 설치된 제1하우징 도어(113)를 이용하여 제1하우징(112)이 가지는 내부 공간을 선택적으로 개폐할 수 있다. 또한, 제1하우징 도어(113)가 가지는 잠금 장치를 통해 제1하우징(112)이 가지는 내부 공간을 선택적으로 개폐할 수 있다.In addition, a
또한, 충전 부(110)는 제1슬롯(115)을 가질 수 있다. 제1슬롯(115)에는 이동 수단으로부터 분리된 배터리를 충전할 수 있는 충전 포트(미도시)가 제공될 수 있다. 이에, 제1슬롯(115)에 이동 수단으로부터 분리된 배터리가 안착되면, 안착된 배터리는 충전될 수 있다. 또한, 제1슬롯(115)은 제1하우징(112)에 제공될 수 있다. 제1하우징(112)에 제공되는 제1슬롯(115)은 적어도 하나 이상이 제공될 수 있다. 예컨대, 제1슬롯(115)은 복수 개로 제공될 수 있다. 예컨대, 제1슬롯(115)은 2개 이상이 제공될 수 있다. 또한, 제1슬롯(115)들은 상하 방향을 따라 서로 이격되어 배열될 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니고 제1슬롯(115)의 개수, 그리고 배치 등은 필요에 따라 다양하게 변형될 수 있다.In addition, the charging
또한, 제1슬롯(115) 각각에는 제1슬롯 도어(116)들이 설치될 수 있다. 제1슬롯 도어(116)들은 제1슬롯(115)을 선택적으로 개방할 수 있다. 제1슬롯 도어(116)는 후술하는 메인 제어 부(170)로부터 제어 신호를 전달 받고, 제어 신호에 근거하여 제1슬롯(115)을 선택적으로 개방할 수 있다. 제1슬롯(115)에 배터리가 안착되면 후술하는 메인 제어 부(170)는 안착된 배터리의 전력 잔량을 측정하고, 측정된 전력 잔량에 근거하여 배터리의 충전을 수행할 수 있다.In addition,
또한, 메인 충전 모듈(100)은 교체 가능한 배터리가 안착되어 있는 제1슬롯(115)의 위치를 표시하는 제1안내 부(117)를 포함할 수 있다. 제1안내 부(117)는 슬릿 형상을 가질 수 있다. 제1안내 부(117)는 제1슬롯(115)들 각각의 상부에 제공될 수 있다. 제1안내 부(117)는 표시등 일 수 있다. 예컨대, 제1안내 부(117)는 LED 안내 표시 등일 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니고 제1안내 부(117)는 교체 가능한 배터리가 안착되어 있는 제1슬롯(115)의 위치를 표시할 수 있는 다양한 기재로 변형될 수 있다. 또한, 제1안내 부(117)는 제1슬롯(115)과 대응하는 개수로 제공될 수 있다.In addition, the
인터페이스 부(150)는 배터리 교환 스테이션(10)을 사용하는 사용자에게 배터리 교환 스테이션(10)의 작동 정보를 전달하거나, 사용자 인증 신호 또는 이용 과금 결제 신호를 전달 받고, 전달 받은 신호를 후술하는 메인 제어 부(170)로 전달할 수 있다. 인터페이스 부(150)는 프레임(152), 프레임 도어(153), 디스플레이(155), 결제 모듈(156), 그리고 정지 버튼(157)을 포함할 수 있다.The
프레임(152)은 내부 공간을 가질 수 있다. 프레임(152)은 내부 공간을 가지는 통 형상을 가질 수 있다. 프레임(152)은 내부 공간을 가지는 대체로 육면체의 통 형상을 가질 수 있다. 프레임(152)의 내부 공간에는 후술하는 디스플레이(155), 결제 모듈(156), 그리고 정지 버튼(157)을 구동 및/또는 제어하는 구동 기재들이 설치될 수 있다. 그러나, 프레임(152)의 내부 공간에 설치되는 구동 기재들은 인터페이스 라인, 전력 라인, 통신 장치 등을 포함할 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니고 프레임(152)의 내부 공간에는 배터리 교환 스테이션(10)을 구동하는데 필요한 공지된 장치, 모듈, 어셈블리, 회로 기판 등이 설치될 수 있다.The
또한, 프레임(152)의 배면에는 프레임(152)의 내부 공간을 선택적으로 개폐할 수 있게 하는 프레임 도어(153)가 설치될 수 있다. 예컨대, 사용자가 프레임(152) 내에 설치된 장치, 모듈 등을 메인터넌스 하는 경우에, 사용자는 프레임(152)에 설치된 프레임 도어(153)를 이용하여 프레임(152)이 가지는 내부 공간을 선택적으로 개폐할 수 있다. 또한, 프레임 도어(153)가 가지는 잠금 장치를 통해 프레임(152)이 가지는 내부 공간을 선택적으로 개폐할 수 있다.In addition, a
또한, 프레임(152)의 전면에는 디스플레이(155)가 설치될 수 있다. 디스플레이(155)는 사용자에게 배터리 교환 스테이션(10)에 관한 정보를 전달 할 수 있다. 예컨대, 디스플레이(155)는 후술하는 메인 제어 부(170)로부터 신호를 전달 받아, 사용자에게 배터리 교환 스테이션(10)에 관한 정보를 전달 할 수 있다. 예컨대, 디스플레이(155)는 사용자에게 사용자 인증 정보, 과금 결제 정보, 배터리 교환 스테이션(10)에 안착된 배터리들의 충전량, 교환 가능 배터리가 안착된 슬롯에 대한 정보 등을 전달할 수 있다. 디스플레이(155)는 또한, 사용자의 터치(Touch)로 신호를 전달 받을 수 있는 터치 디스플레이로 제공될 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니고 디스플레이(155)는 공지된 다양한 디스플레이의 종류로 변형될 수 있다.In addition, a
또한, 디스플레이(155)의 아래에는 과금 결제 모듈(156)과 정지 버튼(157)이 설치될 수 있다. 과금 결제 모듈(156)은 사용자가 배터리 교환 스테이션(10)의 이용 과금 결제가 가능하게 구성될 수 있다. 도 1에서는 과금 결제 모듈(156)이 신용 카드 등이 삽입될 수 있는 신용 카드 과금 결제 모듈(156)인 것으로 예를 들어 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 과금 결제 모듈(156)은 NFC 방식으로 과금 결제 정보를 전달받는 모듈, 또는 QR 코드나 바코드를 인식하여 과금 결제 정보를 전달 받는 모듈, 생체 인증 정보를 인식하여 과금 결제 정보를 전달 받는 모듈, 또는 이들 모듈이 조합되어 구성되는 모듈일 수 있다. 또한, 과금 결제 모듈(156)은 공지된 과금 결제 방식을 차용하는 모듈로 다양하게 변형될 수 있다.In addition, a
또한, 정지 버튼(157)은 배터리 교환 스테이션(10)의 이용에 이상이 발생하게 되면, 배터리 교환 스테이션(10)의 구동을 전면적으로 정지시킬 수 있는 버튼일 수 있다. 예컨대, 후술하는 메인 제어 부(170)는 배터리 교환 스테이션(10)에 안착된 배터리가 설정된 온도 이상으로 과열되거나, 기타 배터리 교환 스테이션(10)을 구동하는데 어려움이 발생되는 경우, 이러한 문제를 사용자가 인지할 수 있는 신호를 발생시킬 수 있다(예컨대, 디스플레이(155)에 제어 신호를 전달하여 디스플레이(155)가 사용자에게 위험 신호 전달). 이때, 사용자는 정지 버튼(157)을 누름으로써 배터리 교환 스테이션(10)의 작동을 전면적으로 정지시킬 수 있다.In addition, the
확장 충전 모듈(300)은 배터리 교환 스테이션(10)에 반입된 배터리를 충전할 수 있다. 확장 충전 모듈(300)은 배터리 교환 스테이션(10)이 가지고, 배터리를 충전할 수 있는 슬롯의 개수를 확장시킬 수 있다. 확장 충전 모듈(300)은 메인 충전 모듈(100)에 대하여 탈착 가능하게 제공될 수 있다. 확장 충전 모듈(300)이 메인 충전 모듈(100)에 결합시 확장 충전 모듈(300) 및/또는 메인 충전 모듈(100)에 제공되는 결합 수단(미도시)에 의해 고정될 수 있다. 결합 수단은 볼트, 나사 등 물리적 결합 수단뿐 아니라, 전기적 신호를 상호 주고 받을 수 있는 연결 포트 등 전기적 결합 수단을 모두 포함하는 의미로 해석될 수 있다.The
확장 충전 모듈(100)은 제2하우징(312), 제2하우징 도어(313), 제2이동 부재(314), 제2슬롯(315), 제2슬롯 도어(316), 제2안내 부(317), 확장 제어 부(370), 그리고 확장 통신 부(380)를 포함할 수 있다. 제2하우징(312), 제2하우징 도어(313), 제2이동 부재(314), 제2슬롯(315), 제2슬롯 도어(316), 그리고 제2안내 부(317)는 상술한 제1하우징(112), 제1하우징 도어(113), 제1이동 부재(114), 제1슬롯(115), 제1슬롯 도어(116), 그리고 제1안내 부(117)의 구성과 동일 또는 유사한 구조/기능을 가지므로 반복되는 설명은 생략한다.The
도 3은 도 1의 배터리 교환 스테이션의 제어 부, 통신 부의 모습을 보여주는 블록도이다. 도 3을 참조하면, 배터리 교환 스테이션(10)이 가지는 메인 충전 모듈(100), 그리고 확장 충전 모듈(300)은 각각 제어 부, 그리고 통신 부를 포함할 수 있다. 예컨대, 메인 충전 모듈(100)은 메인 제어 부(170), 그리고 메인 통신 부(180)를 포함할 수 있다. 확장 충전 모듈(300)은 확장 제어 부(370), 그리고 확장 통신 부(380)를 포함할 수 있다.FIG. 3 is a block diagram illustrating a control unit and a communication unit of the battery exchange station of FIG. 1. Referring to FIG. 3, the
메인 제어 부(170)는 메인 충전 모듈(100)을 제어할 수 있다. 또한, 확장 제어 부(370)는 확장 충전 모듈(300)을 제어할 수 있다. 또한, 메인 제어 부(170)는 확장 충전 모듈(300)을 제어할 수 있다. 구체적으로, 메인 제어 부(170), 그리고 확장 제어 부(370)는 서로 통신 및/또는 전기적으로 연결될 수 있다. 예컨대, 메인 제어 부(170)는 메인 통신 부(180)와 서로 통신 및/또는 전기적으로 연결될 수 있다. 확장 제어 부(370)는 확장 통신 부(380)와 서로 통신 및/또는 전기적으로 연결될 수 있다. 메인 통신 부(180)와 확장 통신 부(380)는, 메인 제어 부(170) 또는 확장 제어 부(370)가 발생시키는 제어 신호를 메인 제어 부(170) 또는 확장 제어 부(370) 간에 상호 교환할 수 있게 한다. 그리고, 메인 통신 부(180)와 확장 통신 부(380)는 랜 케이블(LAN CABLE)과 같은 통신 선을 통해 서로 연결될 수 있다. 즉, 메인 제어 부(170)는 메인 통신 부(180) 및/또는 확장 통신 부(380)를 매개로 확장 제어 부(370)에 제어 신호를 전달할 수 있고, 이에 메인 제어 부(170)는 메인 충전 모듈(100) 뿐 아니라 확장 충전 모듈(300)을 제어할 수 있다. The
이하에서는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 교환 스테이션의 운용 방법에 대하여 상세히 설명한다. 이하에서 설명하는 배터리 교환 스테이션의 운용 방법을 수행하기 위해, 메인 제어 부(170) 및/또는 확장 제어 부(370)는 메인 충전 모듈(100) 및/또는 확장 충전 모듈(300)을 제어할 수 있다.Hereinafter, a method of operating a battery exchange station according to an embodiment of the present invention will be described in detail. In order to perform the operation method of the battery exchange station described below, the
우선, 사용자 인증 신호 및/또는 과금 결제 신호를 배터리 교환 스테이션(10)이 수신할 수 있다. 사용자 인증 신호 및/또는 과금 결제 신호는 메인 충전 모듈(100)의 인터페이스 부(150)에 입력될 수 있다. 사용자 인증 신호는 배터리 교환 스테이션(10)을 이용할 수 있는 사용자를 식별하는 신호일 수 있다. 사용자 인증 신호는 사용자의 이름, 전화 번호, 생년 월일, 회원 번호, QR 코드 등 배터리 교환 스테이션(10)을 이용할 수 있는 사용자를 식별할 수 있는 인증 신호일 수 있다. 과금 결제 신호는 배터리 교환 스테이션(10)의 상술한 과금 결제 모듈(156)을 통해 사용자가 배터리 교환 스테이션(10)을 이용하는 과금을 결제하는 경우 배터리 교환 스테이션(10)이 수신하는 신호일 수 있다.First, the
배터리 교환 스테이션(10)이 사용자 인증 신호 및/또는 과금 결제 신호를 수신하게 되면, 인터페이스 부(150)는 디스플레이(155)를 통해 배터리가 안착되지 않은(비워진) 제1슬롯(115) 또는 제2슬롯(315)들에 관한 정보를 표시할 수 있다. 이때, 사용자가 비워진 슬롯들 중 어느 하나인 제1슬롯(115)을 디스플레이(155)를 통해 선택하게 되면, 도 5에 도시된 바와 같이 선택된 제1슬롯(115)의 제1슬롯 도어(116)는 오픈되며, 제1슬롯 도어(116)가 오픈되는 제1슬롯(115)의 위치를 사용자가 인식할 수 있도록 제1슬롯 도어(116)가 오픈된 제1슬롯(115)과 대응하는 제1안내 부(117)는 점등 될 수 있다.When the
다시 도 4를 참조하면, 오픈된 제1슬롯(115)에 사용자가 이동 수단으로부터 분리한 배터리(B)가 안착되면, 안착된 배터리(B)에 대하여는 충전이 개시될 수 있다. 예컨대, 배터리 교환 스테이션(10)은 안착된 배터리(B)의 전력 전량을 측정하고, 측정된 배터리(B)의 전력 잔량에 근거하여 제1슬롯(115)에 안착된 배터리(B)의 충전 시간을 설정할 수 있다.Referring back to FIG. 4, when the battery B separated from the vehicle by the user is seated in the opened
메인 충전 모듈(100)에 입력된 사용자 인증 신호 및/또는 과금 결제 신호에 근거하여, 메인 제어 부(170)는 교환 가능한 배터리(B), 좀더 구체적으로 충전이 완료된 배터리가 안착된 제1슬롯(115) 또는 제2슬롯(315)의 위치에 관한 정보를 디스플레이(155)를 통해 사용자에게 전달할 수 있다. 또한, 도 6에 도시된 바와 같이 메인 제어 부(170)는 충전이 완료된 배터리가 안착된 제1슬롯(115) 또는 제2슬롯(315)의 위치를 제1안내 부(117) 또는 제2안내 부(118)들 중 어느 하나가 표시하도록 메인 충전 모듈(100), 그리고 확장 충전 모듈(300)을 제어할 수 있다. 이때, 충전이 완료된 배터리가 복수인 경우, 메인 제어 부(170)는 충전이 완료된 배터리들 중 배터리 교환 스테이션(10)에 가장 먼저 반입된 배터리가 안착된 제1슬롯(115) 또는 제2슬롯(315)의 위치를 표시하도록 제1안내 부(117) 또는 제2안내 부(317)를 제어하는 제어 신호를 발생시킬 수 있다. Based on the user authentication signal and/or the billing payment signal input to the
상술한 예에서는, 배터리 교환 스테이션(10)은 하나의 메인 충전 모듈(100), 그리고 하나의 확장 충전 모듈(300)을 가지는 것을 예로 들어 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 도 7에 도시된 바와 같이 확장 충전 모듈(300)은 제1확장 충전 모듈(300a), 그리고 제2확장 충전 모듈(300b)을 포함할 수 있다. 즉, 확장 충전 모듈(300)은 복수로 제공되고, 확장 충전 모듈(300)들 간에는 서로 탈착 가능하게 제공될 수 있다.In the above-described example, the
또한, 확장 충전 모듈(300)이 복수로 제공되는 경우, 각각의 확장 충전 모듈(300)들은 도 8에 도시된 바와 같이, 확장 제어 부(370a, 370b) 및 확장 통신 부(380a, 380b)를 포함할 수 있다. 예컨대, 제1확장 충전 모듈(300a)은 제1확장 제어 부(370a), 그리고 제1확장 통신 부(380a)를 포함할 수 있다. 또한 제2확장 충전 모듈(300b)은 제2확장 제어 부(370b), 그리고 제2확장 통신 부(380b)를 포함할 수 있다. 제1확장 제어 부(370a), 제1확장 통신 부(380a), 제2확장 제어 부(370b), 그리고 제2확장 통신 부(380b)의 기능은 상술한 확장 제어 부(370), 확장 통신 부(380)와 동일 또는 유사하므로 반복되는 설명은 생략한다.In addition, when a plurality of
또한, 도 7에서는 확장 충전 모듈(300)이 제1확장 충전 모듈(300a), 그리고 제2확장 충전 모듈(300b)을 포함하는 것을 예로 들어 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니고 도 9에 도시된 바와 같이 확장 충전 모듈(300)은 제3확장 충전 모듈(300c)을 더 포함할 수 있다. 즉, 확장 충전 모듈(300)의 수는 충전소의 충전 수요에 따라 다양하게 가변될 수 있다.In addition, in FIG. 7, the
일반적인 충전 스테이션은 이동 수단에 장착된 배터리를 충전하는데 많은 시간이 소요된다. 그러나, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 이동 수단에 장착된 배터리(B)를 배터리 교환 스테이션(10)에서 충전되고 있던 배터리(B)와 곧바로 교체할 수 있게 하므로, 배터리(B) 충전에 소요되는 시간을 최소화 할 수 있다. 또한, 일반적인 충전 스테이션에서는 배터리(B)를 충전할 수 있는 슬롯(115, 315)의 숫자를 변경하기 어렵다. 이에, 충전소에 대하여 배터리 충전 수요가 많아지게 되면 새로운 배터리 교환 스테이션을 구매를 해야만 하는데, 본 발명의 실시 예들에 의하면, 충전소에 요구되는 충전 수요에 따라 배터리 교환 스테이션(10)의 확장 충전 모듈(300)의 수를 가변할 수 있다. 이에, 충전소에 요구되는 충전 수요가 많아지더라도 메인 충전 모듈(100)의 별도 구매 없이 확장 충전 모듈(300)의 구매 만으로도 배터리(B)를 충전할 수 있는 슬롯(115, 315)의 수를 늘릴 수 있게 되므로, 충전소에서 배터리 교환 스테이션(10)의 운용을 보다 탄력적으로 할 수 있게 된다. A typical charging station takes a lot of time to charge the battery installed in the vehicle. However, according to an embodiment of the present invention, since the battery (B) mounted in the vehicle can be replaced with the battery (B) being charged in the
이상에서 실시예를 통해 본 발명을 설명하였으나, 위 실시예는 단지 본 발명의 사상을 설명하기 위한 것으로 이에 한정되지 않는다. 통상의 기술자는 전술한 실시예에 다양한 변형이 가해질 수 있음을 이해할 것이다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위의 해석을 통해서만 정해진다.In the above, the present invention has been described through the embodiments, but the above embodiments are merely for explaining the spirit of the present invention and are not limited thereto. One of ordinary skill in the art will understand that various modifications may be made to the above-described embodiments. The scope of the present invention is defined only through interpretation of the appended claims.
배터리 교환 스테이션 : 10
메인 충전 모듈 : 100
충전 부 : 110
제1하우징 : 112
제1하우징 도어 : 113
제1이동 부재 : 114
제1슬롯 : 115
제1슬롯 도어 : 116
제1안내 부 : 117
인터페이스 부 : 150
프레임 : 152
프레임 도어 : 153
디스플레이 : 155
결제 모듈 : 156
정지 버튼 : 157
메인 제어 부 : 170
메인 통신 부 : 180
확장 충전 모듈 : 300
제2하우징 : 312
제2하우징 도어 : 313
제2이동 부재 : 314
제2슬롯 : 315
제2슬롯 도어 : 316
제2안내 부 : 317
확장 제어 부 : 370
확장 통신 부 : 380Battery Exchange Station: 10
Main charging module: 100
Charging part: 110
Housing 1: 112
1st housing door: 113
1st moving member: 114
1st slot: 115
1st slot door: 116
Information Department 1: 117
Interface part: 150
Frame: 152
Frame door: 153
Display: 155
Payment module: 156
Stop button: 157
Main control unit: 170
Main communication unit: 180
Extended charging module: 300
2nd housing: 312
2nd housing door: 313
2nd moving member: 314
2nd slot: 315
2nd slot door: 316
2nd Information Department: 317
Extended control unit: 370
Extended communication unit: 380
Claims (10)
이동 수단으로부터 분리된 배터리를 충전 할 수 있는 적어도 하나 이상의 제1슬롯을 포함하는 메인 충전 모듈;
상기 메인 충전 모듈에 탈착 가능하고, 이동 수단으로부터 분리된 배터리를 충전 할 수 있는 적어도 하나 이상의 제2슬롯을 포함하는 확장 충전 모듈을 포함하고,
상기 배터리 교환 스테이션은,
상기 메인 충전 모듈을 제어하는 메인 제어 부;
상기 확장 충전 모듈을 제어하는 확장 제어 부;
상기 메인 제어 부와 연결되는 메인 통신 부; 및
상기 확장 제어 부와 연결되는 확장 통신 부를 포함하고,
상기 메인 제어 부는,
상기 확장 제어 부와 서로 연결되어 상기 확장 충전 모듈을 제어 가능하고,
상기 메인 통신 부와 상기 확장 통신 부는,
통신 선을 통해 연결되어 상기 메인 충전 모듈 및/또는 상기 확장 충전 모듈을 제어하는 제어 신호를 상호 교환하고,
상기 메인 충전 모듈은,
상기 제1슬롯을 가지는 충전 부;
상기 충전 부보다 위 쪽에 배치되는 인터페이스 부를 포함하고,
상기 인터페이스 부는,
프레임;
상기 프레임의 전면에 설치되는 디스플레이; 및
상기 프레임의 전면에 설치되고, 상기 제1슬롯 또는 상기 제2슬롯에 안착된 배터리가 설정 온도 이상으로 과열되는 경우에 상기 배터리 교환 스테이션의 구동을 전면적으로 정지시키는 정지 버튼을 포함하는 배터리 교환 스테이션.In the vehicle battery exchange station,
A main charging module including at least one or more first slots capable of charging a battery separated from the moving means;
An extended charging module including at least one or more second slots detachable from the main charging module and capable of charging a battery separated from the moving means,
The battery exchange station,
A main control unit controlling the main charging module;
An expansion control unit for controlling the expansion charging module;
A main communication unit connected to the main control unit; And
It includes an extended communication unit connected to the extended control unit,
The main control unit,
It is possible to control the expansion charging module by being connected to each other with the expansion control unit,
The main communication unit and the extended communication unit,
It is connected through a communication line to mutually exchange control signals for controlling the main charging module and/or the extended charging module,
The main charging module,
A charging unit having the first slot;
And an interface unit disposed above the charging unit,
The interface unit,
frame;
A display installed in front of the frame; And
And a stop button installed on the front side of the frame and completely stopping driving of the battery exchange station when the battery seated in the first slot or the second slot is overheated above a set temperature.
상기 제1슬롯과 상기 제2슬롯은 복수 개로 제공되는 배터리 교환 스테이션.The method of claim 1,
The first slot and the second slot is provided in a plurality of battery exchange station.
상기 메인 충전 모듈은,
상기 메인 충전 모듈이 가지고 상기 제1슬롯이 제공되는 제1하우징의 저면에 설치되는 제1이동 부재를 더 포함하고,
상기 확장 충전 모듈은,
상기 확장 충전 모듈이 가지고 상기 제2슬롯이 제공되는 제2하우징의 저면에 설치되는 제2이동 부재를 더 포함하고,
상기 제1이동 부재 및 상기 제2이동 부재는 바퀴인 배터리 교환 스테이션.The method of claim 1,
The main charging module,
The main charging module further includes a first moving member installed on a bottom surface of the first housing provided with the first slot,
The extended charging module,
The expansion charging module further includes a second moving member installed on the bottom of the second housing provided with the second slot,
The first moving member and the second moving member are wheels.
상기 통신 선은,
랜 케이블(LAN CABLE)인 배터리 교환 스테이션.The method of claim 1,
The communication line,
Battery exchange station with LAN cable.
상기 메인 충전 모듈은,
교체 가능한 배터리가 안착되어 있는 상기 제1슬롯의 위치를 표시하는 제1안내 부를 포함하고,
상기 확장 충전 모듈은,
교체 가능한 배터리가 안착되어 있는 상기 제2슬롯의 위치를 표시하는 제2안내 부를 포함하는 배터리 교환 스테이션.The method of claim 1,
The main charging module,
Includes a first guide for indicating the position of the first slot in which the replaceable battery is seated,
The extended charging module,
A battery exchange station including a second guide for indicating a position of the second slot in which a replaceable battery is seated.
상기 제1안내 부, 그리고 상기 제2안내 부는 각각 상기 제1슬롯 및 상기 제2슬롯과 대응하는 개수로 제공되는 배터리 교환 스테이션.The method of claim 5,
The first and second guides are provided in a number corresponding to the first and second slots, respectively.
상기 메인 제어 부는,
상기 메인 충전 모듈에 입력된 사용자 인증 신호 및/또는 과금 결제 신호에 근거하여 교환 가능한 배터리가 안착된 상기 제1슬롯 또는 상기 제2슬롯의 위치를 상기 제1안내 부 또는 상기 제2안내 부가 표시하도록 상기 메인 충전 모듈 및/또는 상기 확장 충전 모듈을 제어하는 배터리 교환 스테이션.The method of claim 5,
The main control unit,
Based on the user authentication signal and/or the billing payment signal input to the main charging module, the position of the first slot or the second slot in which the exchangeable battery is seated is displayed by the first guide unit or the second guide unit. A battery exchange station for controlling the main charging module and/or the extended charging module.
상기 메인 제어 부는,
상기 교환 가능한 배터리가 복수인 경우, 상기 교환 가능한 배터리들 중 상기 배터리 교환 스테이션에 가장 먼저 반입된 교환 가능한 배터리가 안착된 상기 제1슬롯 또는 상기 제2슬롯의 위치를 표시하도록 상기 제1안내 부 또는 상기 제2안내 부를 제어하는 배터리 교환 스테이션.The method of claim 7,
The main control unit,
When the number of replaceable batteries is plural, the first guide unit or the first guide unit to indicate the position of the first slot or the second slot in which the replaceable battery first carried into the battery exchange station among the replaceable batteries is seated, or A battery exchange station that controls the second guide unit.
상기 교환 가능한 배터리는,
상기 배터리 교환 스테이션에 반입되어 충전이 완료된 배터리인 배터리 교환 스테이션.The method of claim 7,
The interchangeable battery,
A battery exchange station that is a battery carried in the battery exchange station and completely charged.
상기 확장 충전 모듈은,
복수로 제공되고,
상기 확장 충전 모듈들 간에 서로 탈착 가능하게 제공되는 배터리 교환 스테이션.The method according to any one of claims 1 to 9,
The extended charging module,
Is provided in plural,
A battery exchange station provided detachably from each other between the expansion charging modules.
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KR1020200090994A KR102228640B1 (en) | 2020-07-22 | 2020-07-22 | Battery exchangable charging station and operating method for battery exchangable charging station |
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