KR102375654B1 - Battery exchanging system and method for electric vehicle - Google Patents

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Abstract

본 발명에 의하면, 교체식 배터리 모듈을 운송하는 배터리 운송 드론; 및 상기 배터리 운송 드론이 분리 가능하게 결합되는 드론 도킹부와, 교체식 배터리 모듈이 장착되는 배터리 장착부와, 상기 배터리 운송 드론이 상기 드론 도킹부에 도킹된 상태에서 상기 배터리 운송 드론에 의해 운송된 상기 교체식 배터리 모듈과 상기 배터리 장착부에 장착된 교체식 배터리 모듈을 이송하여 교체하는 배터리 이송부를 구비하고, 전기자동차에 설치되는 배터리 차량 장착 장치를 포함하는 전기자동차용 배터리 교체 시스템 및 이를 이용한 배터리 교체 방법이 제공된다.According to the present invention, a battery transport drone for transporting a replaceable battery module; and a drone docking unit to which the battery transport drone is detachably coupled, a battery mounting unit on which a replaceable battery module is mounted, and the battery transport drone transported by the battery transport drone in a state in which the battery transport drone is docked in the drone docking unit A battery replacement system for an electric vehicle, comprising a battery transfer unit for transferring and replacing a replaceable battery module and a replaceable battery module mounted on the battery mounting unit, and a battery vehicle mounting device installed in an electric vehicle, and a battery replacement method using the same this is provided

Description

전기자동차용 배터리 교체 시스템 및 방법 {BATTERY EXCHANGING SYSTEM AND METHOD FOR ELECTRIC VEHICLE}Battery replacement system and method for electric vehicle {BATTERY EXCHANGING SYSTEM AND METHOD FOR ELECTRIC VEHICLE}

본 발명은 전기자동차에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 교체식 배터리를 사용하는 전기자동차을 위한 배터리 교체 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an electric vehicle, and more particularly, to a battery replacement system and method for an electric vehicle using a replaceable battery.

석유와 같은 화석에너지를 동력원으로 사용하는 자동차는 대기 환경을 오염시키는 가스를 배출하며, 지구 온난화의 주요 원인인 이산화탄소를 배출하므로 이를 개선하기 위하여 최근에는 동력원으로서 화석에너지 대신 전기를 이용하는 전기자동차의 개발되어 사용되고 있다.Vehicles that use fossil energy such as petroleum as a power source emit gases that pollute the atmospheric environment and emit carbon dioxide, a major cause of global warming. has been and is being used.

일반적으로 전기자동차는 고전압 배터리에 충전된 전기 에너지로 구동되는 전기 모터를 사용하여 운행된다. 종래의 전기자동차는 주로 전기자동차에 고정되어서 사용되는 고정식 배터리를 사용하는데, 충전 시간 및 충전소 대기 시간 동안 전기자동차가 운행될 수 없다는 불편함이 있다. 이러한 불편함을 해소하기 위하여, 최근에는 전기자동차의 배터리를 교체식으로 구성하는 기술이 개발되고 있다.In general, an electric vehicle is operated using an electric motor driven by electric energy charged in a high-voltage battery. The conventional electric vehicle mainly uses a fixed battery that is fixed to the electric vehicle, but there is an inconvenience that the electric vehicle cannot be operated during the charging time and the standby time of the charging station. In order to solve this inconvenience, recently, a technology for constructing a battery of an electric vehicle in a replaceable manner has been developed.

대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-1269990호 "전기 자동차용 배터리의 자동교환 시스템" (2013.05.31.)Republic of Korea Patent Publication No. 10-1269990 "Automatic replacement system for batteries for electric vehicles" (2013.05.31.)

본 발명의 목적은 전기자동차의 이용을 활성화하기 위해 교체식 배터리를 이용하는 전기자동차에서 교체식 배터리를 신속하고 편리하게 교체할 수 있는 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a system and method for quickly and conveniently replacing a replaceable battery in an electric vehicle using a replaceable battery to activate the use of the electric vehicle.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 교체식 배터리 모듈을 운송하는 배터리 운송 드론; 및 상기 배터리 운송 드론이 분리 가능하게 결합되는 드론 도킹부와, 교체식 배터리 모듈이 장착되는 배터리 장착부와, 상기 배터리 운송 드론이 상기 드론 도킹부에 도킹된 상태에서 상기 배터리 운송 드론에 의해 운송된 상기 교체식 배터리 모듈과 상기 배터리 장착부에 장착된 교체식 배터리 모듈을 이송하여 교체하는 배터리 이송부를 구비하고, 전기자동차에 설치되는 배터리 차량 장착 장치를 포함하는 전기자동차용 배터리 교체 시스템이 제공된다.In order to achieve the above object of the present invention, according to an aspect of the present invention, a battery transport drone for transporting a replaceable battery module; and a drone docking unit to which the battery transport drone is detachably coupled, a battery mounting unit on which a replaceable battery module is mounted, and the battery transport drone transported by the battery transport drone in a state in which the battery transport drone is docked in the drone docking unit Provided is a battery replacement system for an electric vehicle comprising a battery transfer unit for transferring and replacing a replaceable battery module and a replaceable battery module mounted on the battery mounting unit, and including a battery vehicle mounting device installed in an electric vehicle.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 교체식 배터리 모듈을 운송하는 배터리 운송 드론과, 상기 배터리 운송 드론이 분리 가능하게 결합되고 전기자동차에 설치되는 드론 도킹부와, 교체식 배터리 모듈이 장착되는 정규 배터리 장착 슬롯과 교체식 배터리 모듈이 장착되지 않은 임시 배터리 장착 슬롯을 구비하고 상기 전기자동차에 설치되는 배터리 장착부와, 상기 전기자동차에 설치되어서 상기 교체식 배터리 모듈을 이송하는 배터리 이송부를 포함하는 전기자동차용 배터리 교체 시스템을 이용한 배터리 교체 방법으로서, 상기 배터리 운송 드론을 상기 드론 도킹부에 결합시키는 드론 도킹 단계; 상기 배터리 운송 드론에 의해 운송된 교체식 배터리 모듈을 상기 배터리 이송부를 이용하여 상기 임시 배터리 장착 슬롯으로 이동시켜서 장착하는 배터리 제1 이동 단계; 상기 배터리 제1 이동 단계가 수행된 후 상기 정규 배터리 장착 슬롯에 장착된 교체식 배터리 모듈을 상기 배터리 이송부를 이용하여 상기 배터리 운송 드론으로 이동시켜서 장착하는 배터리 제2 이동 단계; 및 상기 배터리 제2 이동 단계가 수행된 후 상기 임시 배터리 장착 슬롯에 장착된 교체식 배터리 모듈을 상기 배터리 이송부를 이용하여 상기 정규 배터리 장착 슬롯으로 이동시켜서 장착하는 배터리 제3 이동 단계를 포함하는 전기자동차용 배터리 교체 방법이 제공된다.In order to achieve the object of the present invention, according to another aspect of the present invention, a battery transport drone for transporting a replaceable battery module, and a drone docking unit to which the battery transport drone is detachably coupled and installed in an electric vehicle; , a regular battery mounting slot in which a replaceable battery module is mounted and a temporary battery mounting slot in which a replaceable battery module is not mounted, a battery mounting unit installed in the electric vehicle, and the replaceable battery module installed in the electric vehicle A battery replacement method using a battery replacement system for an electric vehicle including a battery transfer unit for transferring, the method comprising: a drone docking step of coupling the battery transport drone to the drone docking unit; a battery first moving step of moving and mounting the replaceable battery module transported by the battery transport drone to the temporary battery mounting slot using the battery transport unit; a second battery movement step of moving and mounting a replaceable battery module mounted in the regular battery mounting slot to the battery transport drone using the battery transfer unit after the first battery movement step is performed; and a third battery moving step of moving and installing a replaceable battery module mounted in the temporary battery mounting slot to the regular battery mounting slot using the battery transfer unit after the second battery moving step is performed. A method for replacing a battery for use is provided.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 교체식 배터리 모듈을 운송하는 배터리 운송 드론과, 상기 배터리 운송 드론이 분리 가능하게 결합되고 전기자동차에 설치되는 드론 도킹부와, 교체식 배터리 모듈이 장착되는 정규 배터리 장착 슬롯과 교체식 배터리 모듈이 장착되지 않은 임시 배터리 장착 슬롯을 구비하고 상기 전기자동차에 설치되는 배터리 장착부와, 상기 전기자동차에 설치되어서 상기 교체식 배터리 모듈을 이송하는 배터리 이송부를 포함하는 전기자동차용 배터리 교체 시스템을 이용한 배터리 교체 방법으로서, 상기 배터리 운송 드론을 상기 드론 도킹부에 결합시키는 드론 도킹 단계; 상기 정규 배터리 장착 슬롯에 장착된 교체식 배터리 모듈을 상기 배터리 이동부를 이용하여 상기 임시 배터리 장착 슬롯으로 이동시켜서 장착하는 배터리 제1 이동 단계; 상기 배터리 제1 이동 단계가 수행된 후 상기 배터리 운송 드론에 의해 운송된 교체식 배터리 모듈을 상기 배터리 이송부를 이용하여 상기 정규 배터리 장착 슬롯으로 이동시켜서 장착하는 배터리 제2 이동 단계; 및 상기 배터리 제2 이동 단계가 수행된 후 상기 임시 배터리 장착 슬롯에 장착된 교체식 배터리 모듈을 상기 배터리 이송부를 이용하여 상기 배터리 운송 드론으로 이동시켜서 장착하는 배터리 제3 이동 단계를 포함하는 전기자동차용 배터리 교체 방법이 제공된다.In order to achieve the above object of the present invention, according to another aspect of the present invention, a battery transport drone for transporting a replaceable battery module, and a drone docking unit in which the battery transport drone is detachably coupled and installed in an electric vehicle and a regular battery mounting slot in which a replaceable battery module is mounted and a temporary battery mounting slot in which a replaceable battery module is not mounted, a battery mounting unit installed in the electric vehicle, and the replaceable battery module installed in the electric vehicle A battery replacement method using a battery replacement system for an electric vehicle including a battery transfer unit for transferring a battery first moving step of moving and mounting a replaceable battery module mounted in the regular battery mounting slot to the temporary battery mounting slot using the battery moving unit; a second battery movement step of moving and mounting the replaceable battery module transported by the battery transport drone to the regular battery loading slot using the battery transport unit after the first battery movement step is performed; and a third moving step of moving the battery module mounted in the temporary battery mounting slot to the battery transport drone using the battery transfer unit and mounting the replaceable battery module after the second battery moving step is performed. A method of replacing a battery is provided.

본 발명에 의하면 앞서서 기재한 본 발명의 목적을 모두 달성할 수 있다. 구체적으로는, 교체식 배터리 모듈을 운송하는 배터리 운송 드론이 전기자동차에 설치되는 배터리 차량 장착 장치에 도킹하고, 배터리 운송 드론이 배터리 차량 장착 장치에 도킹한 상태에서 교체식 배터리 모듈에 대한 교체가 자동으로 이루어지므로 교체식 배터리를 신속하고 편리하게 교체할 수 있고, 그에 따라 전기자동차의 이용을 더욱 활성화시킬 수 있다.According to the present invention, all of the objects of the present invention described above can be achieved. Specifically, the battery transport drone that transports the replaceable battery module is docked with the battery vehicle mounting device installed in the electric vehicle, and the replacement of the replaceable battery module is automatically performed while the battery transport drone is docked with the battery vehicle mounting device. Therefore, it is possible to quickly and conveniently replace the replaceable battery, thereby further activating the use of electric vehicles.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차용 배터리 교체 시스템의 구성을 계략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 전기자동차용 배터리 교체 시스템에 사용되는 교체식 배터리 모듈의 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 교체식 배터리 모듈의 분해 사시도이다.
도 4는 도 1에 도시된 배터리 차량 장착 장치의 사시도이다.
도 5는 도 4에서 교체식 배터리 모듈이 배터리 장착부에 장착된 상태를 도시한 측면도이다.
도 6은 교체식 배터리 모듈이 배터리 이동부에 의해 배터리 장착부에 장착되는 상태를 도시한 측면도이다.
도 7은 드론이 배터리 차량 장착 장치에 도킹된 상태를 도시한 측면도이다.
도 8은 도 1에 도시된 전기자동차용 배터리 교체 시스템에 의한 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차용 배터리 교체 방법을 개략적으로 설명하는 순서도이다.1 is a diagram schematically illustrating the configuration of a battery replacement system for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of a replaceable battery module used in the battery replacement system for an electric vehicle shown in FIG. 1 .
3 is an exploded perspective view of the replaceable battery module shown in FIG. 2 .
4 is a perspective view of the battery vehicle mounting device shown in FIG. 1 .
5 is a side view illustrating a state in which the replaceable battery module is mounted on the battery mounting unit in FIG. 4 .
6 is a side view illustrating a state in which the replaceable battery module is mounted on the battery mounting unit by the battery moving unit.
7 is a side view illustrating a state in which the drone is docked to the battery vehicle mounting device.
8 is a flowchart schematically illustrating a battery replacement method for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention by the battery replacement system for an electric vehicle shown in FIG. 1 .

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예의 구성 및 작용을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the configuration and operation of the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차용 배터리 교체 시스템의 구성이 개략적으로 도시되어 있다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차용 배터리 교체 시스템(100)은, 전기자동차(C)에 설치되어서 복수개의 교체식 배터리 모듈(100a)들을 전기자동차(C)에 안정적으로 장착시키고 배터리 교체를 자동으로 수행하는 배터리 차량 장착 장치(110)와, 배터리 교체를 위하여 교체식 배터리 모듈(100a)을 전기자동차(C)로 운송하는 배터리 운송 드론(180)을 포함한다. 전기자동차(C)는 배터리 차량 장착 장치(110)에 장착된 복수개의 교체식 배터리 모듈(100a)들로부터 운행에 필요한 동력을 제공받으며, 배터리 운송 드론(180)을 통해 교체식 배터리 모듈(100a)을 공급받고, 배터리 운송 드론(180)으로부터 공급받은 교체식 배터리 모듈(100a)은 배터리 차량 장착 장치(110)에서 배터리 차량 장착 장치(110)에 장착된 복수개의 교체식 배터리 모듈(100a)들 중 교체 대상인 어느 하나의 교체식 배터리 모듈(100a)과 자동으로 교체된다.1 schematically shows the configuration of a battery replacement system for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1 , the battery replacement system 100 for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention is installed in the electric vehicle C to stably provide a plurality of replaceable battery modules 100a to the electric vehicle C. It includes a battery vehicle mounting device 110 that automatically performs battery replacement and a battery transport drone 180 that transports the replaceable battery module 100a to the electric vehicle C for battery replacement. The electric vehicle (C) receives power necessary for operation from a plurality of replaceable battery modules (100a) mounted on the battery vehicle mounting device (110), and the replaceable battery module (100a) through the battery transport drone (180) , and the replaceable battery module 100a supplied from the battery transport drone 180 is one of a plurality of replaceable battery modules 100a mounted on the battery vehicle mounting device 110 in the battery vehicle mounting device 110 . It is automatically replaced with any one of the replaceable battery modules 100a to be replaced.

도 2 및 도 3에는 도 1에 도시된 전기자동차용 배터리 교체 시스템(100)에 사용되는 교체식 배터리 모듈(100a)이 도시되어 있다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 교체식 배터리 모듈(100a)은 배터리 본체(101)와, 배터리 본체(101)와 분리 가능하게 결합되는 배터리 결합 유닛(105)를 구비한다. 본 실시예에서 배터리 몸체(101)와 배터리 결합 유닛(105)은 배터리 결합 유닛(105)의 위에 배터리 몸체(101)가 적층된 형태로 결합되며, 교체식 배터리 모듈(100a)은 전체적으로 직육면체 형상인 것으로 설명한다. 교체식 배터리 모듈(100a)은 전기자동차(C)에 설치된 배터리 차량 장착 장치(110) 및 배터리 운송 드론(180)에 분리 가능하게 결합된다.2 and 3 show a replaceable battery module 100a used in the battery replacement system 100 for an electric vehicle shown in FIG. 1 . 2 and 3 , the replaceable battery module 100a includes a battery body 101 and a battery coupling unit 105 that is detachably coupled to the battery body 101 . In this embodiment, the battery body 101 and the battery combining unit 105 are combined in the form of a battery body 101 stacked on the battery combining unit 105, and the replaceable battery module 100a has a cuboid shape as a whole. described as The replaceable battery module 100a is detachably coupled to the battery vehicle mounting device 110 and the battery transport drone 180 installed in the electric vehicle C.

배터리 본체(101)은 방전 후 재충전이 가능한 이차전지로서, 전기에너지를 전기자동차(C)의 운행에 필요한 동력으로 제공한다. 도시되지는 않았으나, 배터리 본체(101)는 통상적인 전기자동차용 배터리와 같이 복수개의 배터리 셀들로 이루어진다. 본 실시예에서는 배터리 본체(101)가 대체로 높이가 상대적으로 낮은 직육면체의 형상인 것으로 설명한다. 배터리 본체(101)의 하면(102)이 배터리 결합 유닛(105)과 접촉하여 배터리 결합 유닛(105)과 배터리 본체(101)가 결합된다. 배터리 본체(101)의 하면(102)에는 배터리 결합 유닛(105)과의 안정적인 결합을 위한 복수개의 삽입 돌기(103)들이 형성된다.The battery body 101 is a rechargeable battery that can be recharged after discharging, and provides electric energy as power required for the operation of the electric vehicle (C). Although not shown, the battery body 101 is made of a plurality of battery cells like a typical battery for an electric vehicle. In this embodiment, the battery body 101 will be described as having a shape of a rectangular parallelepiped having a relatively low height. The lower surface 102 of the battery body 101 is in contact with the battery coupling unit 105 so that the battery coupling unit 105 and the battery body 101 are coupled. A plurality of insertion protrusions 103 are formed on the lower surface 102 of the battery body 101 for stable coupling with the battery coupling unit 105 .

배터리 결합 유닛(105)은 배터리 본체(101)와 같이 대체로 높이가 상대적으로 낮은 직육면체 형상으로서, 배터리 결합 유닛(105)의 상면(106)에 배터리 본체(101)가 적층되는 형태로 배터리 결합 유닛(105)과 배터리 본체(101)가 분리 가능하게 결합된다. 배터리 본체(101)와 접촉하는 배터리 결합 유닛(105)의 상면(106)에는 배터리 본체(101)에 형성된 복수개의 삽입 돌기(103)들 각각이 일대일로 대응하여 수용되어서 안착될 수 있는 복수개의 안착 홈(107)들이 형성된다. 삽입 돌기(103)가 안착 홈(107)에 안착되어서 배터리 결합 유닛(105)과 배터리 본체(101) 사이의 횡방향(수평방향) 상대 이동이 제한된다. 배터리 결합 유닛(105)에는 수평방향을 따라서 연장되는 두 가이드 홈(108)들이 형성된다. 가이드 홈(108)은 배터리 결합 유닛(105)의 양측면에 하나씩 형성된다. 본 실시예에서는 가이드 홈(108)이 배터리 결합 유닛(105)에 형성되는 것으로 설명하지만, 이와는 달리 가이드 홈(108)은 배터리 본체(101)에 형성되거나 배터리 결합 유닛(105)과 배터리 본체(101)가 이어지는 부분에 함께 형성될 수도 있으며, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다. 배터리 결합 유닛(105)의 전면에는 삽입 홈(109)이 형성된다.The battery combining unit 105 is generally a rectangular parallelepiped shape with a relatively low height, such as the battery body 101, in a form in which the battery body 101 is stacked on the upper surface 106 of the battery combining unit 105. 105) and the battery body 101 are detachably coupled. On the upper surface 106 of the battery coupling unit 105 in contact with the battery body 101, each of the plurality of insertion protrusions 103 formed on the battery body 101 is accommodated in a one-to-one correspondence with a plurality of seating that can be seated. Grooves 107 are formed. The insertion protrusion 103 is seated in the seating groove 107 to limit relative movement in the lateral direction (horizontal direction) between the battery coupling unit 105 and the battery body 101 . Two guide grooves 108 extending in the horizontal direction are formed in the battery coupling unit 105 . The guide grooves 108 are formed one at a time on both sides of the battery coupling unit 105 . In the present embodiment, it is described that the guide groove 108 is formed in the battery combining unit 105 , but unlike this, the guide groove 108 is formed in the battery body 101 or the battery combining unit 105 and the battery body 101 . ) may be formed together in the subsequent part, and this is also within the scope of the present invention. An insertion groove 109 is formed on the front surface of the battery coupling unit 105 .

배터리 차량 장착 장치(110)는 전기자동차(C)에 설치되어서 복수개의 교체식 배터리 모듈(100a)들을 전기자동차(C)에 안정적으로 장착시키고 배터리 교체를 자동으로 수행한다. 도 4에는 배터리 차량 장착 장치(110)가 사시도로서 도시되어 있다. 도 4를 참조하면, 배터리 차량 장착 장치(110)는 복수개의 교체식 배터리 모듈(100a)들이 장착되는 배터리 장착부(120)와, 교체식 배터리 모듈(100a)을 이송하는 배터리 이송부(150)와, 드론(180)이 도킹하는 드론 도킹부(170)를 구비한다.The battery vehicle mounting device 110 is installed in the electric vehicle C to stably mount a plurality of replaceable battery modules 100a to the electric vehicle C and automatically perform battery replacement. 4 shows the battery vehicle mounting device 110 as a perspective view. 4, the battery vehicle mounting device 110 includes a battery mounting unit 120 on which a plurality of replaceable battery modules 100a are mounted, and a battery transport unit 150 for transferring the replaceable battery module 100a, and, A drone docking unit 170 to which the drone 180 is docked is provided.

배터리 장착부(120)는 복수개의 배터리 장착 슬롯(125, 126)들을 구비한다. 복수개의 배터리 장착 슬롯(125, 126)들 각각에 교체식 배터리 모듈(100a)들이 분리 가능하게 장착된다. 복수개 배터리 장착 슬롯(125, 126)들 중 하나(126)는 배터리 교체를 위해 임시로 사용되는 임시 배터리 장착 슬롯이며, 임시 배터리 장착 슬롯(126)을 제외한 나머지(125)들은 전기자동차(C)에 동력을 공급하기 위해 교체식 배터리 모듈(100a)이 장착되는 정규 배터리 장착 슬롯들이다. 정규 배터리 장착 슬롯(125)에는 교체식 배터리 모듈(100a)와 전기적으로 연결되는 전기 접속부가 구비되고, 임시 배터리 장착 슬롯(126)에는 전기 접속부가 구비될 필요가 없다는 점을 제외하면, 정규 배터리 장착 슬롯(125)과 임시 배터리 장착 슬롯(126)의 구성은 동일하다. 복수개의 배터리 장착 슬롯(125, 126)들은 횡방향을 따라서 차례대로 배치되며, 각각의 슬롯 출입구(125a, 126a)들이 동일한 방향을 향한다.The battery mounting unit 120 includes a plurality of battery mounting slots 125 and 126 . The replaceable battery modules 100a are detachably mounted in each of the plurality of battery mounting slots 125 and 126 . One 126 of the plurality of battery mounting slots 125 and 126 is a temporary battery mounting slot temporarily used for battery replacement, and the remaining 125 except for the temporary battery mounting slot 126 are installed in the electric vehicle C. These are regular battery mounting slots in which the replaceable battery module 100a is mounted to supply power. Regular battery mounting slot 125 is provided with an electrical connection for electrically connecting to the replaceable battery module 100a, except that the temporary battery mounting slot 126 does not need to be provided with an electrical connection, a regular battery mounting The configuration of the slot 125 and the temporary battery mounting slot 126 is the same. The plurality of battery mounting slots 125 and 126 are sequentially disposed along the lateral direction, and the respective slot entrances 125a and 126a face the same direction.

도 4, 도 5 및 도 6을 참조하면, 배터리 장착 슬롯(125, 126)은 바닥(127)과, 바닥판(127)으로부터 위로 연장되어서 형성되는 벽부(128)를 구비한다.4, 5 and 6 , the battery mounting slots 125 and 126 include a bottom 127 and a wall portion 128 extending upwardly from the bottom plate 127 .

바닥(127)은 평평한 판상으로서, 바닥(127)에는 배터리 고정 수단(132)이 구비된다. 배터리 고정 수단(132)은 교체식 배터리 모듈(100a)이 배터리 장착 슬롯(125, 126)에 장착된 상태에서 슬롯 출입구(125a, 126a)를 통해 의도치 않게 배터리 장착 슬롯(125, 126)으로부터 이탈하는 것을 방지한다. 배터리 고정 수단(132)은 바닥(127)으로부터 돌출되는 걸림 부재(130)와, 걸림 부재(130)에 탄성력을 제공하는 탄성 부재(131)를 구비한다.The bottom 127 is a flat plate shape, and the battery fixing means 132 is provided on the bottom 127 . The battery fixing means 132 is inadvertently separated from the battery mounting slots 125 and 126 through the slot entrances 125a and 126a while the replaceable battery module 100a is mounted in the battery mounting slots 125 and 126. prevent doing The battery fixing means 132 includes a locking member 130 protruding from the floor 127 and an elastic member 131 providing an elastic force to the locking member 130 .

걸림 부재(130)는 바닥(127)으로부터 돌출되어서 교체식 배터리 모듈(100a)의 전면과 접촉하여 배터리 장착 슬롯(125, 126)에 장착된 상태의 교체식 배터리 모듈(100a)이 슬롯 출입구(125a, 126b)를 통해 이탈하는 것을 방지한다. 걸림 부재(130)는 바닥(127)으로부터 출몰이 가능하도록 높이방향을 따라서 이동이 가능하며, 바닥(127)으로부터 돌출된 상태를 유지하도록 탄성 부재(131)로부터 탄성력을 제공받는다. 걸림 부재(130)는 쇄기 형상으로서 경사면(133)이 슬롯 출입구(125a, 126a) 쪽 위를 향하도록 배치된다. 걸림 부재(130) 전체가 바닥(127) 안으로 들어간 상태에서는 교체식 배터리 모듈(100a)의 슬롯 출입구(125a, 126a)를 통한 출입이 가능하게 된다.The locking member 130 protrudes from the floor 127 and comes into contact with the front of the replaceable battery module 100a so that the replaceable battery module 100a mounted in the battery mounting slots 125 and 126 is inserted into the slot entrance 125a. , 126b) to prevent escape. The locking member 130 is movable along the height direction so as to be retractable from the floor 127 , and receives an elastic force from the elastic member 131 to maintain a state protruding from the floor 127 . The locking member 130 has a wedge shape and is disposed so that the inclined surface 133 faces upward toward the slot entrances 125a and 126a. In a state where the entire locking member 130 enters into the floor 127, entry and exit through the slot entrances 125a and 126a of the replaceable battery module 100a are possible.

탄성 부재(131)는 걸림 부재(130)가 바닥(127)으로부터 돌출된 상태를 유지하도록 걸림 부재(130)에 탄성력을 제공한다. 본 실시예에서는 탄성 부재(131)가 압축코일스프링인 것으로 설명하는데, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다.The elastic member 131 provides an elastic force to the locking member 130 to maintain a state in which the locking member 130 protrudes from the floor 127 . In this embodiment, the elastic member 131 is described as a compression coil spring, but the present invention is not limited thereto.

벽부(128)는 바닥판(127)으로부터 위로 연장되어서 형성되며, 일부는 개방되어서 슬롯 출입구(125a, 126a)를 형성한다. 벽부(128)에는 슬롯 출입구(125a, 126a)로부터 안쪽으로 연장되어서 형성되는 두 가이드 레일(132)들을 구비한다. 두 가이드 레일(132)들은 벽부(128)에서 돌출된 형태로 형성되며, 가이드 레일(132)에 교체식 배터리 모듈(100a)에 형성된 가이드 홈(108)이 삽입된 상태에서 교체식 배터리 모듈(100a)이 안정적으로 슬라이드 이동한다. 본 실시예에서는 가이드 레일(132)이 배터리 장착 슬롯(125, 126)에 형성되고 가이드 홈(108)이 교체식 배터리 모듈(100a)에 형성되는 것으로 설명하지만, 이와는 달리 가이드 레일(132)이 교체식 배터리 모듈(100a)에 형성되고 가이드 홈(108)이 배터리 장착 슬롯(125, 126)에 형성될 수도 있으며 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다.A wall portion 128 is formed extending upwardly from the bottom plate 127 , and a portion is opened to form slot entrances 125a and 126a. The wall portion 128 is provided with two guide rails 132 extending inwardly from the slot entrances 125a and 126a. The two guide rails 132 are formed to protrude from the wall 128, and the guide groove 108 formed in the replaceable battery module 100a is inserted into the guide rail 132 in the state in which the replaceable battery module 100a is inserted. ) to slide stably. In this embodiment, it is described that the guide rail 132 is formed in the battery mounting slots 125 and 126 and the guide groove 108 is formed in the replaceable battery module 100a. It is formed in the battery module 100a and the guide groove 108 may be formed in the battery mounting slots 125 and 126, which also falls within the scope of the present invention.

본 실시예에서는 복수개의 정규 배터리 장착 슬롯(125)들이 연속으로 이어져서 배치되는 것으로 설명하지만, 이와는 달리 복수개의 정규 배터리 장착 슬롯(125)들 사이에 임시 배터리 장착 슬롯(126)이 중간에 위치할 수도 있으며, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다. 본 실시예에서는 복수개의 배터리 장착 슬롯(125)들이 단층을 이루도록 배치되는 것으로 설명하지만, 이와는 달리 복수의 층을 이루도록 배치될 수도 있으며, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다.In this embodiment, a plurality of regular battery mounting slots 125 are described as being arranged in succession, but in contrast to this, a temporary battery mounting slot 126 is located in the middle between the plurality of regular battery mounting slots 125. may be, and this is also within the scope of the present invention. In this embodiment, it is described that the plurality of battery mounting slots 125 are arranged to form a single layer, but otherwise, they may be arranged to form a plurality of layers, which also falls within the scope of the present invention.

배터리 이송부(150)는 교체식 배터리 모듈(100a)의 교체를 위하여 배터리 차량 장착 장치(110)에서 교체식 배터리 모듈(100a)을 이송한다. 배터리 이송부(150)는 교체식 배터리 모듈(100a)을 받치는 배터리 받침대(160)와, 배터리 받침대(160)에 이동가능하게 설치되는 배터리 이동자(165)와, 배터리 받침대(160)의 수평방향 이동을 가이드하는 제1 받침대 가이드(152)와, 배터리 받침대(160)의 높이방향 이동을 가이드하는 제2 받침대 가이드(158)와, 배터리 받침대(160)를 이동시키는 받침대 구동기(미도시)를 구비한다.The battery transfer unit 150 transfers the replaceable battery module 100a from the battery vehicle mounting device 110 to replace the replaceable battery module 100a. The battery transfer unit 150 includes a battery holder 160 supporting the replaceable battery module 100a, a battery mover 165 movably installed on the battery holder 160, and horizontal movement of the battery holder 160. A first pedestal guide 152 for guiding, a second pedestal guide 158 for guiding the movement in the height direction of the battery pedestal 160, and a pedestal driver (not shown) for moving the battery pedestal 160 are provided.

배터리 받침대(160)는 수평으로 배치되는 대체로 평평한 판상으로서, 받침대 구동기(미도시)에 의해 제1 받침대 가이드(152)와 제2 받침대 가이드(158)를 따라 안내되어서 수평방향 및 높이방향을 따라서 이동한다. 본 실시예에서 배터리 받침대(160)가 이동하는 수평방향은 복수개의 배터리 장착 슬롯(125, 126)들이 차례대로 배치되는 수평방향이며, 배터리 받침대(160)가 이동하는 높이방향은 임시 배터리 장착 슬롯(126)에서의 높이방향이다. 배터리 받침대(160)의 수평방향 이동에 의해 배터리 받침대(160)는 복수개의 배터리 장착 슬롯(125, 126) 중 어느 하나에 대응하여 위치할 수 있으며, 배터리 받침대(160)의 높이방향 이동에 의해 배터리 받침대(160)는 임시 배터리 장착 슬롯(126)과 드론 도킹부(170) 중 어느 하나에 대응하여 위치할 수 있다. 배터리 받침대(160)가 수평방향을 따라 이동할 때, 배터리 받침대(160)의 상면(161)은 복수개의 배터리 장착 슬롯(1425, 126)들 각각의 바닥(127)의 상면과 동일 평면을 형성한다.The battery pedestal 160 is a substantially flat plate-shaped disposed horizontally, and is guided along the first pedestal guide 152 and the second pedestal guide 158 by a pedestal driver (not shown) to move along the horizontal and height directions. do. In this embodiment, the horizontal direction in which the battery pedestal 160 moves is a horizontal direction in which a plurality of battery mounting slots 125 and 126 are sequentially arranged, and the height direction in which the battery pedestal 160 moves is a temporary battery mounting slot ( 126) in the height direction. By the horizontal movement of the battery pedestal 160, the battery pedestal 160 may be positioned to correspond to any one of the plurality of battery mounting slots 125 and 126, and by moving the battery pedestal 160 in the height direction, the battery The pedestal 160 may be positioned to correspond to any one of the temporary battery mounting slot 126 and the drone docking unit 170 . When the battery pedestal 160 moves in the horizontal direction, the top surface 161 of the battery pedestal 160 forms the same plane as the top surface of the bottom 127 of each of the plurality of battery mounting slots 1425 and 126 .

배터리 이동자(165)는 배터리 받침대(160)에 배터리 장착 슬롯(125, 126)의 깊이방향을 따라서 직선 왕복운동이 가능하게 설치된다. 이를 위하여, 배터리 받침대(160)에는 배터리 이동자(165)의 직선 왕복운동을 가이드하는 가이드 홈(126)이 형성된다. 도시되지는 않았으나, 배터리 받침대(160)에는 배터리 이동자(165)를 직선 왕복운동시키는 이동자 구동기가 설치된다. 배터리 이동자(165)의 이동에 의해 배터리 받침대(160) 위에 놓인 교체식 배터리 모듈(도 6의 100a)이 밀려서 배터리 장착 슬롯(125, 126)으로 삽입되어서 장착될 수 있고, 배터리 장착 슬롯(125, 126)에 장착된 장착된 교체식 배터리 모듈(100a)이 당겨져서 배터리 받침대(160)로 이동할 수 있다.The battery mover 165 is installed in the battery pedestal 160 in a linear reciprocating motion along the depth direction of the battery mounting slots 125 and 126 . To this end, a guide groove 126 for guiding the linear reciprocation of the battery mover 165 is formed in the battery pedestal 160 . Although not shown, a mover driver for linearly reciprocating the battery mover 165 is installed on the battery pedestal 160 . By the movement of the battery mover 165, the replaceable battery module (100a in FIG. 6) placed on the battery pedestal 160 is pushed and inserted into the battery mounting slots 125 and 126 to be mounted, and the battery mounting slot 125, The replaceable battery module 100a mounted on the 126 may be pulled and moved to the battery pedestal 160 .

도 6을 참조하면, 배터리 받침대(160) 위에 놓인 교체식 배터리 모듈(100a)은 배터리 이동자(165)에 의해 밀려서 배터리 장착 슬롯(125)으로 진입하며, 이 과정에서 교체식 배터리 모듈(100a)에 의해 걸림 부재(130)가 경사면(133)과의 상호작용을 통해 아래로 내려가게 된다.Referring to FIG. 6 , the replaceable battery module 100a placed on the battery pedestal 160 is pushed by the battery mover 165 and enters the battery mounting slot 125 , and in this process, the replaceable battery module 100a By this, the engaging member 130 goes down through interaction with the inclined surface 133 .

도 5를 참조하면, 교체식 배터리 모듈(100a)이 배터리 장착 슬롯(125)에 장착된 상태에서 배터리 이동자(165)가 교체식 배터리 모듈(100a) 쪽으로 이동하여 걸림 부재(130)를 아래로 밀고 교체식 배터리 모듈(100a)의 삽입 홈(109)에 삽입되어서 결속되고 배터리 이동자(165)가 반대쪽으로 이동하여 교체식 배터리 모듈(100a)이 배터리 받침대(160) 위에 놓이게 된다. 배터리 이동자(165)와 교체식 배터리 모듈(100a)은 외부 신호에 의해 결속되거나 결속이 해제될 수 있다.Referring to FIG. 5 , in a state in which the replaceable battery module 100a is mounted in the battery mounting slot 125 , the battery mover 165 moves toward the replaceable battery module 100a and pushes the engaging member 130 down. It is inserted into the insertion groove 109 of the replaceable battery module 100a and is bound, and the battery mover 165 moves to the opposite side, so that the replaceable battery module 100a is placed on the battery pedestal 160 . The battery mover 165 and the replaceable battery module 100a may be bound or unbound by an external signal.

제1 받침대 가이드(152)는 배터리 받침대(160)의 수평방향 이동을 안내하여, 배터리 받침대(160)가 복수개의 배터리 장착 슬롯(125, 126)들 중 어느 하나의 출입구(125a, 126a)에 위치하게 된다.The first pedestal guide 152 guides the horizontal movement of the battery pedestal 160 so that the battery pedestal 160 is located in any one of the entrances 125a and 126a among the plurality of battery mounting slots 125 and 126 . will do

제2 받침대 가이드(158)는 배터리 받침대(160)의 높이방향 이동을 안내하여, 배터리 받침대(160)가 임시 배터리 장착 슬롯(126)과 드론 도킹부(170) 중 어느 하나에 위치하게 된다.The second pedestal guide 158 guides the movement in the height direction of the battery pedestal 160 so that the battery pedestal 160 is positioned in any one of the temporary battery mounting slot 126 and the drone docking unit 170 .

드론 도킹부(170)는 배터리 장착부(120)의 위에 위치하며, 드론 도킹부(170)를 이용하여 배터리 운송 드론(180)이 배터리 차량 장착 장치(110)에 도킹하여 분리 가능하게 결합된다. 드론 도킹부(170)는 배터리 장착부(120)로부터 위로 돌출되어서 형성되는 복수개의 도킹 기둥(171)들을 구비한다. 본 실시예에서는 드론 도킹부(170)가 복수개의 배터리 장착 슬롯(125, 126)들 중 임시 배터리 장착 슬롯(126)의 위에 배치되는 것으로 설명하지만, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다.The drone docking unit 170 is located above the battery mounting unit 120 , and the battery transport drone 180 is docked to the battery vehicle mounting device 110 using the drone docking unit 170 to be detachably coupled. The drone docking unit 170 includes a plurality of docking pillars 171 that are formed to protrude upward from the battery mounting unit 120 . In this embodiment, the drone docking unit 170 is described as being disposed above the temporary battery mounting slot 126 among the plurality of battery mounting slots 125 and 126, but the present invention is not limited thereto.

배터리 운송 드론(180)은 배터리 교체를 위하여 전기자동차(C)로 교체식 배터리 모듈(100a)을 전기자동차(C)로 운송한다. 배터리 운송 드론(180)은 교체식 배터리 모듈(100a)이 보관되는 배터리 보관부(190)를 구비한다. 배터리 보관부(190)는 배터리 차량 장착 장치(110)의 배터리 장착 슬롯(125, 126)의 구성과 대체로 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 배터리 운송 드론(180)은 배터리 차량 장착 장치(110)의 드론 도킹부(170)와 도킹하기 위한 차량 도킹부를 더 구비한다. 차량 도킹부는 드론 도킹부(170)의 복수개의 도킹 기둥(171)들이 삽입될 수 있는 복수개의 도킹 홀들을 구비한다. 배터리 운송 드론(180)에 구비되는 복수개의 도킹 홀들에 복수개의 도킹 기둥(171)들이 삽입되어서 도 7에 도시된 바와 같이 배터리 운송 드론(180)이 배터리 차량 장착 장치(110)에 분리 가능하게 결합된다. 배터리 운송 드론(180)의 하강 및 상승을 통해 배터리 운송 드론(180)이 용이하게 배터리 차량 장착 장치(110)와 결합되고 분리될 수 있다. 배터리 운송 드론(180)은 배터리 차량 장착 장치(110)에 도킹했을 때, 배터리 보관부(190)의 출입구가 배터리 장착 슬롯(125, 126)의 배터리 출입구(125a, 126a)와 동일한 방향을 향한다. 배터리 보관부(190)에 보관된 교체식 배터리(110a)는 배터리 이송부(150)에 의해 임시 배터리 장착 슬롯(126)으로 이송되어서 배터리 보관부(190)가 비어있게 되고, 복수개의 정규 배터리 장착 슬롯(125)들에 장착된 교체식 배터리(110a)들 중 교체 대상인 하나의 교체식 배터리(110a)가 배터리 이송부(150)에 의해 이송되어서 배터리 운송 드론(180)의 비어있던 배터리 보관부(190)에 장착된다.The battery transport drone 180 transports the replaceable battery module 100a to the electric vehicle C for battery replacement. The battery transport drone 180 includes a battery storage unit 190 in which the replaceable battery module 100a is stored. Since the battery storage unit 190 is substantially the same as the configuration of the battery mounting slots 125 and 126 of the battery vehicle mounting device 110 , a detailed description thereof will be omitted. The battery transport drone 180 further includes a vehicle docking unit for docking with the drone docking unit 170 of the battery vehicle mounting device 110 . The vehicle docking unit has a plurality of docking holes into which a plurality of docking pillars 171 of the drone docking unit 170 can be inserted. A plurality of docking posts 171 are inserted into the plurality of docking holes provided in the battery transport drone 180 so that the battery transport drone 180 is detachably coupled to the battery vehicle mounting device 110 as shown in FIG. 7 . do. The battery transport drone 180 can be easily combined with and separated from the battery vehicle mounting device 110 through the lowering and rising of the battery transport drone 180 . When the battery transport drone 180 is docked with the battery vehicle mounting device 110 , the entrance of the battery storage unit 190 faces the same direction as the battery entrances 125a and 126a of the battery mounting slots 125 and 126 . The replaceable battery 110a stored in the battery storage unit 190 is transferred to the temporary battery mounting slot 126 by the battery conveying unit 150 so that the battery storage unit 190 is empty, and a plurality of regular battery mounting slots Among the replaceable batteries 110a mounted on the 125, one replaceable battery 110a to be replaced is transferred by the battery transfer unit 150 and the battery storage unit 190 which is empty of the battery transport drone 180 is mounted on

도 8은 도 1에 도시된 전기자동차용 배터리 교체 시스템에 의한 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차용 배터리 교체 방법을 개략적으로 설명하는 순서도이다. 도 8과 함께 도 1 내지 도 7을 함께 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차용 배터리 교체 방법은, 교체식 배터리 모듈(100a)을 운송하는 배터리 운송 드론(180)이 전기자동차(C)에 설치된 배터리 차량 장착 장치(110)와 도킹하는 드론 도킹 단계(S10)와, 드론 도킹 단계(S10)가 수행된 후 배터리 운송 드론(180)의 배터리 보관부(190)에 장착된 교체식 배터리 모듈(110a)을 배터리 이송부(150)를 이용하여 도 7에 도시된 바와 같이 임시 배터리 장착 슬롯(126)으로 이동시켜서 장착하는 배터리 제1 이동 단계(S20)와, 배터리 제1 이동 단계(S20)가 수행된 후 배터리 장착부(120)에 장착된 복수개의 교체식 배터리(110a)들 중 교체 대상의 것을 배터리 이송부(150)를 이용하여 배터리 운송 드론(180)의 배터리 보관부(190)로 이동시켜서 장착하는 배터리 제2 이동 단계(S30)와, 배터리 제2 이동 단계가 수행된 후 임시 배터리 장착 슬롯(126)에 임시 장착된 교체식 배터리 모듈(100a)을 배터리 이송부(150)를 이용하여 복수개의 정규 배터리 장착 슬롯(125)들 중 빈 정규 배터리 장착 슬롯(125)으로 이동시켜서 장착하는 배터리 제3 이동 단계(S40)를 포함한다.8 is a flowchart schematically illustrating a battery replacement method for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention by the battery replacement system for an electric vehicle shown in FIG. 1 . 1 to 7 together with FIG. 8 , in the battery replacement method for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention, the battery transport drone 180 that transports the replaceable battery module 100a is the electric vehicle ( After the drone docking step (S10) of docking with the battery vehicle mounting device 110 installed in C) and the drone docking step (S10) are performed, the battery transport drone 180 is equipped with a replaceable battery storage unit 190 As shown in FIG. 7 , the battery module 110a is moved to the temporary battery mounting slot 126 using the battery transfer unit 150 to mount the first battery moving step (S20) and the battery first moving step (S20). ) is performed, a replacement target among a plurality of replaceable batteries 110a mounted on the battery mounting unit 120 is moved to the battery storage unit 190 of the battery transport drone 180 using the battery transport unit 150 . After the battery second moving step (S30) and the second battery moving step are performed, the replaceable battery module 100a temporarily mounted in the temporary battery mounting slot 126 is transferred using the battery transfer unit 150. and a third moving step (S40) of moving the battery to an empty regular battery mounting slot 125 among the regular battery mounting slots 125 and mounting the battery.

상기 배터리 제1 이동 단계(S20)는 배터리 운송 드론(180)의 배터리 보관부(190)에 장착된 교체식 배터리 모듈(110a)을 배터리 이송부(150)를 이용하여 임시 배터리 장착 슬롯(126)으로 이동시켜서 장착하는 과정인 것으로 설명하였으나, 이와는 달리 배터리 장착부(120)에 장착된 복수개의 교체식 배터리(110a)들 중 교체 대상의 것을 배터리 이송부(150)를 이용하여 임시 배터리 장착 슬롯(126)으로 이동시켜서 장착하는 과정일 수 있으며, 이 경우 배터리 제2 이동 단계는 배터리 운송 드론(180)의 배터리 보관부(190)에 장착된 교체식 배터리 모듈(110a)을 배터리 이송부(150)를 이용하여 복수개의 정규 배터리 장착 슬롯(125)들 중 빈 정규 배터리 장착 슬롯(125)으로 이동시켜서 장착하는 과정이고, 배터리 제3 이동 단계는 임시 배터리 장착 슬롯(126)에 임시 장착된 교체식 배터리 모듈(100a)을 배터리 이송부(150)를 이용하여 배터리 운송 드론(180)의 배터리 보관부(190)로 이동시켜서 장착하는 과정이 된다.The battery first moving step (S20) is to transfer the replaceable battery module 110a mounted in the battery storage unit 190 of the battery transport drone 180 to the temporary battery mounting slot 126 using the battery transfer unit 150. Although it has been described as a process of moving and mounting, unlike this, a replacement target among a plurality of replaceable batteries 110a mounted on the battery mounting unit 120 is transferred to the temporary battery mounting slot 126 using the battery transport unit 150. It may be a process of moving and mounting, and in this case, the second moving step of the battery is a plurality of the replaceable battery modules 110a mounted in the battery storage unit 190 of the battery transport drone 180 using the battery transport unit 150 . It is a process of moving to and mounting the empty regular battery mounting slot 125 among the regular battery mounting slots 125, and the third moving step of the battery is a replaceable battery module 100a temporarily mounted in the temporary battery mounting slot 126. It is a process of moving and mounting the battery to the battery storage unit 190 of the battery transportation drone 180 using the battery transfer unit 150 .

이상 실시예를 통해 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 실시예는 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정되거나 변경될 수 있으며, 본 기술분야의 통상의 기술자는 이러한 수정과 변경도 본 발명에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.Although the present invention has been described through the above examples, the present invention is not limited thereto. The above embodiments may be modified or changed without departing from the spirit and scope of the present invention, and those skilled in the art will recognize that such modifications and changes also belong to the present invention.

100 : 전기자동차용 배터리 교체 시스템
100a : 교체식 배터리 모듈 101 : 배터리 본체
103 : 삽입 돌기 105 : 배터리 결합 유닛
107 : 안착 홈 108 : 가이드 홈
110 : 배터리 차량 장착 장치 120 : 배터리 장착부
125 : 정규 배터리 장착 슬롯 126 : 임시 배터리 장착 슬롯
130 : 걸림 부재 131 : 탄성 부재
132 : 배터리 고정 수단 133 : 경사면
150 : 배터리 이송부 152 : 제1 받침대 가이드
158 : 제2 받침대 가이드 160 : 배터리 받침대
165 : 배터리 이동자 170 : 배터리 도킹부
171 : 도킹 기둥 180 : 배터리 운송 드론
190 : 배터리 보관부100: battery replacement system for electric vehicle
100a: replaceable battery module 101: battery body
103: insertion projection 105: battery combining unit
107: seating groove 108: guide groove
110: battery vehicle mounting device 120: battery mounting unit
125: regular battery mounting slot 126: temporary battery mounting slot
130: engaging member 131: elastic member
132: battery fixing means 133: inclined surface
150: battery transfer unit 152: first support guide
158: second base guide 160: battery base
165: battery mover 170: battery docking unit
171: docking pole 180: battery transport drone
190: battery storage unit

Claims (12)

삭제delete 삭제delete 교체식 배터리 모듈을 운송하는 배터리 운송 드론; 및
상기 배터리 운송 드론이 분리 가능하게 결합되는 드론 도킹부와, 교체식 배터리 모듈이 장착되는 배터리 장착부와, 상기 배터리 운송 드론이 상기 드론 도킹부에 도킹된 상태에서 상기 배터리 운송 드론에 의해 운송된 상기 교체식 배터리 모듈과 상기 배터리 장착부에 장착된 교체식 배터리 모듈을 이송하여 교체하는 배터리 이송부를 구비하고, 전기자동차에 설치되는 배터리 차량 장착 장치를 포함하며,
상기 배터리 장착부는 상기 교체식 배터리 모듈이 장착되는 배터리 장착 슬롯을 구비하며,
상기 배터리 장착 슬롯은 복수개이며,
상기 복수개의 배터리 장착 슬롯들 중 하나는 배터리 교체를 위하여 상기 교체식 배터리 모듈이 임시로 장착되는 임시 배터리 장착 슬롯이고, 나머지는 전기자동차와 전기적으로 연결되는 정규 배터리 장착 슬롯인,
전기자동차용 배터리 교체 시스템.battery transport drones that transport replaceable battery modules; and
A drone docking unit to which the battery transport drone is detachably coupled, a battery mounting unit to which a replaceable battery module is mounted, and the battery transport drone transported by the battery transport drone in a state in which the battery transport drone is docked in the drone docking unit The replacement A battery transfer unit for transferring and replacing a type battery module and a replaceable battery module mounted on the battery mounting unit, and a battery vehicle mounting device installed in an electric vehicle,
The battery mounting unit has a battery mounting slot in which the replaceable battery module is mounted,
The battery mounting slot is plural,
One of the plurality of battery mounting slots is a temporary battery mounting slot in which the replaceable battery module is temporarily mounted for battery replacement, and the other is a regular battery mounting slot electrically connected to the electric vehicle,
Battery replacement system for electric vehicles. 청구항 3에 있어서,
상기 배터리 이송부는, 상기 배터리 운송 드론에 의해 운송된 교체식 배터리 모듈을 상기 임시 배터리 장착 슬롯에 장착한 후, 상기 정규 배터리 장착 슬롯에 장착된 교체식 배터리 모듈을 상기 배터리 운송 드론에 장착하며, 상기 임시 배터리 장착 슬롯에 장착된 교체식 배터리 모듈을 상기 정규 배터리 장착 슬롯에 장착하는,
전기자동차용 배터리 교체 시스템.4. The method according to claim 3,
The battery transport unit, after mounting the replaceable battery module transported by the battery transport drone in the temporary battery loading slot, mounts the replaceable battery module mounted in the regular battery loading slot to the battery transport drone, Installing a replaceable battery module mounted in the temporary battery loading slot into the regular battery loading slot,
Battery replacement system for electric vehicles. 청구항 3에 있어서,
상기 복수개의 배터리 장착 슬롯들은 수평방향을 따라서 차례대로 배치되고 상기 복수개의 배터리 장착 슬롯들 각각의 출입구가 동일한 방향을 향하도록 배치되는,
전기자동차용 배터리 교체 시스템.4. The method according to claim 3,
The plurality of battery mounting slots are sequentially arranged along a horizontal direction and the entrances and exits of each of the plurality of battery mounting slots are arranged to face the same direction,
Battery replacement system for electric vehicles. 삭제delete 교체식 배터리 모듈을 운송하는 배터리 운송 드론; 및
상기 배터리 운송 드론이 분리 가능하게 결합되는 드론 도킹부와, 교체식 배터리 모듈이 장착되는 배터리 장착부와, 상기 배터리 운송 드론이 상기 드론 도킹부에 도킹된 상태에서 상기 배터리 운송 드론에 의해 운송된 상기 교체식 배터리 모듈과 상기 배터리 장착부에 장착된 교체식 배터리 모듈을 이송하여 교체하는 배터리 이송부를 구비하고, 전기자동차에 설치되는 배터리 차량 장착 장치를 포함하며,
상기 배터리 장착부는 상기 교체식 배터리 모듈이 장착되는 배터리 장착 슬롯과, 상기 배터리 장착 슬롯에 장착된 상기 교체식 배터리 모듈이 상기 배터리 장착 슬롯의 출입구를 통해 이탈하는 것을 방지하는 배터리 고정 수단을 구비하며,
상기 배터리 고정 수단은 상기 배터리 장착 슬롯으로부터 출몰 가능하게 이동하는 걸림 부재와, 상기 걸림 부재가 돌출된 상태를 유지하도록 탄성력을 제공하는 탄성 부재를 구비하는,
전기자동차용 배터리 교체 시스템.battery transport drones that transport replaceable battery modules; and
A drone docking unit to which the battery transport drone is detachably coupled, a battery mounting unit to which a replaceable battery module is mounted, and the battery transport drone transported by the battery transport drone in a state in which the battery transport drone is docked in the drone docking unit The replacement A battery transfer unit for transferring and replacing a type battery module and a replaceable battery module mounted on the battery mounting unit, and a battery vehicle mounting device installed in an electric vehicle,
The battery mounting unit includes a battery mounting slot in which the replaceable battery module is mounted, and a battery fixing means for preventing the replaceable battery module mounted in the battery mounting slot from departing through the doorway of the battery mounting slot,
The battery fixing means includes a locking member that moves retractably from the battery mounting slot, and an elastic member that provides an elastic force to maintain the locking member in a protruding state,
Battery replacement system for electric vehicles. 교체식 배터리 모듈을 운송하는 배터리 운송 드론; 및
상기 배터리 운송 드론이 분리 가능하게 결합되는 드론 도킹부와, 교체식 배터리 모듈이 장착되는 배터리 장착부와, 상기 배터리 운송 드론이 상기 드론 도킹부에 도킹된 상태에서 상기 배터리 운송 드론에 의해 운송된 상기 교체식 배터리 모듈과 상기 배터리 장착부에 장착된 교체식 배터리 모듈을 이송하여 교체하는 배터리 이송부를 구비하고, 전기자동차에 설치되는 배터리 차량 장착 장치를 포함하며,
상기 배터리 장착부는 상기 교체식 배터리 모듈이 장착되는 배터리 장착 슬롯을 구비하며,
상기 배터리 이송부는 상기 교체식 배터리 모듈을 지지하는 배터리 받침대와, 상기 배터리 받침대에 대해 이동하여 상기 배터리 받침대에 놓인 교체식 배터리 모듈을 밀어서 상기 배터리 장착 슬롯에 장착하거나 상기 배터리 장착 슬롯에 장착된 교체식 배터리 모듈을 당겨서 상기 배터리 받침대에 위치시키는 배터리 이동자를 구비하는,
전기자동차용 배터리 교체 시스템.battery transport drones that transport replaceable battery modules; and
A drone docking unit to which the battery transport drone is detachably coupled, a battery mounting unit to which a replaceable battery module is mounted, and the battery transport drone transported by the battery transport drone in a state in which the battery transport drone is docked in the drone docking unit The replacement A battery transfer unit for transferring and replacing a type battery module and a replaceable battery module mounted on the battery mounting unit, and a battery vehicle mounting device installed in an electric vehicle,
The battery mounting unit has a battery mounting slot in which the replaceable battery module is mounted,
The battery transport unit includes a battery holder for supporting the replaceable battery module, and a replaceable battery module mounted on the battery mounting slot by moving with respect to the battery holder and sliding the replaceable battery module placed on the battery holder or installed in the battery mounting slot. Having a battery mover that pulls the battery module and places it on the battery pedestal,
Battery replacement system for electric vehicles. 교체식 배터리 모듈을 운송하는 배터리 운송 드론; 및
상기 배터리 운송 드론이 분리 가능하게 결합되는 드론 도킹부와, 교체식 배터리 모듈이 장착되는 배터리 장착부와, 상기 배터리 운송 드론이 상기 드론 도킹부에 도킹된 상태에서 상기 배터리 운송 드론에 의해 운송된 상기 교체식 배터리 모듈과 상기 배터리 장착부에 장착된 교체식 배터리 모듈을 이송하여 교체하는 배터리 이송부를 구비하고, 전기자동차에 설치되는 배터리 차량 장착 장치를 포함하며,
상기 드론 도킹부는 상기 배터리 장착부의 위에 배치되며,
상기 배터리 이송부는 상기 드론 도킹부와 상기 배터리 장착부 사이에 높이방향을 따라서 이동하고 상기 교체식 배터리 모듈을 지지하는 배터리 받침대를 구비하는,
전기자동차용 배터리 교체 시스템.battery transport drones that transport replaceable battery modules; and
A drone docking unit to which the battery transport drone is detachably coupled, a battery mounting unit to which a replaceable battery module is mounted, and the battery transport drone transported by the battery transport drone in a state in which the battery transport drone is docked in the drone docking unit The replacement A battery transfer unit for transferring and replacing a type battery module and a replaceable battery module mounted on the battery mounting unit, and a battery vehicle mounting device installed in an electric vehicle,
The drone docking unit is disposed on the battery mounting unit,
The battery transfer unit moves along the height direction between the drone docking unit and the battery mounting unit and includes a battery pedestal for supporting the replaceable battery module,
Battery replacement system for electric vehicles. 교체식 배터리 모듈을 운송하는 배터리 운송 드론; 및
상기 배터리 운송 드론이 분리 가능하게 결합되는 드론 도킹부와, 교체식 배터리 모듈이 장착되는 배터리 장착부와, 상기 배터리 운송 드론이 상기 드론 도킹부에 도킹된 상태에서 상기 배터리 운송 드론에 의해 운송된 상기 교체식 배터리 모듈과 상기 배터리 장착부에 장착된 교체식 배터리 모듈을 이송하여 교체하는 배터리 이송부를 구비하고, 전기자동차에 설치되는 배터리 차량 장착 장치를 포함하며,
상기 교체식 배터리 모듈은 배터리 결합 유닛과, 상기 배터리 결합 유닛의 위에 적층되어서 분리 가능하게 결합되는 배터리 본체를 구비하는,
전기자동차용 배터리 교체 시스템.battery transport drones that transport replaceable battery modules; and
A drone docking unit to which the battery transport drone is detachably coupled, a battery mounting unit to which a replaceable battery module is mounted, and the battery transport drone transported by the battery transport drone in a state in which the battery transport drone is docked in the drone docking unit The replacement A battery transfer unit for transferring and replacing a type battery module and a replaceable battery module mounted on the battery mounting unit, and a battery vehicle mounting device installed in an electric vehicle,
The replaceable battery module includes a battery combining unit and a battery body stacked on top of the battery combining unit to be detachably coupled,
Battery replacement system for electric vehicles. 교체식 배터리 모듈을 운송하는 배터리 운송 드론과, 상기 배터리 운송 드론이 분리 가능하게 결합되고 전기자동차에 설치되는 드론 도킹부와, 교체식 배터리 모듈이 장착되는 정규 배터리 장착 슬롯과 교체식 배터리 모듈이 장착되지 않은 임시 배터리 장착 슬롯을 구비하고 상기 전기자동차에 설치되는 배터리 장착부와, 상기 전기자동차에 설치되어서 상기 교체식 배터리 모듈을 이송하는 배터리 이송부를 포함하는 전기자동차용 배터리 교체 시스템을 이용한 배터리 교체 방법으로서,
상기 배터리 운송 드론을 상기 드론 도킹부에 결합시키는 드론 도킹 단계;
상기 배터리 운송 드론에 의해 운송된 교체식 배터리 모듈을 상기 배터리 이송부를 이용하여 상기 임시 배터리 장착 슬롯으로 이동시켜서 장착하는 배터리 제1 이동 단계;
상기 배터리 제1 이동 단계가 수행된 후 상기 정규 배터리 장착 슬롯에 장착된 교체식 배터리 모듈을 상기 배터리 이송부를 이용하여 상기 배터리 운송 드론으로 이동시켜서 장착하는 배터리 제2 이동 단계; 및
상기 배터리 제2 이동 단계가 수행된 후 상기 임시 배터리 장착 슬롯에 장착된 교체식 배터리 모듈을 상기 배터리 이송부를 이용하여 상기 정규 배터리 장착 슬롯으로 이동시켜서 장착하는 배터리 제3 이동 단계를 포함하는,
전기자동차용 배터리 교체 방법.A battery transport drone that transports a replaceable battery module, a drone docking unit in which the battery transport drone is detachably coupled and installed in an electric vehicle, a regular battery mounting slot in which a replaceable battery module is mounted, and a replaceable battery module are installed A battery replacement method using a battery replacement system for an electric vehicle, comprising a battery mounting unit installed in the electric vehicle and having a temporary battery mounting slot that is not installed, and a battery transfer unit installed in the electric vehicle and transporting the replaceable battery module. ,
a drone docking step of coupling the battery transport drone to the drone docking unit;
a battery first moving step of moving and mounting the replaceable battery module transported by the battery transport drone to the temporary battery mounting slot using the battery transport unit;
a second battery movement step of moving and mounting a replaceable battery module mounted in the regular battery mounting slot to the battery transport drone using the battery transfer unit after the first battery movement step is performed; and
After the second battery movement step is performed, the battery third movement step of moving and mounting the replaceable battery module mounted in the temporary battery loading slot to the regular battery loading slot using the battery transfer unit,
How to replace batteries for electric vehicles. 교체식 배터리 모듈을 운송하는 배터리 운송 드론과, 상기 배터리 운송 드론이 분리 가능하게 결합되고 전기자동차에 설치되는 드론 도킹부와, 교체식 배터리 모듈이 장착되는 정규 배터리 장착 슬롯과 교체식 배터리 모듈이 장착되지 않은 임시 배터리 장착 슬롯을 구비하고 상기 전기자동차에 설치되는 배터리 장착부와, 상기 전기자동차에 설치되어서 상기 교체식 배터리 모듈을 이송하는 배터리 이송부를 포함하는 전기자동차용 배터리 교체 시스템을 이용한 배터리 교체 방법으로서,
상기 배터리 운송 드론을 상기 드론 도킹부에 결합시키는 드론 도킹 단계;
상기 정규 배터리 장착 슬롯에 장착된 교체식 배터리 모듈을 상기 배터리 이동부를 이용하여 상기 임시 배터리 장착 슬롯으로 이동시켜서 장착하는 배터리 제1 이동 단계;
상기 배터리 제1 이동 단계가 수행된 후 상기 배터리 운송 드론에 의해 운송된 교체식 배터리 모듈을 상기 배터리 이송부를 이용하여 상기 정규 배터리 장착 슬롯으로 이동시켜서 장착하는 배터리 제2 이동 단계; 및
상기 배터리 제2 이동 단계가 수행된 후 상기 임시 배터리 장착 슬롯에 장착된 교체식 배터리 모듈을 상기 배터리 이송부를 이용하여 상기 배터리 운송 드론으로 이동시켜서 장착하는 배터리 제3 이동 단계를 포함하는,
전기자동차용 배터리 교체 방법.A battery transport drone that transports a replaceable battery module, a drone docking unit in which the battery transport drone is detachably coupled and installed in an electric vehicle, a regular battery mounting slot in which a replaceable battery module is mounted, and a replaceable battery module are installed A battery replacement method using a battery replacement system for an electric vehicle, comprising a battery mounting unit installed in the electric vehicle and having a temporary battery mounting slot that is not installed, and a battery transfer unit installed in the electric vehicle and transporting the replaceable battery module. ,
a drone docking step of coupling the battery transport drone to the drone docking unit;
a battery first moving step of moving and mounting a replaceable battery module mounted in the regular battery mounting slot to the temporary battery mounting slot using the battery moving unit;
a second battery movement step of moving and mounting the replaceable battery module transported by the battery transport drone to the regular battery loading slot using the battery transport unit after the first battery movement step is performed; and
After the second battery movement step is performed, a battery third movement step of moving and mounting a replaceable battery module mounted in the temporary battery mounting slot to the battery transportation drone using the battery transfer unit comprises a third movement step,
How to replace batteries for electric vehicles.
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