KR102475136B1 - 비접촉 방식의 자동화 충전시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전기차량이나 전기선박에 송신기와 집전기를 설치하고, 그 송신기로부터 근거리 무선 전송되는 식별신호에 충전용 장치가 반응하도록 하여, 전기차량이나 전기선박이 충전용 장치의 하방에 위치한 상태에서 자동으로 무선 충전이 실시될 수 있도록 하는 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 의한 비접촉 방식의 자동화 충전시스템은 고유의 식별신호를 상방으로 무선 전송하는 송신기와 무선 전송되는 전력을 수신하는 집전기가 전방의 상부측에 순차적으로 이격 설치되는 전기차량 또는 전기선박으로 구성되는 이동 장치 및, 무선 전송되는 식별신호를 수신하는 수신기와 하방으로 전력을 무선 전송하는 승강형의 급전기가 순차적으로 이격 설치되어 식별신호가 수신되는 동안 급전기가 하강하여 집전기에 전력을 무선 전송하도록 구성되는 충전용 장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

비접촉 방식의 자동화 충전시스템{Contactless automated charging system}
본 발명은 전기로 구동되는 차량이나 선박에 자동으로 무선 충전을 실시하는 시스템에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 전기차량이나 전기선박에 송신기와 집전기를 설치하고, 그 송신기로부터 근거리 무선 전송되는 식별신호에 충전용 장치가 반응하도록 하여, 전기차량이나 전기선박이 충전용 장치의 하방에 위치한 상태에서 자동으로 무선 충전이 실시될 수 있도록 하는 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 차량의 운행을 위한 에너지원으로는 대부분 휘발유 또는 경유가 사용되고 있다. 이와 같은 석유 에너지는 연소시 매연을 발생시키게 되는데, 전세계의 헤아릴 수 없이 많은 차량으로부터 배출되는 매연은 심각한 수준의 환경오염을 유발하게 된다.
따라서, 환경보호를 위한 목적으로 차량의 운행에 필요한 기존의 석유 에너지를 친환경 에너지로 대체한 전기차나 수소차가 개발되어 이미 상용화된 상태이며, 탄소 중립 등 전세계적인 친환경 트렌드에 발맞추어 보급량이 급격하게 증가하고 있는 추세이다.
또한, 선박의 운행을 위한 에너지원으로는 주로 가격이 저렴한 벙커C유가 사용되고 있는데, 특히 선박용으로 사용되는 벙커C유에는 일반 벙커C유 보다 다량의 황이 함유되어 있어 연소시 발생하는 황산화물 등의 매연이 상당한 수준의 환경오염을 유발하게 된다.
따라서, 전기차량과 마찬가지로 최근에는 전기 에너지를 이용하여 운행하는 전기선박에 대한 필요성이 크게 증가하여 개발이 활발하게 추진되고 있는 실정이다.
그러나 필요성과는 별개로 상기와 같은 전기차량이나 전기선박은 아직 충전을 위한 인프라가 부족하고, 기존의 차량이나 선박의 주유에 소요되는 시간에 비해 충전이 오래 걸리는 등 충전에 있어서는 사용상의 불편함이 발생하게 되는 문제가 있다.
이러한 문제는 기존의 내연기관 차량이나 선박에서 전기차량이나 선박으로의 빠른 전환을 위해 우선적으로 해결되어야 하는 것이며, 문제의 해결을 위한 방안과 관련해서는 대한민국 등록특허공보 제10-0566926호의 “비접촉 급전방식을 이용한 전기차량 운행 시스템”과 대한민국 등록특허공보 제10-2249729호의 “전기차량 및 산업용 장비의 주행 중 무선충전 급전 및 집전 시스템” 등의 발명들이 제안되어 공개된 바 있다.
우선, 상기 대한민국 등록특허공보 제10-0566926호의 “비접촉 급전방식을 이용한 전기차량 운행 시스템”에는 도로에 전력선과 전자기 유도작용에 의한 교류 전압을 발생시키는 코일 그리고 교류 전압을 직류 전압으로 정류 평활하는 장치를 함께 매설함으로써 도로를 주행하는 전기차량이 무선으로 충전될 수 있도록 하는 가장 기본적인 방식의 시스템에 관한 발명이 제안되었다.
또한, 상기 대한민국 등록특허공보 제10-2249729호의 “전기차량 및 산업용 장비의 주행 중 무선충전 급전 및 집전 시스템”에는 급전케이블과 급전코어가 매설된 구간을 확장함으로써 무선 충전 시스템의 효율성 문제를 크게 개선할 수 있고, 더 나아가 공통선의 구조 및 차폐관을 이용하여 자기장의 상쇄 효과를 극대화함으로써 전자기파를 저감시키는 효과가 발생하는 시스템에 관한 발명이 제안되었다.
다만, 상기와 같은 종래의 발명들은 전기차량이 주행하는 도로나 선로에 급전케이블과 급전코어를 구비하도록 구성되거나 도로에 송전 패드를 설치하도록 구성되기 때문에 설치에 많은 비용이 발생하게 되고, 공사중 통행에 지장을 초래할 수 있으며, 유지 보수에 상당한 어려움이 발생하게 된다.
또한, 상기한 구성에 따라 무선의 전기 충전이 전기차량의 하부에서 발생하게 되기 때문에, 전자기파를 일부 저감시킨다 하여도 도로와 인도가 나란히 설치된 구간에서는 전기 충전시 발생하는 전자기파의 유해성이 문제될 수 있다.
이에 더하여, 상기와 같은 종래의 발명들은 모두 지상이나 지하에서 주행하는 전기차량을 대상으로 하고 있기 때문에 전기로 구동되는 전기선박을 대상으로는 발명을 적용할 수 없게 되는 한계가 발생하고 있다.
따라서, 상기한 문제들을 모두 해결하여 설치와 유지 보수가 비교적 간편하고, 전자기파에 의한 유해성의 문제를 해결할 수 있으며, 전기차량 뿐만 아니라 전기선박에도 적용할 수 있도록 구성되는 장치나 시스템에 관한 발명이 요구되는 실정이다.
대한민국 등록특허공보 제10-0566926호(2006. 03. 27.) 대한민국 등록특허공보 제10-2249729호(2021. 05. 03.)
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 제안된 발명으로써,
충전을 위한 인프라가 부족하고, 차량의 주유에 소요되는 시간에 비해 충전이 오래 걸리는 등 충전에 있어 사용상의 불편함이 발생하는 전기차량에 무선의 전기 충전 방식을 제안하고 있는 종래의 발명들은 도로에 설치되는 특성상 공사중 통행에 지장을 초래할 수 있고, 유지 보수에 상당한 어려움이 발생하게 되며, 무선의 전기 충전시 발생하는 전자기파의 유해성이 문제될 수 있다.
또한, 발명의 대상이 전기차량으로만 제한되어 전기선박을 대상으로는 발명을 이용할 수 없는 한계가 발생하고 있기 때문에, 이에 대한 종합적인 해결책을 제시하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명은 상기와 같은 목적을 실현하고자,
고유의 식별신호를 상방으로 무선 전송하는 송신기와 무선 전송되는 전력을 수신하는 집전기가 전방의 상부측에 순차적으로 이격 설치되는 전기차량 또는 전기선박으로 구성되는 이동 장치; 및, 무선 전송되는 식별신호를 수신하는 수신기와 하방으로 전력을 무선 전송하는 승강형의 급전기가 순차적으로 이격 설치되어 식별신호가 수신되는 동안 급전기가 하강하여 집전기에 전력을 무선 전송하도록 구성되는 충전용 장치; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 비접촉 방식의 자동화 충전시스템을 제시한다.
이때, 상기 충전용 장치는 상기 이동 장치의 송신기로부터 무선 전송되는 식별신호를 수신하는 수신기; 식별신호가 수신되는 동안 하강하여 상기 이동 장치의 집전기에 전력을 무선 전송하고, 식별신호의 수신이 상실되면 전력의 무선 전송을 중단하고 상승하여 원상태로 복귀하는 승강형의 급전기; 상기 수신기에 식별신호가 수신되는 동안 상기 급전기에 대한 하강 제어와 전력의 무선 전송을 제어하고, 식별신호의 수신이 상실되면 전력의 무선 전송을 중단하고 급전기를 상승 제어하는 제어부; 및, 태양 에너지를 이용하여 충전용 장치의 작동과 전력의 무선 전송을 위한 전기 에너지를 저장하는 태양전지부; 를 포함하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 비접촉 방식의 자동화 충전시스템은,
도로변에 구조물의 형태로 설치되기 때문에 공사중 통행에 지장을 초래하지 않거나 상대적으로 적은 영향을 미치게 되고, 유지 보수가 간편하게 실시될 수 있으며, 무선의 전기 충전이 차량의 상부에서 발생하도록 구성됨과 동시에 차폐 구조를 구비하여 전자기파의 외부 유출을 차단할 수 있는 효과가 발생하게 된다.
또한, 본 발명은 전기차량의 전기 충전을 위한 용도로 도로변이나 주차장에 설치될 수 있을 뿐만 아니라 부두 등 해안가에 설치되어 전기선박의 전기 충전을 위한 용도로도 이용할 수 있는 효과가 발생하게 된다.
도 1a는 본 발명에 의한 비접촉 방식의 자동화 충전시스템의 이동 장치가 전기차량으로 구성된 상태를 나타낸 예시도.
도 1b는 본 발명에 의한 비접촉 방식의 자동화 충전시스템의 이동 장치가 전기선박으로 구성된 상태를 나타낸 예시도.
도 2는 이동 장치의 송신기와 집전기 충전용 장치의 수신기와 급전기의 기능을 설명한 예시도.
도 3a 및 도 3b는 충전용 장치의 작동 실시예를 나타낸 예시도.
도 4는 급전기의 단면도.
도 5는 급전기의 위치 조정을 위한 충전용 장치의 추가 구성도.
도 6a 및 도 6b는 급전기가 위치 조정되는 모습을 나타낸 예시도.
도 7은 충전용 장치의 상단에 태양전지부가 설치된 상태를 나타낸 예시도.
도 8은 요금 산정을 위한 충전용 장치의 추가 구성도.
본 발명은 전기로 구동되는 차량이나 선박에 자동으로 무선 충전을 실시하는 시스템에 관한 것으로써,
고유의 식별신호를 상방으로 무선 전송하는 송신기(110)와 무선 전송되는 전력을 수신하는 집전기(120)가 전방의 상부측에 순차적으로 이격 설치되는 전기차량 또는 전기선박으로 구성되는 이동 장치(100); 및, 무선 전송되는 식별신호를 수신하는 수신기(210)와 하방으로 전력을 무선 전송하는 승강형의 급전기(220)가 순차적으로 이격 설치되어 식별신호가 수신되는 동안 급전기(220)가 하강하여 집전기(120)에 전력을 무선 전송하도록 구성되는 충전용 장치(200); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 비접촉 방식의 자동화 충전시스템에 관한 것이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하고자 한다.
우선, 상기 이동 장치(100)는 지상에서의 이동용 수단인 전기차량이나 수상에서의 이동용 수단인 전기선박으로 구성되며, 일반적인 전기차량이나 전기선박과 동일하게 전기 충전이나 배터리의 교체가 가능한 형태로 구성되는 것이 바람직하다.
즉, 도 1a에 도시된 바와 같이 상기 이동 장치(100)가 전기차량으로 구성되는 경우에는 충전기나 콘센트에 연결된 충전용 케이블의 커넥터를 차량에 연결하는 통상의 방식으로 전기 충전을 실시할 수 있고, 도 1b에 도시된 바와 같이 전기선박으로 구성되는 경우에는 충전용 케이블을 이용한 전기 충전과 배터리를 교환하는 방식의 전기 충전을 실시할 수 있다.
그러나 상기 이동 장치(100)는 일반적인 형태의 전기차량이나 전기선박과는 다르게 신호 전송용의 송신기(110)와 전력 수신용의 집전기(120)가 상부측에 순차적으로 이격 설치되어 무선 충전 방식으로의 전기 충전이 더 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 하고 있으며, 이러한 구성에 따라 도로에서 주행중인 차량이 임시로 정차한 상황에서의 일시적인 충전이 가능하거나 충전용 케이블을 연결하는 등의 준비 과정없이 즉시 충전을 실시할 수 있게 되는 효과가 발생하게 된다.
또한, 전기선박의 경우에도 충전용 케이블을 연결하는 등의 준비 과정이나 배터리를 교환하는 번거로운 과정 없이 즉시 충전을 실시할 수 있게 되는 효과가 발생하게 된다.
보다 구체적으로 설명하자면, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 송신기(110)는 이동 장치(100)에 부여된 고유의 식별신호를 무선 전송하는 신호 전송용의 장치이며, 수미터 정도의 근거리 통신이 가능하도록 구성되어 이동 장치(100)의 상방으로 식별신호를 전송함으로써 충전용 장치(200)에 수신될 수 있도록 한다.
즉, 본 발명은 상기 이동 장치(100)와 상기 충전용 장치(200)가 매우 근접한 상태에서만 식별신호의 송수신이 발생할 수 있도록 하고 있으며, 이동 장치(100)의 주행중 송신기(110)가 항상 작동하도록 구성될 수 있으나, 이동 장치(100)를 운전하는 운전자가 송신기(110)의 작동 여부를 선택하도록 구성될 수 있다.
따라서, 상기 이동 장치(100)의 운전자는 배터리의 충전 잔량을 확인하고 필요한 상황에서만 송신기(110)를 작동시킬 수 있으나, 승객을 수송하는 버스의 경우에는 버스 정류장에 정차할 때마다 충전이 발생할 수 있도록 송신기(110)를 항상 작동 상태로 두는 것이 바람직하다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 집전기(120)는 충전용 장치(200)로부터 무선 전송되는 전력을 수신하는 전력 수신용의 장치이며, 고속 충전이 가능하도록 구성되고, 하방으로 무선 전송되는 전력을 효율적으로 수신할 수 있는 형태로 구성 및 설치됨으로써 시간 대비 효율적인 충전이 실시될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
이때, 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 상기 송신기(110)와 상기 집전기(120)는 전기차량이나 전기선박의 외부 구조나 다른 구조물 등의 설치에 따른 식별신호의 전송과 무선 충전의 방해가 발생하지 아니하도록 상방이 완전히 개방되거나 상당한 정도로 개방될 수 있는 위치에 설치되어야 하며, 그 외에도 무선 충전을 위한 이동 과정에서의 충돌 방지 등의 안정성이 반드시 고려되어야 한다.
또한, 상기 충전용 장치(200)는 무선 충전을 위한 목적으로 설치되는 고정형의 구조물이며, 버스 정류장과 함께 도로변에 설치되거나 주차장에 설치되거나 부두에 설치되는 등 전력 공급의 대상과 목적에 따라 다양한 위치에 설치될 수 있다.
즉, 상기 충전용 장치(200)는 전기차량으로 구성되는 이동 장치(100)를 대상으로 하되 차량이 일시적으로 정차한 상황에서의 전력 공급을 목적으로 하여 버스 정류장과 함께 도로변에 설치될 수 있고, 그 외의 도로변에 설치될 수 있으며, 차량이 완전히 주차한 상황에서의 전력 공급을 목적으로 하여 주차장 등의 주차가 가능한 장소에 설치될 수 있다.
또한, 상기 충전용 장치(200)는 선박으로 구성되는 이동 장치(100)를 대상으로 하되 선박이 완전히 정선한 상황에서의 전력 공급을 목적으로 하여 부두에 설치될 수 있고, 그 외의 강변이나 해안가에 설치될 수 있다.
따라서, 상기 이동 장치(100)는 충전기나 콘센트에 연결된 충전용 케이블의 커넥터를 차량 또는 선박에 연결하거나 배터리를 교환하는 방식으로 전기 충전을 실시할 수 있으나, 무선 충전 방식으로도 전기 충전을 실시할 수 있게 되며, 특히 전기차량으로 구성되는 경우에는 도로에서 주행중 임시로 정차한 상황에서도 일시적인 전기 충전이 실시될 수 있는 사용상의 효과가 발생하게 된다.
구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 충전용 장치(200)는 상기 이동 장치(100)의 송신기(110)로부터 무선 전송되는 식별신호를 수신하는 수신기(210)와, 식별신호가 수신되는 동안 하강하여 이동 장치(100)의 집전기(120)에 전력을 무선 전송하고, 식별신호의 수신이 상실되면 전력의 무선 전송을 중단하고 상승하여 원상태로 복귀하는 승강형의 급전기(220)를 포함하는 형태로 구성되는 것을 특징으로 한다.
즉, 상기 수신기(210)는 상기 송신기(110)에 대응하는 신호 수신용의 장치이며, 근거리에서 전송되는 하나의 식별신호만을 수신함으로써 전력의 무선 송출을 위한 급전기(220)의 하강이 발생할 수 있도록 하고, 상기 이동 장치(100)가 이동함에 따라 식별신호를 수신하지 못하게 됨으로써 급전기(220)의 상승이 발생할 수 있도록 한다.
또한, 상기 급전기(220)는 상기 집전기(120)에 대응하여 전력을 무선 전송하는 전력 송출용의 장치이며, 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 수신기(210)에서의 식별신호의 수신여부에 따라 하강하여 전력을 무선 송출하거나 전력의 무선 송출을 중단하고 상승하도록 구성된다.
즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 급전기(220)는 전력의 무선 송출을 위한 원형의 송출부(221)와, 송출부(221)를 승강시키는 바(bar)형의 길이부(222)를 포함하는 형태의 승강식 구조로 구성될 수 있으며, 이중 상기 송출부(221)는 하단에 하단홈이 형성되고 그 하단홈의 중심측에 전력의 무선 송출을 위한 코일을 내장하는 코일부(223)가 구비되며, 원형의 내벽에는 차폐막(224)이 구비되는 형태로 구성됨으로써 무선 충전시 발생하는 전자기파의 외부로의 확산을 방지할 수 있다.
이와 연계하여, 상기 이동 장치(100)에는 무선 충전에 따른 전자기파의 주변으로의 발산을 차단하기 위한 용도로 상단이 개방된 형태의 차폐부(121)가 집전기(120)를 둘러싸는 형태로 설치될 수 있으며, 상기 송출부(221)는 무선 충전을 위해 하강할 때 하단의 높이가 상기 차폐부(121)의 상단의 높이와 동일하도록 하강하거나 일부 또는 전부가 차폐부(121)에 내입되는 형태로 하강함으로써 전자기파의 외부로의 확산이 방지되도록 할 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 상기 이동 장치(100)에 상단이 개방된 형태의 차폐부(121)가 집전기(120)를 둘러싸는 형태로 설치되도록 하거나 급전기(220)의 말단부의 형태가 전자기파의 차폐를 위한 구조로 구성되도록 하거나 두 가지의 방식을 모두 적용함으로써 무선 충전시 발생하는 전자기파의 외부로의 확산이 방지되도록 하고 있다.
이에 더하여, 상기 충전용 장치(200)는 급전기(220)의 수평면상에서의 위치 조정이 가능하도록 구성되어, 이동 장치(100)가 정차한 위치에 따른 집전기(120)와 급전기(220)의 위치 오차의 문제를 해결할 수 있으며, 이 과정에서의 급전기(220)의 위치 조정은 자동으로 실시되는 것이 바람직하다.
따라서, 상기 충전용 장치(200)에는 이동 장치(100)가 정차한 위치에 따른 집전기(120)와 급전기(220)의 위치 오차를 계산하기 위한 목적의 수단과 함께 급전기(220)의 위치 조정을 제어하기 위한 목적의 수단이 구비되어야 한다.
이에 관한 본 발명의 일 실시예로써, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 충전용 장치(200)에는 수신기(210)에 식별신호가 수신될 때 작동하여 하방을 촬영하는 포토 센서(250)가 구비될 수 있고, 포토 센서(250)에서 촬영된 영상에 나타난 집전기(120)의 위치 정보를 기반으로 하여 급전기(220)의 위치 조정을 위한 조정값을 계산하는 계산부(260)가 구비될 수 있으며, 계산부(260)에 의한 계산값을 기반으로 하는 급전기(220)의 위치 조정은 하기 제어부(230)가 실시할 수 있다.
그리고 상기 충전용 장치(200)의 하방에는 이동 장치(100)의 종류에 따른 정차 라인이 표시될 수 있으며, 운전자는 표시된 정차 라인을 확인하고 이동 장치(100)를 정차시킴으로써 올바른 위치에서의 무선의 충전이 발생하도록 할 수 있다.
이때, 상기 충전용 장치(200)의 하방에는 페인트나 마커와 같은 도색을 통한 실제의 정차 라인이 표시될 수 있으나, 충전용 장치(200)에 부가적으로 설치되는 레이저 표시기에 의한 레이저의 정차 라인이 표시될 수 있다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 충전용 장치(200)는 수신기(210)에 식별신호가 수신되는 동안 급전기(220)에 대한 하강 제어와 전력의 무선 송출을 제어하고, 식별신호의 수신이 상실되면 전력의 무선 송출을 중단하고 급전기(220)를 상승 제어하는 제어부(230)를 포함하는 형태로 구성되는 것을 특징으로 한다.
즉, 상기 충전용 장치(200)는 상기 이동 장치(100)의 송신기(110)로부터 전송되는 식별신호가 수신기(210)에 수신되는 즉시 제어부(230)가 급전기(220)를 하강 제어하고, 하강이 완료된 급전기(220)로부터 무선의 전력 송출이 발생하도록 제어함으로써 이동 장치(100)의 배터리가 전기 충전될 수 있도록 하며, 이동 장치(100)가 출발하여 식별신호의 수신이 상실되는 즉시 전력의 무선 송출이 중단되도록 제어하고, 급전기(220)를 상승 제어함으로써 원상태의 높이로 복귀할 수 있도록 한다.
이때, 상기 식별신호에는 이동 장치(100)를 구성하는 전기차량 또는 전기선박의 모델 정보가 포함되도록 구성되는 것을 특징으로 하며, 상기 제어부(230)는 수신된 식별신호에 포함된 전기차량 또는 전기선박의 모델 정보를 기반으로 급전기(220)가 전력의 무선 송출을 위해 하강하는 거리를 조절하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
이는, 전기차량을 구성하는 각 차량의 종류나 전기선박을 구성하는 각 선박의 종류에 따라 집전기(120)가 설치되는 높이가 상이하기 때문이며, 상기 제어부(230)는 식별신호에 포함된 모델 정보를 기반으로 급전기(220)가 하강하는 거리를 조절함으로써 집전기(120)와 급전기(220) 사이의 거리가 5 내지 20cm의 범위 내에 형성될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
따라서, 상기 이동 장치(100)는 수평재인 상부 지붕과 지면과의 거리가 항상 동일하게 형성될 수 있도록 설치되어야 하며, 부득이하게 다른 높이로 설치되어야 하는 경우에는 상기 제어부(230)에 입력된 기준값이 변경되어야 한다.
또한, 상기 제어부(230)는 이동 장치(100)가 정차한 위치에 따른 집전기(120)와 급전기(220)의 위치 오차의 문제가 해결될 수 있도록 급전기(220)의 전후좌우 방향으로의 이동을 제어할 수 있으며, 이를 위해 상기 충전용 장치(200)는 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같은 급전기(220)의 전후좌우 방향으로의 위치 이동이 가능하도록 십자형 홈이 형성되는 형태로 구성될 수 있다.
또한, 상기 제어부(230)는 식별신호에 포함되는 모델 정보를 이용하여, 전기차량 또는 전기선박의 종류에 따른 전력의 단위 시간당 송출량을 조정할 수 있으며, 단위 시간당 송출량의 조정이 발생하게 되는 경우에는 그 조정분이 요금의 산정에 반영되어야 한다.
이에 더하여, 상기 이동 장치(100)는 수평재인 상부 지붕의 하단 일측에 거리 측정을 위한 센서가 부가적으로 설치될 수 있으며, 상기 제어부(230)는 식별신호가 수신될 때 센서로부터 측정되는 거리 정보를 이용하여 급전기(220)가 하강하는 거리를 조절할 수 있다.
이러한 구성은 특히, 상기 이동 장치(100)가 전기선박의 무선 충전을 목적으로 설치되는 경우에 있어 수위 변화에 수월하게 대응할 수 있도록 하는 효과를 제공하게 된다.
또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 충전용 장치(200)에는 태양광 패널을 포함하는 태양전지부(240)가 설치될 수 있으며, 상기 태양전지부(240)에 의해 태양 에너지로부터 변환된 전기 에너지는 충전용 장치(200)의 작동을 위한 전력원으로 이용될 수 있고, 전력의 무선 송출에도 이용될 수 있다.
즉, 상기 충전용 장치(200)를 구성하는 수평 지붕의 상단에는 하나 이상의 태양광 패널이 설치될 수 있고, 충전용 장치(200)의 내부에는 태양 에너지를 전기 에너지로 변환하는 변환 장치와 전기 에너지를 저장하는 저장 장치가 설치될 수 있으며, 저장 장치에 저장된 전기 에너지는 충전용 장치(200)의 내부 회로에 공급되거나 급전기(220)로 공급될 수 있다.
다만, 상기 태양전지부(240)에 저장된 전기 에너지가 본 발명의 실시를 위한 메인 전원으로 이용될 수 있는 것은 아니므로, 상기 충전용 장치(200)에는 메인 전원으로 이용될 수 있는 전원 공급 수단이 별도로 구비되어야 한다.
또한, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 충전용 장치(200)는 무선 충전이 발생하는 시간을 측정하여 시간 정보를 생성하는 측정부(270)와 무선 전송되어 수신된 식별신호에 시간 정보를 매칭하여 요금 산정의 기반이 되는 충전 내역 정보를 생성하는 생성부(280) 그리고 생성된 충전 내역 정보를 외부의 관리 서버(300)로 전송하는 전송부(290)를 더 포함하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 측정부(270)는 수신기(210)에 식별신호가 수신되고, 식별신호의 수신에 따른 급전기(220)의 하강이 발생한 후 전력의 무선 송출이 시작되는 시점으로부터 식별신호의 상실에 따른 무선 송출이 중단되는 시점까지의 시간을 측정하여 시간 정보를 생성하도록 구성된다.
이후, 상기 생성부(280)는 측정부(270)에서 생성된 시간 정보와 그 시간 정보에 대응하는 식별신호를 기반으로 충전 내역 정보를 생성함으로써 요금 산정의 용도로 사용될 수 있도록 하며, 상기 전송부(290)는 생성된 충전 내역 정보를 외부의 관리 서버(300)로 즉시 전송하도록 구성된다.
따라서, 외부에 설치되는 관리 서버(300)는 무선 전송되어 수신된 충전 내역 정보를 기반으로 충전량에 따른 요금을 산정할 수 있으며, 산정된 요금을 해당 전기차량이나 전기선박에 부가하여 통지되도록 함으로써 차주나 선주 등에 의한 요금의 납부가 발생할 수 있도록 한다.
이때, 상기 관리 서버(300)는 상기 제어부(230)에 의한 전력의 단위 시간당 송출량의 조정이 발생한 경우에는 충전 내역 정보를 기반으로 요금을 산정하는 과정에서 그 조정분을 반영하여야 한다.
위에서 소개된 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해, 예로써 제공되는 것이며, 본 발명은 위에서 설명된 실시예들에 한정되지 않고, 다른 형태로 구체화 될 수도 있다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장 또는 축소되어 표현될 수 있다.
또한, 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
100 : 이동 장치
→ 110 : 송신기
→ 120 : 집전기 → 121 : 차폐부
200 : 충전용 장치
→ 210 : 수신기
→ 220 : 급전기 → 221 : 송출부 → 222 : 길이부
→ 223 : 코일부 → 224 : 차폐막
→ 230 : 제어부
→ 240 : 태양전지부
→ 250 : 포토 센서
→ 260 : 계산부
→ 270 : 측정부
→ 280 : 생성부
→ 290 : 전송부
300 : 관리 서버

Claims (5)

  1. 고유의 식별신호를 상방으로 무선 전송하는 송신기(110)와 무선 전송되는 전력을 수신하는 집전기(120)가 전방의 상부측에 순차적으로 이격 설치되는 전기차량 또는 전기선박으로 구성되는 이동 장치(100); 및,
    무선 전송되는 식별신호를 수신하는 수신기(210)와 하방으로 전력을 무선 전송하는 승강형의 급전기(220)가 순차적으로 이격 설치되어 식별신호가 수신되는 동안 급전기(220)가 하강하여 집전기(120)에 전력을 무선 전송하도록 구성되는 충전용 장치(200); 를 포함하여 구성되고,
    상기 충전용 장치(200)는,
    상기 이동 장치(100)의 송신기(110)로부터 무선 전송되는 식별신호를 수신하되, 근거리에서 전송되는 하나의 식별신호만을 수신하는 수신기(210);
    식별신호가 수신되는 동안 하강하여 상기 이동 장치(100)의 집전기(120)에 전력을 무선 전송하고, 식별신호의 수신이 상실되면 전력의 무선 전송을 중단하고 상승하여 원상태로 복귀하는 승강형의 급전기(220);
    상기 수신기(210)에 식별신호가 수신되는 동안 상기 급전기(220)에 대한 하강 제어와 전력의 무선 송출을 제어하고, 식별신호의 수신이 상실되면 전력의 무선 송출을 중단하고 급전기(220)를 상승 제어하는 제어부(230); 및,
    태양 에너지를 이용하여 충전용 장치(200)의 작동과 전력의 무선 송출을 위한 전기 에너지를 저장하는 태양전지부(240); 를 포함하여 구성되고,
    상기 충전용 장치(200)의 하방에 이동 장치(100)의 종류에 따른 정차 라인이 레이저에 의해 표시되도록 하는 레이저 표시기를 더 포함하여 구성되고,
    상기 급전기(220)는,
    전력의 무선 송출을 위한 원형의 송출부(221)와, 상기 송출부(221)의 하단에는 하단홈이 형성되고 그 하단홈의 중심측에 전력의 무선 송출을 위한 코일을 내장하는 코일부(223)가 구비되며, 원형의 내벽에는 차폐막(224)이 구비되고,
    상기 이동 장치(100)에는,
    상단이 개방된 형태의 차폐부(121)가 집전기(120)를 둘러싸는 형태로 설치되며, 상기 송출부(221)는 무선 충전을 위해 하강할 때 그 하단의 높이의 일부가 상기 차폐부(121)에 내입되는 형태로 하강되도록 구성되고,
    상기 제어부(230)는 상기 이동 장치(100)가 정차한 위치에 따른 집전기(120)와 급전기(220)의 위치 오차의 문제가 해결될 수 있도록 급전기(220)의 전후좌우 방향으로의 이동을 제어하도록 구성되고,
    상기 충전용 장치(200)는 급전기(220)의 전후좌우 방향으로의 위치 이동이 가능하도록 십자형 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 비접촉 방식의 자동화 충전시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 충전용 장치(200)는,
    수신기(210)에 식별신호가 수신될 때 작동하여 하방을 촬영하는 포토 센서(250); 및,
    상기 포토 센서(250)에서 촬영된 영상에 나타난 집전기(120)의 위치 정보를 기반으로 하여 급전기(220)의 위치 조정을 위한 조정값을 계산하는 계산부(260); 를 더 포함하도록 구성되고,
    상기 제어부(230)는,
    상기 계산부(260)에 의한 계산값을 기반으로 하는 급전기(220)의 위치 조정을 실시하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 비접촉 방식의 자동화 충전시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    식별신호에는,
    상기 이동 장치(100)를 구성하는 전기차량 또는 전기선박의 모델 정보가 포함되도록 구성되고,
    상기 제어부(230)는,
    식별신호에 포함된 전기차량 또는 전기선박의 모델 정보를 기반으로 상기 급전기(220)가 하강하는 거리를 조절하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 비접촉 방식의 자동화 충전시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 충전용 장치(200)는,
    무선 충전이 발생하는 시간을 측정하여 시간 정보를 생성하는 측정부(270);
    무선 전송되어 수신된 식별신호에 시간 정보를 매칭하여 요금 산정의 기반이 되는 충전 내역 정보를 생성하는 생성부(280); 및,
    생성된 충전 내역 정보를 외부의 관리 서버(300)로 전송하는 전송부(290); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하고,
    상기 관리 서버(300)는,
    무선 전송되어 수신된 충전 내역 정보를 기반으로 충전량에 따른 요금을 산정하여 해당 전기차량이나 전기선박에 부가하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 비접촉 방식의 자동화 충전시스템.
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