KR102621319B1 - Contact control device between pantograph for electric vehicle charging and contact bar - Google Patents

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Abstract

전기 버스에서, 팬터그래프 충전 접촉부와 차량의 컨택트바와 거리를 이용하여 고속하강과 저속 정밀하강을 통해 팬터그래프 충전접촉부와 컨택트바 간의 부드러운 접촉을 유도함과 동시에 전체적인 충전시간을 단축하면서 접촉소음 및 접촉부 마모를 감소하도록 한 전기차 충전용 팬터그래프와 컨택트바의 접촉 제어장치에 관한 것으로서, 하향식 팬터그래프를 이용하여 충전 대상 전기 버스에 탑재된 컨택트바와 접촉을 통해 전기 버스를 충전하는 팬터그래프 충전장치를 포함하고, 팬터그래프 충전장치는 전기 버스의 상부와 컨택트바의 거리를 측정하여 거리 차를 산출하고, 산출한 거리 차로 차량에 탑재된 컨택트바의 상태를 판별하며, 컨택트바의 상태가 정상이면 팬터그래프 이중 속도제어신호를 발생하여, 팬터그래프의 하향 이동 속도를 고속과 저속 정밀 제어를 조합하여 제어하여, 전체적인 팬터그래프 하향 이동시간을 단축시켜 충전 시간 단축을 도모하고, 부드러운 접촉을 통해 접촉부 접촉 소음과 마모를 감소시킨다.In an electric bus, the distance between the pantograph charging contact part and the vehicle's contact bar is used to induce soft contact between the pantograph charging contact part and the contact bar through high-speed lowering and low-speed precise lowering, while reducing contact noise and contact wear while shortening the overall charging time. This relates to a contact control device for a pantograph and a contact bar for charging an electric vehicle, including a pantograph charging device that charges an electric bus through contact with a contact bar mounted on an electric bus to be charged using a downward pantograph, and the pantograph charging device Measure the distance between the top of the electric bus and the contact bar to calculate the distance difference. The calculated distance difference determines the status of the contact bar mounted on the vehicle. If the status of the contact bar is normal, a pantograph dual speed control signal is generated. By controlling the downward movement speed of the pantograph by combining high-speed and low-speed precision control, the overall downward movement time of the pantograph is shortened to shorten the charging time, and the contact noise and wear of the contact area are reduced through soft contact.

Figure R1020210022767
Figure R1020210022767

Description

전기차 충전용 팬터그래프와 컨택트바의 접촉 제어장치{Contact control device between pantograph for electric vehicle charging and contact bar}Contact control device between pantograph for electric vehicle charging and contact bar}

본 발명은 전기차 충전용 팬터그래프와 컨택트바의 접촉 제어장치에 관한 것으로, 특히 팬터그래프(Pantograph)를 이용하여 충전을 하는 전기차(예를 들어, 전기 버스)에서, 팬터그래프 충전접촉부와 차량의 컨택트바와 거리를 정확하게 측정하고, 측정한 거리를 이용하여 고속하강과 저속 정밀하강을 조합하여 팬터그래프 충전접촉부와 컨택트바 간의 부드러운 접촉을 유도함과 동시에 전체적인 충전시간을 단축하면서 접촉소음 및 접촉부 마모를 감소하도록 한 전기차 충전용 팬터그래프와 컨택트바의 접촉 제어장치에 관한 것이다.The present invention relates to a contact control device between a pantograph and a contact bar for charging an electric vehicle. In particular, in an electric vehicle (e.g., an electric bus) that is charged using a pantograph, the distance between the charging contact part of the pantograph and the contact bar of the vehicle is controlled. An electric vehicle charging device that measures accurately and uses the measured distance to combine high-speed descent and low-speed precision descent to induce smooth contact between the pantograph charging contact and the contact bar, while shortening the overall charging time and reducing contact noise and contact wear. It concerns the contact control device of the pantograph and contact bar.

가솔린이나 경유 등의 화석 연료를 사용하는 자동차들은 화석 연료의 고갈 및 지구 온난화 문제를 야기하고 있고, 그 결과 환경 보호를 위한 이산화탄소 및 배출가스의 규제가 강화되고 있다. 이에 대한 대안으로 전기차들이 서서히 보급되고 있으나, 한번 충전으로 운행할 수 있는 거리가 아직 충분하지 않고 충전 인프라의 구축도 더뎌 전기차의 보급에 장애물로 작용하고 있다.Cars that use fossil fuels such as gasoline or diesel fuel are causing depletion of fossil fuels and global warming problems, and as a result, regulations on carbon dioxide and exhaust gases are being strengthened to protect the environment. As an alternative to this, electric vehicles are gradually being spread, but the distance that can be driven on a single charge is not yet sufficient and the construction of charging infrastructure is slow, acting as an obstacle to the spread of electric vehicles.

특히, 정해진 노선을 주행하는 전기 버스는 한번 충전으로 노선을 충분히 운행할 수 있으므로 한번 충전으로 주행할 수 있는 거리의 제약이 상대적으로 문제가 되지 않고, 전기 버스가 모이는 차고지에 충전 시스템을 구비하면 되므로 충전 인프라의 구축도 상대적으로 용이하다.In particular, electric buses that run on a set route can sufficiently cover the route with a single charge, so restrictions on the distance that can be driven on a single charge are relatively not a problem, and a charging system can be installed in a garage where electric buses gather. Building charging infrastructure is also relatively easy.

전기 버스를 차고지에 설치된 충전 시스템을 이용하여 충전할 경우, 전기 버스 충전구에 충전기를 삽입하여 충전하는 충전 방식, 접촉을 통해 충전을 하는 충전 방식 등이 있다.When charging an electric bus using a charging system installed in a garage, there are a charging method that charges by inserting a charger into the charging port of the electric bus, and a charging method that charges through contact.

특히, 후자는 팬터그래프와 같은 충전 장치를 이용하여 충전을 한다.In particular, the latter is charged using a charging device such as a pantograph.

하향식 팬터그래프 충전시스템의 충전 가능한 범위는 차량의 높이와 밀접한 관계가 있다. 특히, 지면에서부터 차량 지붕의 컨택트바까지의 높이는 충전 가능한 차량의 범위를 결정하는 가장 중요한 요소이다.The charging range of a top-down pantograph charging system is closely related to the height of the vehicle. In particular, the height from the ground to the contact bar on the vehicle roof is the most important factor in determining the range of vehicles that can be charged.

충전을 위한 하향식 팬터그래프의 하강거리 제어는 단일 속도로 하강하여 팬터그래프의 충전접촉부가 차량의 컨택트부에 접촉된 후, 접촉 압력을 유지하기 위해 일정거리 하강 후 정지하는 방식이 주로 사용된다.The method used to control the descending distance of a downward pantograph for charging is mainly to descend at a single speed so that the charging contact part of the pantograph comes into contact with the contact part of the vehicle, then descend a certain distance and then stop to maintain the contact pressure.

이러한 하향식 팬터그래프 충전시스템은 팬터그래프 충전접촉부와 차량의 컨택트바가 접촉될 때 팬터그래프 충전접촉부와 컨택트바간의 거리와 무관하게 동일한 속도로 접촉되므로, 접촉 소음이 과도하게 발생하여 차량내 승객의 불안감을 증가시키고 과도한 충격 피로 및 마모를 일으키는 단점이 있다.In this top-down pantograph charging system, when the pantograph charging contact part and the vehicle's contact bar come into contact, they are contacted at the same speed regardless of the distance between the pantograph charging contact part and the contact bar. Therefore, excessive contact noise is generated, which increases the anxiety of passengers in the vehicle and causes excessive It has the disadvantage of causing impact fatigue and wear.

팬터그래프 방식을 이용한 전기차 충전시스템에 대해 종래에 제안된 기술이 하기의 <특허문헌 1> 에 개시되어 있다.A conventionally proposed technology for an electric vehicle charging system using a pantograph method is disclosed in <Patent Document 1> below.

<특허문헌 1> 은 버스, 철도 등 교통수단 및 시설의 안전도와 경제적·효과적 전력 공급을 위해, 노선에 일정 블록을 설정하고 동 블록의 이동을 통하여 차량 운행을 제어하는 것으로, 블록설정, 반도체 소자를 통한 전력제어, 차량 운행제어 프로세스를 제공한다. 특히, 블록설정은 P-GL의 경우 차량 및 편성 단위로 하되 전차선(가선)의 지지대 즉, 전주의 길이 범위 내에 가선상(가선의 지탱·유지를 위한 보조선) 또는 가선 지지 전주 등에 설치하여, 전기에너지를 효율적 공급하고 차량의 정확한 위치 정보 등을 제공할 수 있는 Guide Line과 이를 적용한 버스 등 차량도 일반 도로상에서 철도와 같은 기능과 효과를 갖게한다.<Patent Document 1> establishes certain blocks on the route and controls vehicle operation through the movement of those blocks in order to ensure safety and economical and effective power supply for transportation means and facilities such as buses and railways. Block setting, semiconductor devices, etc. Provides power control and vehicle operation control processes through . In particular, in the case of P-GL, block setting is done by vehicle and unit, and is installed on the support of the catenary line (caterline), that is, on the overhead line (auxiliary line for supporting and maintaining overhead lines) or overhead line support poles within the length range of the utility pole, etc. Guide Line, which efficiently supplies electric energy and provides accurate location information of vehicles, and vehicles such as buses to which it is applied have the same functions and effects as railroads on general roads.

그러나 상기와 같은 종래기술들은 팬터그래프 충전 방식을 이용하여 전기 버스와 같은 차량을 충전할 수는 있으나, 팬터그래프를 하강시켜 컨택트바와 접촉시키는 방식이므로, 접촉 소음이 과도하게 발생하여 차량내 승객의 불안감을 증가시키고 과도한 충격 피로 및 마모를 일으키는 단점이 있다.However, the above conventional technologies can charge vehicles such as electric buses using the pantograph charging method, but since the pantograph is lowered and brought into contact with the contact bar, excessive contact noise is generated, increasing the anxiety of passengers in the vehicle. It has the disadvantage of causing excessive impact fatigue and wear.

대한민국 공개특허 10-2014-0016668(2014.02.10. 공개)(버스 등 수단의 전기동력화, 무가선화)Republic of Korea Public Patent No. 10-2014-0016668 (published on February 10, 2014) (Electric power, cable-free use of buses and other vehicles)

따라서 본 발명은 상기와 같은 일반적인 하향식 팬터그래프 충전시스템을 이용한 전기 버스 충전방식과 종래기술에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서, 팬터그래프(Pantograph)를 이용하여 충전을 하는 전기차(예를 들어, 전기 버스)에서, 팬터그래프 충전접촉부와 차량의 컨택트바와 거리를 정확하게 측정하고, 측정한 거리를 이용하여 고속하강과 저속 정밀하강을 조합하여 팬터그래프 충전접촉부와 컨택트바 간의 부드러운 접촉을 유도함과 동시에 전체적인 충전시간을 단축하면서 접촉소음 및 접촉부 마모를 감소하도록 한 전기차 충전용 팬터그래프와 컨택트바의 접촉 제어장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention was proposed to solve various problems arising from the electric bus charging method and the prior art using the general top-down pantograph charging system as described above, and is used for electric vehicles (e.g., electric vehicles charging using a pantograph) In an electric bus), the distance between the pantograph charging contact part and the vehicle's contact bar is accurately measured, and the measured distance is used to combine high-speed descent and low-speed precise descent to induce smooth contact between the pantograph charging contact part and the contact bar, while reducing the overall charging time. The purpose is to provide a contact control device for a pantograph and contact bar for electric vehicle charging that reduces contact noise and contact wear while shortening the contact time.

본 발명의 다른 목적은 차량의 컨택트바의 정 위치를 정확하게 인지할 수 있도록 한 전기차 충전용 팬터그래프와 컨택트바의 접촉 제어장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a pantograph for charging an electric vehicle and a contact control device for the contact bar that can accurately recognize the exact position of the contact bar of the vehicle.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 "전기차 충전용 팬터그래프와 컨택트바의 접촉 제어장치"는,In order to achieve the above-described object, the "contact control device of a pantograph and contact bar for electric vehicle charging" according to the present invention,

하향식 팬터그래프를 이용하여 충전 대상 전기 버스에 탑재된 컨택트바와 접촉을 통해 전기 버스를 충전하는 팬터그래프 충전장치를 포함하고,It includes a pantograph charging device that charges the electric bus through contact with a contact bar mounted on the electric bus to be charged using a top-down pantograph,

상기 팬터그래프 충전장치는,The pantograph charging device,

상기 전기 버스의 상부와 컨택트바의 거리를 측정하여 제1 및 제2 거리측정신호를 발생하는 거리 측정부;a distance measuring unit that measures the distance between the top of the electric bus and the contact bar and generates first and second distance measurement signals;

상기 거리 측정부에서 발생한 제1 및 제2 거리측정신호를 이용하여 거리 차를 산출하고, 산출한 거리 차로 차량에 탑재된 컨택트바의 상태를 판별하며, 상기 컨택트바의 상태에 이상이 있으면 컨택트바 이상상태를 통보해주고, 상기 컨택트바의 상태가 정상이면 팬터그래프 이중 속도제어신호를 발생하는 충전 제어부; 및The distance difference is calculated using the first and second distance measurement signals generated from the distance measurement unit, the calculated distance difference determines the state of the contact bar mounted on the vehicle, and if there is an abnormality in the state of the contact bar, the contact bar A charging control unit that notifies an abnormal state and generates a pantograph dual speed control signal when the state of the contact bar is normal; and

상기 충전 제어부에서 발생한 팬터그래프 이중 속도제어신호에 따라 팬터그래프의 하향 이동 속도를 제어하는 팬터그래프 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.It is characterized by comprising a pantograph driving unit that controls the downward movement speed of the pantograph according to the pantograph dual speed control signal generated from the charging control unit.

본 발명에 따른 "전기차 충전용 팬터그래프와 컨택트바의 접촉 제어장치"는,“Contact control device for pantograph and contact bar for electric vehicle charging” according to the present invention,

상기 전기 버스에 탑재되며, 차량 정보를 획득하여 상기 팬터그래프 충전장치에 전송하고 충전을 요청하며, 상기 팬터그래프 충전장치의 제어에 따라 충전을 하는 차량 충전 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.It is mounted on the electric bus, and acquires vehicle information, transmits it to the pantograph charging device, requests charging, and further includes a vehicle charging device that performs charging under the control of the pantograph charging device.

상기에서 거리 측정부는,In the above, the distance measuring unit,

상기 충전 대상 전기 버스의 상부에 탑재된 컨택트바에 초음파를 발신하고, 반사된 초음파를 이용하여 팬터그래프 충전접촉부와 컨택트바 돌출부 간의 거리를 측정하여 제1 거리측정신호를 발생하는 초음파 센서; 및an ultrasonic sensor that transmits ultrasonic waves to a contact bar mounted on top of the electric bus to be charged, measures the distance between the pantograph charging contact part and the contact bar protrusion using reflected ultrasonic waves, and generates a first distance measurement signal; and

상기 충전 대상 전기 버스의 상부에 레이저를 발신하고, 반사된 레이저 신호를 이용하여 팬터그래프 충전접촉부와 전기 버스 상부 간의 거리를 측정하여 제2 거리측정신호를 발생하는 레이저 센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that it includes a laser sensor that transmits a laser to the top of the electric bus to be charged, measures the distance between the pantograph charging contact part and the top of the electric bus using the reflected laser signal, and generates a second distance measurement signal.

상기에서 초음파 센서 및 레이저 센서는 상기 팬터그래프에 설치되는 것을 특징으로 한다.In the above, the ultrasonic sensor and the laser sensor are installed on the pantograph.

상기에서 팬터그래프 충전장치는,In the above, the pantograph charging device,

상기 차량 충전 장치로부터 전송된 충전 관련 데이터를 수신하여 상기 충전 제어부에 전달하는 통신 모듈; 및a communication module that receives charging-related data transmitted from the vehicle charging device and transmits it to the charging control unit; and

상기 충전 제어부에서 발생한 컨택트바 이상상태 정보를 전기 버스 운전자 또는 차량 관리자의 휴대 단말로 전송하는 통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.It further includes a communication unit that transmits contact bar abnormal state information generated by the charging control unit to a portable terminal of an electric bus driver or vehicle manager.

상기에서 충전 제어부는,In the above, the charging control unit,

상기 통신 모듈 및 거리 측정부에서 전송된 충전 관련 데이터 및 제1 및 제2 거리측정 신호를 입력받는 입력부;an input unit that receives charging-related data and first and second distance measurement signals transmitted from the communication module and the distance measurement unit;

상기 입력부를 통해 입력된 제1 및 제2 거리측정 신호를 이용하여 거리 차를 산출하는 거리차 산출부;a distance difference calculation unit that calculates a distance difference using the first and second distance measurement signals input through the input unit;

상기 거리차 산출부에서 산출한 거리차를 기초로 컨택트바의 상태를 판별하는 컨택트바 상태 판별부; 및a contact bar state determination unit that determines the state of the contact bar based on the distance difference calculated by the distance difference calculation unit; and

상기 컨택트바 상태 판별부에 의해 컨택트바 이상상태로 판별이 되면, 컨택트바 이상상태 정보를 생성하여 통신부에 전달하는 컨택트바 이상상태 통보부를 포함하는 것을 특징으로 한다.When it is determined that the contact bar is in an abnormal state by the contact bar status determination unit, it is characterized by including a contact bar abnormal status notification unit that generates contact bar abnormal status information and transmits it to the communication unit.

상기에서 컨택트바 상태 판별부는 산출한 거리차와 미리 설정된 기준 거리차를 비교하여, 상기 산출한 거리차가 상기 기준 거리차의 범위 이내이면 컨택트바가 정상상태라고 판별을 하고, 산출한 거리차와 미리 설정된 기준 거리차를 비교하여, 상기 산출한 거리차가 상기 기준 거리차의 범위를 벗어나면 컨택트바가 이상상태라고 판별하는 것을 특징으로 한다.In the above, the contact bar status determination unit compares the calculated distance difference with the preset reference distance difference, determines that the contact bar is in a normal state if the calculated distance difference is within the range of the reference distance difference, and determines that the contact bar is in a normal state and determines the difference between the calculated distance difference and the preset reference distance difference. By comparing the reference distance difference, if the calculated distance difference is outside the range of the reference distance difference, it is determined that the contact bar is in an abnormal state.

상기에서 충전 제어부는,In the above, the charging control unit,

상기 컨택트바 상태 판별부에 의해 컨택트바가 정상상태라고 판별이 되면, 상기 팬터그래프의 고속 하강을 위한 고속 하강 속도제어신호와 저속 정밀하강을 위한 저속 정밀하강 속도제어신호를 산출하여 팬터그래프의 하강 속도를 제어하는 팬터그래프 속도 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.When the contact bar status determination unit determines that the contact bar is in a normal state, the lowering speed of the pantograph is controlled by calculating a high-speed lowering speed control signal for high-speed lowering of the pantograph and a low-speed precise lowering speed control signal for low-speed precise lowering. It is characterized in that it includes a pantograph speed control unit.

상기에서 고속 하강 속도제어신호는 팬터그래프 충전접촉부와 컨택트바가 접촉하기 이전의 설정된 일정거리만큼만 팬터그래프를 고속으로 하강하기 위한 속도 제어신호이며, 상기 저속 정밀하강 속도제어신호는 상기 팬터그래프 충전접촉부와 상기 컨택트바의 접촉 시 부드러운 접촉을 유도하기 위한 속도 제어신호인 것을 특징으로 한다.In the above, the high-speed descent speed control signal is a speed control signal for lowering the pantograph at high speed only a certain distance set before the pantograph charging contact part and the contact bar come into contact, and the low-speed precise descent speed control signal is It is characterized as a speed control signal to induce soft contact when contacted.

본 발명에 따르면 팬터그래프(Pantograph)를 이용하여 충전을 하는 전기 버스에서, 팬터그래프 충전접촉부와 차량의 컨택트바와 거리를 정확하게 측정하고, 측정한 거리를 이용하여 고속하강과 저속 정밀하강을 조합하여 팬터그래프 충전접촉부와 컨택트바 간의 부드러운 접촉을 유도함과 동시에 전체적인 충전시간을 단축하면서 접촉소음 및 접촉부 마모를 감소해주는 효과가 있다.According to the present invention, in an electric bus that is charged using a pantograph, the distance between the pantograph charging contact and the vehicle's contact bar is accurately measured, and the measured distance is used to combine high-speed descent and low-speed precision descent to connect the pantograph charging contact. It has the effect of inducing soft contact between the contact bar and reducing contact noise and contact wear while shortening the overall charging time.

또한, 본 발명에 따르면 팬터그래프(Pantograph)를 이용하여 충전을 하는 전기 버스에서, 팬터그래프 충전접촉부와 차량의 컨택트바와 거리를 정확하게 측정하고, 측정한 거리를 이용하여 컨택트바의 이상상태 시, 이를 버스 운전사 또는 버스 관리자의 휴대 단말로 전송하여, 충전이 이루어지지 않거나 오동작이 발생하는 것을 사전에 방지할 수 있는 효과도 있다.In addition, according to the present invention, in an electric bus that is charged using a pantograph, the distance between the pantograph charging contact part and the vehicle's contact bar is accurately measured, and when the contact bar is in an abnormal state using the measured distance, the bus driver Alternatively, it can be transmitted to the bus manager's mobile terminal to prevent charging or malfunctions in advance.

도 1은 본 발명에 따른 전기차 충전용 팬터그래프와 컨택트바의 접촉 제어장치의 전체 구성도,
도 2a 및 도 2b는 본 발명에서 전기차 충전용 팬터그래프와 컨택트바 간의 접촉 예시도,
도 3은 본 발명에서 팬터그래프 충전장치의 실시 예 블록 구성도이다.
1 is an overall configuration diagram of a contact control device for a pantograph and a contact bar for charging an electric vehicle according to the present invention;
2A and 2B are examples of contact between a pantograph for charging an electric vehicle and a contact bar in the present invention;
Figure 3 is a block diagram of an embodiment of the pantograph charging device in the present invention.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 전기차 충전용 팬터그래프와 컨택트바의 접촉 제어장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a contact control device for a pantograph for electric vehicle charging and a contact bar according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.

이하에서 설명되는 본 발명에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.The terms or words used in the present invention described below should not be construed as limited to their usual or dictionary meanings, and the inventor may appropriately define the concept of the term in order to explain his/her invention in the best way. It must be interpreted with meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be done.

따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are only preferred embodiments of the present invention and do not represent the entire technical idea of the present invention, and therefore various equivalents and It should be understood that variations may exist.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 전기차 충전용 팬터그래프와 컨택트바의 접촉 제어장치의 개략 구성도이고, 도 2a 및 도 2b는 본 발명에서 전기차 충전용 팬터그래프와 컨택트바의 접촉 예시도로서, 차량 충전 장치(100), 파워 뱅크(200), 브릿지(300) 및 팬터그래프 충전장치(400)를 포함한다.Figure 1 is a schematic configuration diagram of a contact control device between a pantograph for charging an electric vehicle and a contact bar according to a preferred embodiment of the present invention, and Figures 2a and 2b are examples of contact between a pantograph for charging an electric vehicle and a contact bar in the present invention, It includes a vehicle charging device 100, a power bank 200, a bridge 300, and a pantograph charging device 400.

파워뱅크(200)는 수배전반을 통해 공급되는 전력을 충전 전력으로 변환하여 상기 팬터그래프 충전장치(400)에 공급해주는 역할을 한다.The power bank 200 converts the power supplied through the switchboard into charging power and supplies it to the pantograph charging device 400.

차량 충전 장치(100)는 전기 버스(101 - 104)에 탑재되며, 차량 정보를 획득하여 상기 팬터그래프 충전장치(400)에 전송하고 충전을 요청하며, 상기 팬터그래프 충전장치(400)의 제어에 따라 충전을 하는 역할을 한다. The vehicle charging device 100 is mounted on the electric buses 101 to 104, acquires vehicle information, transmits it to the pantograph charging device 400, requests charging, and charges under the control of the pantograph charging device 400. It plays a role in

본 발명에서는 팬터그래프 충전장치(400)가 4대의 전기 버스(101 - 104)를 충전하는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명은 이것에 한정되지 않으며, 하나의 팬터그래프 충전장치(400)를 이용하여 더 적은 수(1대 내지 3대) 또는 더 많은 수(예를 들어, 10대 이상)의 전기 버스를 충전할 수 있다.In the present invention, the pantograph charging device 400 is shown to charge four electric buses 101 - 104, but the present invention is not limited to this, and fewer electric buses can be charged by using one pantograph charging device 400. (1 to 3) or a larger number (e.g., 10 or more) of electric buses can be charged.

상기 차량 충전 장치(100)는 전기 버스(예를 들어, 103)의 차량 운전석 위 전고에 설치되어, 상기 팬터그래프 충전장치(400)와 집적 접촉되어 충전 전력을 공급받아 배터리를 충전하는 충전부(110), 충전 시 차량 정보를 획득하여 상기 팬터그래프 충전장치(400)로 전송하고 충전을 요청하는 차량 장치(120)를 포함한다.The vehicle charging device 100 is installed on the height of the vehicle driver's seat of an electric bus (for example, 103), and is in direct contact with the pantograph charging device 400 to receive charging power and charge the battery. , It includes a vehicle device 120 that obtains vehicle information during charging, transmits it to the pantograph charging device 400, and requests charging.

상기 충전부(110)는 도 2a 및 도 2b에 도시한 바와 같이, 상기 전기 버스(103)에 설치되며 상기 팬터그래프 충전장치(400)와 직접 접촉을 통해 충전 전력을 공급받아 배터리를 충전시킨다. 이러한 충전부(110)는 모든 전기 버스에 개별적으로 마련되어 있다. 도 2a 및 도 2b에서 참조부호 111, 112는 충전 전력을 직접 접촉식으로 공급받는 컨택트바를 나타낸 것이다.As shown in FIGS. 2A and 2B, the charging unit 110 is installed on the electric bus 103 and receives charging power through direct contact with the pantograph charging device 400 to charge the battery. This charging unit 110 is individually provided in all electric buses. In FIGS. 2A and 2B, reference numerals 111 and 112 indicate contact bars that receive charging power through direct contact.

브릿지(300)는 상기 팬터그래프 충전장치(400)를 이동시킬 수 있는 이동 레일(304)이 형성되어, 팬터그래프 충전장치(400)가 이동 레일(304)을 타고 자유롭게 이동할 수 있도록 한다.The bridge 300 is formed with a moving rail 304 that can move the pantograph charging device 400, so that the pantograph charging device 400 can move freely on the moving rail 304.

브릿지(300)는 팬터그래프 충전장치(400)를 이동시키기 위한 건축물을 의미할 수 있다. 브릿지(300)는 팬터그래프 방식으로 충전되는 전기 버스보다 높게 형성되어, 브릿지(300)의 하단에서 충전을 위해 진입 또는 진출하는 전기 버스가 브릿지(300)에 충돌하는 것을 방지하는 것이 바람직하다.The bridge 300 may refer to a building for moving the pantograph charging device 400. The bridge 300 is preferably formed higher than the electric bus charged in a pantograph manner to prevent the electric bus entering or exiting for charging from the bottom of the bridge 300 from colliding with the bridge 300.

팬터그래프 충전장치(400)는 하향식 팬터그래프를 이용하여 충전 대상 전기 버스에 탑재된 컨택트 바(예를 들어, 111, 112)와 접촉을 통해 전기 버스를 충전하는 역할을 한다.The pantograph charging device 400 serves to charge an electric bus through contact with a contact bar (eg, 111, 112) mounted on the electric bus to be charged using a downward pantograph.

이러한 팬터그래프 충전장치(400)는 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 전기 버스(103)의 상부와 컨택트 바(111, 112)의 거리를 측정하여 제1 및 제2 거리측정신호를 발생하는 거리 측정부(420), 상기 거리 측정부(420)에서 발생한 제1 및 제2 거리측정신호를 이용하여 거리 차를 산출하고, 산출한 거리 차로 차량에 탑재된 컨택트 바(111, 112)의 상태를 판별하며, 상기 컨택트 바(111, 112)의 상태에 이상이 있으면 컨택트 바(111, 112) 이상상태를 통보해주고, 상기 컨택트 바(111, 112)의 상태가 정상이면 팬터그래프 이중 속도제어신호를 발생하는 충전 제어부(440), 및 상기 충전 제어부(440)에서 발생한 팬터그래프 이중 속도제어신호에 따라 팬터그래프(403)의 하향 이동 속도를 제어하는 팬터그래프 구동부(450)를 포함한다.As shown in FIG. 3, the pantograph charging device 400 measures the distance between the top of the electric bus 103 and the contact bars 111 and 112 and generates first and second distance measurement signals. Unit 420, calculates the distance difference using the first and second distance measurement signals generated by the distance measurement unit 420, and determines the status of the contact bars 111 and 112 mounted on the vehicle using the calculated distance difference. If there is an abnormality in the state of the contact bars (111, 112), the abnormal state of the contact bars (111, 112) is notified, and if the state of the contact bars (111, 112) is normal, a pantograph dual speed control signal is generated. It includes a charging control unit 440 and a pantograph driving unit 450 that controls the downward movement speed of the pantograph 403 according to the pantograph dual speed control signal generated from the charging control unit 440.

또한, 상기 팬터그래프 충전장치(400)는 상기 차량 충전 장치(100)로부터 전송된 충전 관련 데이터를 수신하여 상기 충전 제어부(440)에 전달하는 통신 모듈(410), 상기 충전 제어부(440)에서 발생한 컨택트 바 이상상태 정보를 전기 버스 운전자 또는 차량 관리자의 휴대 단말로 전송하는 통신부(460)를 더 포함할 수 있다.In addition, the pantograph charging device 400 includes a communication module 410 that receives charging-related data transmitted from the vehicle charging device 100 and transmits it to the charging control unit 440, and a contact generated in the charging control unit 440. It may further include a communication unit 460 that transmits bar abnormal state information to the portable terminal of the electric bus driver or vehicle manager.

상기 거리 측정부(420)는 상기 충전 대상 전기 버스(103)의 상부에 탑재된 컨택트 바(111, 112)에 초음파를 발신하고, 반사된 초음파를 이용하여 팬터그래프 충전접촉부(403a, 403b)와 컨택트 바 돌출부(111a, 112a) 간의 거리를 측정하여 제1 거리측정신호를 발생하는 초음파 센서(421), 및 상기 충전 대상 전기 버스(103)의 상부에 레이저를 발신하고, 반사된 레이저 신호를 이용하여 팬터그래프 충전접촉부(403a, 403b)와 전기 버스 상부 간의 거리를 측정하여 제2 거리측정신호를 발생하는 레이저 센서(422)를 포함한다.The distance measuring unit 420 transmits ultrasonic waves to the contact bars 111 and 112 mounted on the top of the electric bus 103 to be charged, and makes contact with the pantograph charging contact units 403a and 403b using the reflected ultrasonic waves. An ultrasonic sensor 421 that measures the distance between the bar protrusions 111a and 112a and generates a first distance measurement signal, and transmits a laser to the top of the electric bus 103 to be charged, and uses the reflected laser signal It includes a laser sensor 422 that measures the distance between the pantograph charging contact portions 403a and 403b and the top of the electric bus and generates a second distance measurement signal.

여기서 초음파 센서(421) 및 레이저 센서(422)는 상기 팬터그래프(403)의 소정 위치에 설치될 수 있다. 소정 위치는 팬터그래프(403)의 충전 접촉부(403a, 403b)를 연결하는 부분 또는 충전 접촉부(403a, 403b)를 의미할 수 있다.Here, the ultrasonic sensor 421 and the laser sensor 422 may be installed at a predetermined location on the pantograph 403. The predetermined position may refer to a portion connecting the charging contact portions 403a and 403b of the pantograph 403 or the charging contact portions 403a and 403b.

상기 충전 제어부(440)는 상기 통신 모듈(410) 및 거리 측정부(420)에서 전송된 충전 관련 데이터 및 제1 및 제2 거리측정 신호를 입력받는 입력부(441), 상기 입력부(441)를 통해 입력된 제1 및 제2 거리측정 신호를 이용하여 거리 차를 산출하는 거리차 산출부(442), 상기 거리차 산출부(442)에서 산출한 거리차를 기초로 컨택트 바(111, 112)의 상태를 판별하는 컨택트바 상태 판별부(443), 및 상기 컨택트바 상태 판별부(443)에 의해 컨택트바 이상상태로 판별이 되면, 컨택트바 이상상태 정보를 생성하여 통신부(460)에 전달하는 컨택트바 이상상태 통보부(444)를 포함할 수 있다.The charging control unit 440 receives charging-related data and first and second distance measurement signals transmitted from the communication module 410 and the distance measuring unit 420, through the input unit 441. A distance difference calculation unit 442 that calculates the distance difference using the input first and second distance measurement signals, and a distance difference calculation unit 442 of the contact bars 111 and 112 based on the distance difference calculated by the distance difference calculation unit 442. A contact bar status determination unit 443 that determines the status, and when the contact bar status determination unit 443 determines that the contact bar is in an abnormal state, generates contact bar abnormal status information and transmits it to the communication unit 460. The bar may include an abnormal state notification unit 444.

또한, 상기 컨택트바 상태 판별부(443)는 산출한 거리차와 미리 설정된 기준 거리차를 비교하여, 상기 산출한 거리차가 상기 기준 거리차의 범위 이내이면 컨택트바가 정상상태라고 판별을 하고, 산출한 거리차와 미리 설정된 기준 거리차를 비교하여, 상기 산출한 거리차가 상기 기준 거리차의 범위를 벗어나면 컨택트바가 이상상태라고 판별한다.In addition, the contact bar state determination unit 443 compares the calculated distance difference with a preset reference distance difference, determines that the contact bar is in a normal state if the calculated distance difference is within the range of the reference distance difference, and calculates The distance difference is compared with a preset reference distance difference, and if the calculated distance difference is outside the range of the reference distance difference, it is determined that the contact bar is in an abnormal state.

또한, 상기 충전 제어부(440)는 상기 컨택트바 상태 판별부(443)에 의해 컨택트바가 정상상태라고 판별이 되면, 상기 팬터그래프의 고속 하강을 위한 고속 하강 속도제어신호와 저속 정밀하강을 위한 저속 정밀하강 속도제어신호를 산출하여 팬터그래프의 하강 속도를 제어하는 팬터그래프 속도 제어부(445)를 더 포함할 수 있다.In addition, when the contact bar status determination unit 443 determines that the contact bar is in a normal state, the charging control unit 440 provides a high-speed descent speed control signal for high-speed descent of the pantograph and a low-speed precision descent for low-speed precision descent. It may further include a pantograph speed control unit 445 that calculates a speed control signal to control the descending speed of the pantograph.

상기 고속 하강 속도제어신호는 팬터그래프 충전접촉부(403a, 403b)와 컨택트바(111, 112)의 돌출부(111a, 112a)가 접촉하기 이전의 설정된 일정거리만큼만 팬터그래프(403)를 고속으로 하강하기 위한 속도 제어신호이며, 상기 저속 정밀하강 속도제어신호는 상기 팬터그래프 충전접촉부(403a, 403b)와 상기 컨택트바(111, 112)의 돌출부(111a, 112a) 접촉 시 부드러운 접촉을 유도하기 위한 속도 제어신호일 수 있다.The high-speed descent speed control signal is a speed for descending the pantograph 403 at high speed only by a set certain distance before the pantograph charging contact portions 403a and 403b and the protrusions 111a and 112a of the contact bars 111 and 112 come into contact. It is a control signal, and the low-speed precise descent speed control signal may be a speed control signal for inducing soft contact when the pantograph charging contact portions 403a and 403b contact the protrusions 111a and 112a of the contact bars 111 and 112. .

이와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 전기차 충전용 팬터그래프와 컨택트바의 접촉 제어장치의 동작을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The operation of the contact control device for the pantograph for electric vehicle charging and the contact bar according to the preferred embodiment of the present invention configured as described above will be described in detail as follows.

먼저, 충전을 하고자 하는 전기 버스(예를 들어, 103)를 브릿지(300)의 하단에 위치한 충전 위치로 이동시킨다. 여기서 전기 버스를 충전 위치로 이동시키는 방법은 충전 위치에 차량 위치를 표시하여 운전자가 전기 버스를 정해진 충전 위치로 이동시키는 방법이 주로 사용된다.First, the electric bus (for example, 103) to be charged is moved to the charging position located at the bottom of the bridge 300. Here, the method of moving the electric bus to the charging location is mainly used by marking the vehicle location at the charging location and having the driver move the electric bus to the designated charging location.

전기 버스(103)가 충전 위치에 주차한 상태에서, 전기 버스(103)의 충전부(110)가 외부에 노출되도록 한다. 여기서 충전부(110)의 상부는 항상 개방된 상태를 유지하여 충전부(110)가 외부에 항상 노출되는 노출 방식, 외부의 이물질 유입을 방지하기 위해 커버를 이용하여 커버를 개폐하는 방식을 이용할 수 있다. 노출 방식은 충전부(110)가 노출된 상태이므로 별다른 동작을 수행할 필요가 없으며, 커버 개폐 방식은 커버를 개방해야 한다. 커버는 모터를 이용하여 슬라이딩 방식으로 커버를 개방하는 방식을 이용할 수 있다. 커버를 슬라이딩 방식으로 개방하거나 폐쇄하는 것은 일반적인 방식이므로 그에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다. 본 발명은 노출 방식을 실시 예로 설명하므로, 커버를 개방시키는 동작은 수행할 필요가 없다.With the electric bus 103 parked at the charging position, the charging unit 110 of the electric bus 103 is exposed to the outside. Here, the upper part of the charging unit 110 is always maintained in an open state so that the charging unit 110 is always exposed to the outside. Alternatively, a method of opening and closing the cover using a cover to prevent external foreign substances from entering can be used. In the exposure method, there is no need to perform any special operation since the charging part 110 is exposed, and in the cover opening and closing method, the cover must be opened. The cover can be opened by sliding it using a motor. Since it is a common method to open or close the cover by sliding, a detailed description thereof will be omitted. Since the present invention explains the exposure method as an example, there is no need to perform an operation to open the cover.

전기 버스(103)가 충전 위치에 주차하면, 차량 충전 장치(100)의 차량 장치(120)에서 차량 정보를 생성하여 팬터그래프 충전장치(400)로 전송한다.When the electric bus 103 is parked at the charging location, the vehicle device 120 of the vehicle charging device 100 generates vehicle information and transmits it to the pantograph charging device 400.

예컨대, 차량 장치(120)는 차량에 장착된 차량제어장치(VCU)나 변속기 또는 시동장치 등과 차량 장착 장치들과 캔 통신 등을 이용하여 연동하고, 해당 차량 장착 장치들로부터 변속 상태 및 시동 상태를 포함하는 차량 상태 정보를 검출할 수 있다. 아울러 검출한 차량 상태 정보를 분석하여, 차량이 충전 가능한 상태이면(주차 브레이크가 체결된 상태, 변속기가 P단에 위치, 차량 시동이 오프된 상태 등), 차량 식별 정보(ID)를 기초로 차량 정보를 생성하고, 생성한 차량 정보에 충전 요청 정보를 부가하여 최종적으로 차량 정보를 생성한다. 이어, 생성한 차량 정보를 무선 통신을 이용하여 상기 팬터그래프 충전장치(400)로 전송한다.For example, the vehicle device 120 interlocks with vehicle-mounted devices such as the vehicle control unit (VCU), transmission, or ignition device mounted on the vehicle using CAN communication, and receives shift status and starting status from the vehicle-mounted devices. It is possible to detect vehicle status information including. In addition, the detected vehicle status information is analyzed, and if the vehicle is in a state that can be charged (parking brake applied, transmission in P range, vehicle ignition off, etc.), the vehicle is based on vehicle identification information (ID). Information is generated, charging request information is added to the generated vehicle information, and vehicle information is finally created. Next, the generated vehicle information is transmitted to the pantograph charging device 400 using wireless communication.

여기서 상기 전기 버스(103) 이외에 충전이 필요한 다른 전기 버스들도 상기 전기 버스(103)와 동일하게 동작하여, 차량 정보를 팬터그래프 충전장치(400)에 각각 전송한다.Here, in addition to the electric bus 103, other electric buses that require charging operate in the same manner as the electric bus 103 and transmit vehicle information to the pantograph charging device 400, respectively.

상기 팬터그래프 충전장치(400)의 통신 모듈(410)은 상기 차량 충전 장치(100)로부터 전송된 차량 정보를 전기차 충전 정보로 수신하여 충전 제어부(440)에 전달한다.The communication module 410 of the pantograph charging device 400 receives vehicle information transmitted from the vehicle charging device 100 as electric vehicle charging information and transmits it to the charging control unit 440.

충전 제어부(440)의 입력부(441)는 상기 통신 모듈(410)을 통해 전기차 충전 정보를 수신하면, 이를 내부의 마이크로프로세서나 마이컴 또는 중앙처리장치와 같은 제어장치에 전달하여, 전기 버스(103)의 충전이 이루어지도록 한다.When the input unit 441 of the charging control unit 440 receives electric vehicle charging information through the communication module 410, it transmits it to a control device such as an internal microprocessor, microcomputer, or central processing unit, and connects the electric vehicle to the electric bus 103. Ensure that charging takes place.

즉, 팬터그래프 충전장치(400)는 하향식 팬터그래프(403)를 이용하여 충전 대상 전기 버스(1030에 탑재된 컨택트 바(예를 들어, 111, 112)와 접촉을 통해 전기 버스(103)를 충전한다.That is, the pantograph charging device 400 charges the electric bus 103 through contact with a contact bar (eg, 111, 112) mounted on the electric bus 1030 to be charged using the downward pantograph 403.

이를 위해, 팬터그래프 충전 장치(400)의 거리 측정부(420)는 상기 전기 버스(103)의 상부와 컨택트 바(111, 112)의 거리를 측정하여 제1 및 제2 거리측정신호를 상기 충전 제어부(440)에 발생한다.To this end, the distance measuring unit 420 of the pantograph charging device 400 measures the distance between the upper part of the electric bus 103 and the contact bars 111 and 112 and sends the first and second distance measuring signals to the charging control unit. It occurs at (440).

즉, 상기 거리 측정부(420)는 초음파 센서(421)를 이용하여 상기 충전 대상 전기 버스(103)의 상부에 탑재된 컨택트 바(111, 112)의 주변에 초음파를 발신하고, 반사된 초음파를 이용하여 팬터그래프 충전접촉부(403a, 403b)와 컨택트 바 돌출부(111a, 112a) 간의 거리를 측정하여 제1 거리측정신호를 발생한다.That is, the distance measuring unit 420 transmits ultrasonic waves around the contact bars 111 and 112 mounted on the top of the electric bus 103 to be charged using the ultrasonic sensor 421, and transmits the reflected ultrasonic waves. A first distance measurement signal is generated by measuring the distance between the pantograph charging contact portions 403a and 403b and the contact bar protrusions 111a and 112a.

아울러 레이저 센서(422)는 상기 충전 대상 전기 버스(103)의 상부에 레이저를 발신하고, 반사된 레이저 신호를 이용하여 팬터그래프 충전접촉부(403a, 403b)와 전기 버스 상부 간의 거리를 측정하여 제2 거리측정신호를 발생한다.In addition, the laser sensor 422 transmits a laser to the upper part of the electric bus 103 to be charged, and measures the distance between the pantograph charging contact parts 403a and 403b and the upper part of the electric bus using the reflected laser signal to determine the second distance. Generates a measurement signal.

여기서 초음파 센서와 레이저 센서 2개를 이용하는 이유는, 초음파 센서만을 이용하여 신호 검출 시 검출된 신호가 컨택트 바의 높이인지를 정확히 알 수 없다. 이는 차량의 주차 위치가 달라지면 검출 위치가 달라지기 때문이다.The reason why two ultrasonic sensors and laser sensors are used here is that when detecting a signal using only an ultrasonic sensor, it is not possible to know exactly whether the detected signal is the height of the contact bar. This is because the detection location changes when the vehicle's parking location changes.

상기 초음파 센서(421)의 초음파 투사 영역과 레이저 센서(422)의 레이저 투사 영역은 미리 실험을 통해 설정할 수 있다. 실제 초음파 센서(421)는 컨택트 바(111, 112)의 높이를 측정하기 위한 것이며, 레이저 센서(422)는 전기 버스(103)의 높이를 측정하기 위한 것이므로, 그에 알맞게 초음파 및 레이저 투사 영역이 설정되도록, 초음파 센서 및 레이저 센서의 설치 위치 및 발사 위치 등을 설정하는 것이 바람직하다.The ultrasonic projection area of the ultrasonic sensor 421 and the laser projection area of the laser sensor 422 can be set in advance through experimentation. The actual ultrasonic sensor 421 is for measuring the height of the contact bars 111 and 112, and the laser sensor 422 is for measuring the height of the electric bus 103, so the ultrasonic and laser projection areas are set accordingly. As much as possible, it is desirable to set the installation location and firing location of the ultrasonic sensor and laser sensor.

상기 거리 측정부(420)에서 발생한 제1 및 제2 거리측정신호는 입력부(441)를 통해 입력되고, 거리차 산출부(442)에 전달된다.The first and second distance measurement signals generated by the distance measurement unit 420 are input through the input unit 441 and transmitted to the distance difference calculation unit 442.

상기 거리차 산출부(442)는 상기 거리 측정부(420)에서 발생한 제1 및 제2 거리측정신호를 이용하여 거리 차를 산출한다.The distance difference calculation unit 442 calculates the distance difference using the first and second distance measurement signals generated by the distance measurement unit 420.

즉, 제1 거리측정신호를 제1 거리값으로 수치화하고, 제2 거리측정신호를 제2 거리값으로 수치화한 후, 양자를 감산하여 그 차이를 산출한다(제2 거리값 - 제1 거리값 = 거리차).That is, the first distance measurement signal is quantified as the first distance value, the second distance measurement signal is quantified as the second distance value, and then both are subtracted to calculate the difference (second distance value - first distance value). = distance difference).

이렇게 산출된 거리차 데이터는 컨택트부 상태 판별부(443)에 전달된다.The distance difference data calculated in this way is transmitted to the contact state determination unit 443.

상기 컨택트바 상태 판별부(443)는 상기 거리차 산출부(442)에서 산출한 거리차를 기초로 컨택트 바(111, 112)의 상태를 판별한다.The contact bar status determination unit 443 determines the status of the contact bars 111 and 112 based on the distance difference calculated by the distance difference calculation unit 442.

즉, 산출한 거리차와 미리 설정된 기준 거리차를 비교하여, 상기 산출한 거리차가 상기 기준 거리차의 범위 이내이면 컨택트바가 정상상태이며, 컨택트바가 정위치에 위치한 것으로 판별을 한다. 이와는 달리 산출한 거리차와 미리 설정된 기준 거리차를 비교하여, 상기 산출한 거리차가 상기 기준 거리차의 범위를 벗어나면 컨택트바의 위치가 정위치가 아니거나 컨택트바의 이상상태라고 판별한다.That is, the calculated distance difference is compared with a preset reference distance difference, and if the calculated distance difference is within the range of the reference distance difference, it is determined that the contact bar is in a normal state and the contact bar is located in the correct position. In contrast, the calculated distance difference is compared with a preset reference distance difference, and if the calculated distance difference is outside the range of the reference distance difference, it is determined that the position of the contact bar is not in the correct position or the contact bar is in an abnormal state.

여기서 기준 거리차는 대부분의 전기 버스의 높이가 비슷하며, 컨택트 바의 높이 역시 비슷하다는 전제하에 설정되는 기준 거리차이다. 만약, 전기 버스의 높이가 다양하고 컨택트 바의 높이가 다양하다면, 미리 각각의 전기 버스의 형태에 따른 다양한 기준 거리차 값을 테이블 형태로 메모리에 저장해 놓고, 차량 정보를 통해 전기 버스의 형식이나 높이 등을 인식하고, 그에 알맞은 기준 거리차 값을 추출하여 사용할 수 있다.Here, the standard distance difference is set on the premise that the height of most electric buses is similar and the height of the contact bar is also similar. If the height of the electric bus varies and the height of the contact bar varies, various standard distance difference values according to the type of each electric bus are stored in memory in the form of a table in advance, and the type and height of the electric bus are determined through vehicle information. etc. can be recognized, and an appropriate standard distance difference value can be extracted and used.

여기서 컨택트 바(111,112)의 돌출부(111a, 112a)에 이물질이 쌓여 있거나, 컨택트바(111, 112)를 전기 버스(103)에 고정하는 고정부의 이상이 발생하여 컨택트바(111, 112)의 위치(높이)가 달라지거나, 전기 버스(103)의 바퀴가 펑크가 나 전기 버스(103)의 높이가 낮아지거나, 전기 버스(103)의 바퀴에 장해물이 있어 전기 버스(103)의 높이가 높아지는 경우 등에서, 산출한 거리차가 기준 거리차의 범위를 벗어날 수 있다. Here, foreign matter is accumulated on the protrusions 111a and 112a of the contact bars 111 and 112, or a problem occurs in the fixing part that secures the contact bars 111 and 112 to the electric bus 103, causing damage to the contact bars 111 and 112. If the position (height) changes, the wheel of the electric bus 103 is punctured and the height of the electric bus 103 is lowered, or there is an obstacle in the wheel of the electric bus 103, the height of the electric bus 103 increases. In some cases, etc., the calculated distance difference may be outside the range of the standard distance difference.

이렇게 산출한 거리차가 기준 거리차의 범위를 벗어나면, 컨택트바 상태 판별부(443)는 컨택트바 이상상태 판별정보를 생성하여 컨택트바 이상상태 통보부(444)에 전달한다. 상기 컨택트바 이상상태 통보부(444)는 상기 컨택트바 상태 판별부(443)에 의해 컨택트바 이상상태로 판별정보가 전달되며, 이를 이용하여 컨택트바 이상상태 정보를 생성하여 통신부(460)에 전달한다.If the distance difference calculated in this way is outside the range of the standard distance difference, the contact bar status determination unit 443 generates contact bar abnormality status determination information and transmits it to the contact bar abnormality status notification unit 444. The contact bar abnormal state notification unit 444 receives determination information as a contact bar abnormal state by the contact bar status determination unit 443, and uses this to generate contact bar abnormal state information and transmit it to the communication unit 460. do.

상기 통신부(460)는 상기 충전 제어부(440)의 컨택트바 이상상태 통보부(444)에서 발생한 컨택트 바 이상상태 정보를 전기 버스 운전자 또는 차량 관리자 또는 충전 관리자의 휴대 단말로 전송하여, 전기 버스 운전자나 차량 관리자 또는 충전 관리자가 실시간으로 충전 불가능한 상태를 인지하도록 한다.The communication unit 460 transmits the contact bar abnormality status information generated from the contact bar abnormality status notification unit 444 of the charging control unit 440 to the portable terminal of the electric bus driver, vehicle manager, or charging manager, so that the electric bus driver or Allow vehicle managers or charging managers to recognize non-charging conditions in real time.

휴대 단말을 통해 컨택트바 이상상태 정보를 수신한 수신자는 전기 버스의 바퀴에 장해물이 있는지, 아니면 컨택트 바에 이물질이 쌓여 있는지, 아니면 컨택트바의 위치가 틀어 졌는지 등을 실시간으로 확인하고, 신속한 조치를 취하여, 정상적으로 충전이 이루어지도록 한다. 신속한 조치 이후에는 차량 장치를 통해 다시 충전 요청 정보를 팬터그래프 충전장치(400)로 전송하여, 전기 버스의 충전 동작이 다시 이루어지도록 한다.The recipient who receives contact bar abnormality information through a mobile terminal checks in real time whether there are obstacles on the wheels of the electric bus, whether foreign substances are piled up on the contact bar, or whether the position of the contact bar is misaligned, and takes prompt action. , Ensure that charging occurs normally. After quick action, the charging request information is transmitted again to the pantograph charging device 400 through the vehicle device, so that the electric bus can be charged again.

한편, 상기 충전 제어부(440)의 컨택트바 상태 판별부(443)에 의해 컨택트바가 정상상태라고 판별이 되면, 컨택트바 상태 편별부(443)는 컨택트바 정상상태 정보를 생성하여 팬터그래프 속도 제어부(445)에 전달한다.Meanwhile, when the contact bar status determination unit 443 of the charging control unit 440 determines that the contact bar is in a normal state, the contact bar status determination unit 443 generates contact bar normal state information and controls the pantograph speed control unit 445. ) is delivered to.

상기 팬터그래프 속도 제어부(445)는 팬터그래프의 고속 하강을 위한 고속 하강 속도제어신호와 저속 정밀하강을 위한 저속 정밀하강 속도제어신호를 산출하고, 산출한 속도제어신호를 팬터그래프 구동부(450)에 전달하여, 팬터그래프의 하강 속도를 제어한다.The pantograph speed control unit 445 calculates a high-speed lowering speed control signal for high-speed lowering of the pantograph and a low-speed precise lowering speed control signal for low-speed precise lowering, and transmits the calculated speed control signal to the pantograph driving unit 450, Controls the descending speed of the pantograph.

주지한 바와 같이, 상기 고속 하강 속도제어신호는 팬터그래프 충전접촉부(403a, 403b)와 컨택트바(111, 112)의 돌출부(111a, 112a)가 접촉하기 이전의 설정된 일정거리만큼만 팬터그래프(403)를 고속으로 하강하기 위한 속도 제어신호이며, 상기 저속 정밀하강 속도제어신호는 상기 팬터그래프 충전접촉부(403a, 403b)와 상기 컨택트바(111, 112)의 돌출부(111a, 112a) 접촉 시 부드러운 접촉을 유도하기 위한 속도 제어신호이다.As noted, the high-speed descending speed control signal moves the pantograph 403 at high speed only a certain distance set before the pantograph charging contact portions 403a and 403b and the protrusions 111a and 112a of the contact bars 111 and 112 come into contact. It is a speed control signal for descending, and the low-speed precise descent speed control signal is for inducing soft contact when the pantograph charging contact portions (403a, 403b) contact the protrusions (111a, 112a) of the contact bars (111, 112). This is a speed control signal.

상기 팬터그래프 구동부(450)는 상기 충전 제어부(440)에서 발생한 팬터그래프 이중 속도제어신호에 따라 팬터그래프(403)의 하향 이동 속도를 제어하여, 팬터그래프 충전 접촉부(403a, 403b)와 컨택트 바(11, 112)의 돌출부(111a, 112a) 간을 접촉시켜, 전기 버스의 충전이 이루어지도록 한다. 여기서 속도 제어는 팬터그래프(403)를 하향 이동시키는 모터 속도 또는 실린더의 유압 조절을 통해 쉽게 구현할 수 있다.The pantograph driver 450 controls the downward movement speed of the pantograph 403 according to the pantograph dual speed control signal generated from the charging control unit 440, and connects the pantograph charging contact portions 403a and 403b and the contact bars 11 and 112. By contacting the protrusions 111a and 112a, the electric bus is charged. Here, speed control can be easily implemented through hydraulic adjustment of the cylinder or the motor speed that moves the pantograph 403 downward.

즉, 팬터그래프(403)의 초기 이동 시에는 고속 하강을 통해 팬터그래프(403)를 컨택트 바(111, 112)의 돌출부(111a, 112a)에 접촉하기 이전의 일정거리 위까지 고속 이동을 하고, 이어, 일정거리 위에서부터는 저속 정밀 속도 제어를 통해 서서히 팬터그래프(403)가 하강을 하여, 컨택트바(111, 1120의 돌출부(111a, 112a)와의 부드러운 접촉을 유도한다. 접촉 판단은 압력 센서나 높이 센서 등을 이용하여 쉽게 구현할 수 있다.That is, during the initial movement of the pantograph 403, the pantograph 403 is lowered at high speed and moved at high speed up to a certain distance before contacting the protrusions 111a and 112a of the contact bars 111 and 112, and then, From above a certain distance, the pantograph 403 gradually descends through low-speed precision speed control, thereby inducing soft contact with the protrusions 111a and 112a of the contact bars 111 and 1120. Contact determination is performed using a pressure sensor or a height sensor. It can be easily implemented using .

이와 같이 초기 이동에는 고속 하강을 하고, 일정거리에서는 저속 정밀 하강을 통해, 팬터그래프 충전 접촉부와 컨택트바의 돌출부를 접촉시킴으로써, 부드러운 접촉을 유도함과 동시에 팬터그래프 충전 접촉부와 컨택트바의 돌출부 간의 전체적인 접촉 시간을 단축하여, 충전 시간 단축을 도모할 수 있다.In this way, a high-speed descent is performed during the initial movement, and a low-speed, precise descent is made at a certain distance to bring the pantograph charging contact part into contact with the protrusion of the contact bar, thereby inducing soft contact and at the same time reducing the overall contact time between the pantograph charging contact part and the protrusion of the contact bar. By shortening, the charging time can be shortened.

또한, 팬터그래프 충전 접촉부와 컨택트바의 돌출부 간의 부드러운 접촉으로 인해, 접촉부의 접촉 소음 및 마모를 줄여, 접촉부의 수명 연장을 도모할 수 있다.In addition, due to the soft contact between the pantograph charging contact part and the protrusion of the contact bar, contact noise and wear of the contact part can be reduced, thereby extending the life of the contact part.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다.Although the invention made by the present inventor has been described in detail according to the above embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and various changes can be made without departing from the gist of the invention, as is known in the art. It is self-evident to those who have it.

100: 차량 충전 장치
101 - 104: 전기 버스
110: 충전부
120: 차량 장치
200: 파워뱅크
300: 브릿지
304: 이동 레일
400: 팬터그래프 충전장치
401: 이동수단
402: 팬터그래프 위치 조정수단
403: 팬터그래프
410: 통신모듈
420: 거리 측정부
421: 초음파 센서
422: 레이저 센서
440: 충전 제어부
441: 입력부
442: 거리차 산출부
443: 컨택트바 상태 판별부
444: 컨택트바 이상상태 통보부
445: 팬터그래프 속도 제어부
450: 팬터그래프 구동부
460: 통신부
100: Vehicle charging device
101 - 104: Electric Bus
110: Charging part
120: vehicle device
200: Power bank
300: bridge
304: moving rail
400: Pantograph charging device
401: means of transportation
402: Pantograph position adjustment means
403: Pantograph
410: Communication module
420: Distance measuring unit
421: ultrasonic sensor
422: Laser sensor
440: Charging control unit
441: input unit
442: Distance difference calculation unit
443: Contact bar status determination unit
444: Contact bar abnormal status notification unit
445: Pantograph speed control unit
450: Pantograph driving unit
460: Department of Communications

Claims (9)

하향식 팬터그래프를 이용하여 충전 대상 전기 버스에 탑재된 컨택트바와 접촉을 통해 전기 버스를 충전하는 팬터그래프 충전장치;
상기 전기 버스에 탑재되며, 차량 정보를 획득하여 상기 팬터그래프 충전장치에 전송하고 충전을 요청하며, 상기 팬터그래프 충전장치의 제어에 따라 충전을 하는 차량 충전 장치를 포함하고,
상기 팬터그래프 충전장치는,
상기 전기 버스의 상부와 컨택트바의 거리를 측정하여 제1 및 제2 거리측정신호를 발생하는 거리 측정부; 상기 거리 측정부에서 발생한 제1 및 제2 거리측정신호를 이용하여 거리 차를 산출하고, 산출한 거리 차로 차량에 탑재된 컨택트바의 상태를 판별하며, 상기 컨택트바의 상태에 이상이 있으면 컨택트바 이상상태를 통보해주고, 상기 컨택트바의 상태가 정상이면 팬터그래프 이중 속도제어신호를 발생하는 충전 제어부; 상기 충전 제어부에서 발생한 팬터그래프 이중 속도제어신호에 따라 팬터그래프의 하향 이동 속도를 제어하는 팬터그래프 구동부; 상기 차량 충전 장치로부터 전송된 충전 관련 데이터를 수신하여 상기 충전 제어부에 전달하는 통신 모듈; 및 상기 충전 제어부에서 발생한 컨택트바 이상상태 정보를 전기 버스 운전자 또는 차량 관리자의 휴대 단말로 전송하는 통신부를 포함하고,
상기 거리 측정부는 상기 충전 대상 전기 버스의 상부에 탑재된 컨택트바에 초음파를 발신하고, 반사된 초음파를 이용하여 팬터그래프 충전접촉부와 컨택트바 돌출부 간의 거리를 측정하여 제1 거리측정신호를 발생하는 초음파 센서; 및 상기 충전 대상 전기 버스의 상부에 레이저를 발신하고, 반사된 레이저 신호를 이용하여 팬터그래프 충전접촉부와 전기 버스 상부 간의 거리를 측정하여 제2 거리측정신호를 발생하는 레이저 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차 충전용 팬터그래프와 컨택트바의 접촉 제어장치.
A pantograph charging device that uses a top-down pantograph to charge an electric bus through contact with a contact bar mounted on the electric bus to be charged;
It is mounted on the electric bus, and includes a vehicle charging device that obtains vehicle information, transmits it to the pantograph charging device, requests charging, and charges according to the control of the pantograph charging device,
The pantograph charging device,
a distance measuring unit that measures the distance between the top of the electric bus and the contact bar and generates first and second distance measurement signals; The distance difference is calculated using the first and second distance measurement signals generated from the distance measurement unit, the calculated distance difference determines the state of the contact bar mounted on the vehicle, and if there is an abnormality in the state of the contact bar, the contact bar A charging control unit that notifies an abnormal state and generates a pantograph dual speed control signal when the state of the contact bar is normal; a pantograph driving unit that controls the downward movement speed of the pantograph according to the pantograph dual speed control signal generated from the charging control unit; a communication module that receives charging-related data transmitted from the vehicle charging device and transmits it to the charging control unit; And a communication unit that transmits contact bar abnormal state information generated by the charging control unit to a portable terminal of an electric bus driver or vehicle manager,
The distance measuring unit transmits ultrasonic waves to a contact bar mounted on top of the electric bus to be charged, and uses reflected ultrasonic waves to measure the distance between the pantograph charging contact unit and the contact bar protrusion to generate a first distance measurement signal. An ultrasonic sensor; And a laser sensor that transmits a laser to the top of the electric bus to be charged and measures the distance between the pantograph charging contact part and the top of the electric bus using the reflected laser signal to generate a second distance measurement signal. Contact control device for pantograph and contact bar for electric vehicle charging.
삭제delete 삭제delete 청구항 1에서, 상기 초음파 센서 및 레이저 센서는 상기 팬터그래프에 설치되는 것을 특징으로 하는 전기차 충전용 팬터그래프와 컨택트바의 접촉 제어장치.
The contact control device of claim 1, wherein the ultrasonic sensor and the laser sensor are installed on the pantograph.
삭제delete 청구항 1에서, 상기 충전 제어부는,
상기 통신 모듈 및 거리 측정부에서 전송된 충전 관련 데이터 및 제1 및 제2 거리측정 신호를 입력받는 입력부;
상기 입력부를 통해 입력된 제1 및 제2 거리측정 신호를 이용하여 거리 차를 산출하는 거리차 산출부;
상기 거리차 산출부에서 산출한 거리차를 기초로 컨택트바의 상태를 판별하는 컨택트바 상태 판별부; 및
상기 컨택트바 상태 판별부에 의해 컨택트바 이상상태로 판별이 되면, 컨택트바 이상상태 정보를 생성하여 통신부에 전달하는 컨택트바 이상상태 통보부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차 충전용 팬터그래프와 컨택트바의 접촉 제어장치.
In claim 1, the charging control unit,
an input unit that receives charging-related data and first and second distance measurement signals transmitted from the communication module and the distance measurement unit;
a distance difference calculation unit that calculates a distance difference using the first and second distance measurement signals input through the input unit;
a contact bar status determination unit that determines the status of the contact bar based on the distance difference calculated by the distance difference calculation unit; and
When the contact bar status determination unit determines that the contact bar is in an abnormal state, the contact bar abnormality status notification unit generates contact bar abnormality information and transmits it to the communication unit. The contact between the pantograph for charging an electric vehicle and the contact bar. Control device.
청구항 6에서, 상기 컨택트바 상태 판별부는 산출한 거리차와 미리 설정된 기준 거리차를 비교하여, 상기 산출한 거리차가 상기 기준 거리차의 범위 이내이면 컨택트바의 위치가 정위치이며 전기 버스의 주차 상태가 정상상태라고 판별을 하고, 산출한 거리차와 미리 설정된 기준 거리차를 비교하여, 상기 산출한 거리차가 상기 기준 거리차의 범위를 벗어나면 컨택트바의 위치가 정위치가 아니거나 이상상태라고 판별하는 것을 특징으로 하는 전기차 충전용 팬터그래프와 컨택트바의 접촉 제어장치.
In claim 6, the contact bar status determination unit compares the calculated distance difference with a preset reference distance difference, and if the calculated distance difference is within the range of the reference distance difference, the position of the contact bar is in the correct position and the parking state of the electric bus is determined. It is determined to be in a normal state, and the calculated distance difference is compared with a preset standard distance difference. If the calculated distance difference is outside the range of the standard distance difference, it is determined that the position of the contact bar is not in the correct position or is in an abnormal state. A contact control device for a pantograph and a contact bar for electric vehicle charging.
청구항 6에서, 상기 충전 제어부는,
상기 컨택트바 상태 판별부에 의해 컨택트바가 정상상태라고 판별이 되면, 상기 팬터그래프의 고속 하강을 위한 고속 하강 속도제어신호와 저속 정밀하강을 위한 저속 정밀하강 속도제어신호를 산출하여 팬터그래프의 하강 속도를 제어하는 팬터그래프 속도 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차 충전용 팬터그래프와 컨택트바의 접촉 제어장치.
In claim 6, the charging control unit,
When the contact bar status determination unit determines that the contact bar is in a normal state, the lowering speed of the pantograph is controlled by calculating a high-speed lowering speed control signal for high-speed lowering of the pantograph and a low-speed precise lowering speed control signal for low-speed precise lowering. A contact control device for a pantograph for electric vehicle charging and a contact bar, comprising a pantograph speed control unit.
청구항 8에서, 상기 고속 하강 속도제어신호는 팬터그래프 충전접촉부와 컨택트바가 접촉하기 이전의 설정된 일정거리만큼만 팬터그래프를 고속으로 하강하기 위한 속도 제어신호이며, 상기 저속 정밀하강 속도제어신호는 상기 팬터그래프 충전접촉부와 상기 컨택트바의 접촉 시 부드러운 접촉을 유도하기 위한 속도 제어신호인 것을 특징으로 하는 전기차 충전용 팬터그래프와 컨택트바의 접촉 제어장치.In claim 8, the high-speed descent speed control signal is a speed control signal for lowering the pantograph at high speed only a predetermined distance set before the pantograph charging contact part and the contact bar come into contact, and the low-speed precise descent speed control signal is A contact control device between a pantograph for charging an electric vehicle and a contact bar, characterized in that it is a speed control signal for inducing soft contact when the contact bar is touched.
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