KR102652457B1 - 주차 시설에 구비되는 전기차 자동 충전 시스템 및 방법 - Google Patents

주차 시설에 구비되는 전기차 자동 충전 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 주차 시설에 구비되는 전기차 자동 충전 시스템 및 방법을 공개한다. 본 발명은 사용자가 주차 시설의 지정 주차 영역에 충전이 필요한 전기차를 주차하면, 이송 장치로 하여금 전기차를 충전 주차 영역으로 이동시키고, 이동 레일을 이용하여 아웃렛 체결 및 탈거 장치(로봇 암)을 전기차가 주차된 충전 주차 영역으로 이동시킨다. 그 후, 아웃렛 체결 및 탈거 장치(로봇 암)을 제어하여, 아웃렛 체결 및 탈거 장치(로봇 암)이 충전 스테이션에서 충전 아웃렛을 탈거하여 전기차의 인렛에 결합시켜 충전을 수행하고, 충전이 완료되면 충전 아웃렛을 인렛에서 분리하여 충전 스테이션에 거치한 후, 충전이 완료된 전기차를 이송 장치가 일반 주차 영역으로 이동시킨다. 이러한 구성을 통해서, 사용자는 장시간 대기 후, 자신이 스스로 충전 스테이션이 설치된 주차 공간에 전기차를 주차하고, 충전 스테이션에서 충전 아웃렛을 탈거하여 충전을 수행할 필요 없이, 주차 시설의 지정 영역에 주차하는 것 만으로도 전기차 충전을 수행할 수 있고, 주차 시설은 인건비를 절약하면서 유휴 충전 스테이션이 발생하는 것을 방지하여 효율적으로 충전 시설을 운영할 수 있다.

Description

주차 시설에 구비되는 전기차 자동 충전 시스템 및 방법{Automatic electric vehicle charging system and method provided in parking facility}
본 발명은 전기차 자동 충전 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 주차 타워와 같은 주차 시설에 구비되는 전기차 자동 충전 시스템 및 방법에 관한 것이다.
최근 전기차가 급속도로 보급됨에 따라서, 전기차 충전 문제가 대두되고 있다. 현재의 전기차 충전 방식의 경우, 전기차 충전스테이션에서 배터리를 충전하기 위해서, 사용자는 충전스테이션에 전기차를 정차하고 충전스테이션에 배터리 충전에 대한 정보사항(충전방식,회원인증,결재방법 등)을 입력한 후 충전스테이션의 아웃렛을 전기차의 인렛에 체결하여 배터리 충전을 한다.
배터리 충전 완료시 사용자는 이동 단말기에 접수된 알림 메시지를 확인하여 충전스테이션에 정차된 전기차를 다른 곳으로 주차 또는 이동한다.
그런데, 전기차 충전 완료시점에, 사용자가 알림 메시지를 미인지하거나, 돌발 상황이 발생하면, 사용자가 충전스테이션에 정차된 전기차를 다른 곳으로 이동할 수 없어 패널티(이용 제한 및 점거 비용)가 부과되며, 대기자는 충전스테이션을 사용할 수 없어 불편함이 발생한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 주차타워와 같은 주차 시설에, 배터리를 충전해야 하는 다수의 전기차가 대기하고 있는 상황에서, 사용자의 편의를 제고함과 동시에 효율적으로 충전을 수행할 수 있는 전기차 자동 충전 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기차 자동 충전 시스템은, 충전 아웃렛을 구비하고, 충전 주차 영역의 복수의 주차 공간에 각각 설치되어, 전기차로 충전 전력을 공급하는 복수의 충전 스테이션; 상기 복수의 충전 스테이션을 따라서 설치되는 이동 레일; 상기 이동 레일을 따라서 이동하여, 상기 충전 스테이션에 거치된 상기 충전 아웃렛을 탈거하여 전기차에 구비된 인렛에 결합시키고, 충전이 완료되면 상기 충전 아웃렛을 분리하여 충전 스테이션에 거치하는 아웃렛 체결 및 탈거 장치; 일반 주차 영역에 주차된 전기차를 충전 스테이션이 설치된 충전 주차 영역으로 이송하고, 충전이 완료된 전기차를 충전 주차 영역으로부터 일반 주차 영역으로 이송하는 이송장치; 및 상기 이송 장치를 제어하여 전기차를 이송하고, 상기 아웃렛 체결 및 탈거 장치를 이동 레일을 따라서 이동시키며, 상기 아웃렛 체결 및 탈거 장치를 제어하여 충전 아웃렛을 상기 충전 스테이션으로부터 탈거 및 거치시키고, 상기 인렛과 결합 및 분리시킴으로써 전기차 충전을 제어하는 자동 충전 제어 장치를 포함한다.
또한, 상기 자동 충전 제어 장치는, 전기차의 인렛에 설치된 GPS 센서에서 측정된 인렛 위치 정보에 따라서 상기 아웃렛 체결 및 탈거 장치를 제어하여, 상기 아웃렛 체결 및 탈거 장치가 탈거한 충전 아웃렛이 인렛을 향하도록 정렬할 수 있다.
또한, 상기 자동 충전 제어 장치는, 충전 아웃렛에 설치된 이미지 센서로부터 전기차의 인렛을 촬영한 인렛 영상을 수신하고, 인렛 영상에 따라서 상기 아웃렛 체결 및 탈거 장치를 제어하여, 인렛 위치 정보에 따라서 인렛과 정렬된 충전 아웃렛의 위치 및 방향을 변경함으로써 충전 아웃렛과 인렛을 결합시킬 수 있다.
또한, 상기 자동 충전 제어 장치는, 전기차 또는 전기차 이용자의 통신 단말(이용자 단말)로부터 충전 요청 정보를 수신하여 충전을 수행하고, 상기 이용자 단말로 충전 상태, 충전량 및 과금 정보 중 적어도 하나를 전송할 수 있다.
또한, 상기 전기차는, 상기 인렛; 상기 인렛을 보호하는 인렛 커버; 상기 인렛 커버을 개폐하는 인렛 모터; 상기 인렛의 위치를 측정하도록 인렛에 설치되는 GPS 센서; 유무선 통신망을 통해서 상기 자동 충전 제어 장치와 직접 또는 데이터 센터를 통해서 통신을 수행하는 통신부; 및 상기 자동 충전 제어 장치로부터 전기차가 충전 주차 영역으로 이송되었음을 통지받으면 상기 모터를 제어하여 상기 인렛 커버를 열고, 상기 GPS 센서에서 입력된 인렛의 위치 정보를 상기 통신부를 통해서 상기 자동 충전 제어 장치로 전송하는 차량 제어부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 자동 충전 제어 장치는, 유무선 통신망을 통해서 전기차 및 전기차 이용자의 통신 단말(이용자 단말)과 직접 또는 데이터 센터를 통해서 통신을 수행하는 통신 모듈; 상기 이송 장치를 제어하여, 일반 주차 영역의 빈 주차 공간과 충전 주차 영역의 빈 주차 공간을 확인하여, 일반 주차영역에서 충전 대기중인 전기차를 충전 주차영역의 빈 주차 공간으로 이송하고, 충전이 완료된 전기차를 충전 주차영역으로부터 일반 주차영역의 빈 주차 공간으로 이송하는 차량 이송 제어 모듈; 충전 아웃렛에 설치된 이미지 센서로부터 전기차의 인렛을 촬영한 인렛 영상을 수신하고, 인렛 영상에 따라서 상기 아웃렛 체결 및 탈거 장치를 제어하여 충전 아웃렛의 위치 및 방향을 변경함으로써 충전 아웃렛과 인렛을 결합시키는 아웃렛 체결 및 탈거 장치 제어 모듈; 상기 통신 모듈을 통해서 전기차 또는 상기 이용자 단말로부터 수신된 충전 요청 정보에 따라서 충전 스테이션을 제어하여 충전을 수행하는 충전 스테이션 제어 모듈; 및 충전량에 따라서 이용자 과금을 수행하는 과금 모듈을 포함할 수 있다.
한편, 상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 주차 시설에 구비되는 전기차 자동 충전 시스템에서 수행되는 전기차 자동 충전 방법은, (a) 충전 스테이션이 설치된 충전 주차 영역에 빈 공간이 생기면, 이송 장치를 제어하여 일반 주차 영역에 주차된 전기차를 충전 주차 영역으로 이동시키는 단계; (b) 아웃렛 체결 및 탈거 장치를 이동 레일을 따라서 충전 주차 영역으로 이동시키고, 상기 아웃렛 체결 및 탈거 장치를 제어하여 충전 아웃렛을 충전 스테이션으로부터 탈거하는 단계; (c) 상기 아웃렛 체결 및 탈거 장치를 제어하여 상기 충전 아웃렛을 전기차의 인렛과 결합시켜 충전을 수행하며, 충전이 완료되면 상기 아웃렛 체결 및 탈거 장치를 제어하여 상기 충전 아웃렛을 인렛으로부터 분리하고 충전 스테이션에 거치하는 단계; 및 (d) 상기 이송 장치를 제어하여, 충전이 완료된 전기차를 일반 주차 영역으로 이동시키는 단계를 포함한다.
또한, 상기 (c) 단계는, 전기차의 인렛에 설치된 GPS 센서에서 측정된 인렛 위치 정보에 따라서 상기 아웃렛 체결 및 탈거 장치를 제어하여, 상기 아웃렛 체결 및 탈거 장치가 탈거한 충전 아웃렛이 인렛을 향하도록 정렬할 수 있다.
또한, 상기 (c) 단계는, 충전 아웃렛에 설치된 이미지 센서가 인렛을 촬영한 인렛 영상에 따라서 상기 아웃렛 체결 및 탈거 장치를 제어하여, 인렛 위치 정보에 따라서 인렛과 정렬된 충전 아웃렛의 위치 및 방향을 변경함으로써 충전 아웃렛과 인렛을 결합시킬 수 있다.
또한, 상기 (a) 단계에서, 상기 전기차는 충전 주차 영역으로 이송되면, 인렛 커버와 연결된 인렛 모터를 동작시켜 인렛 커버를 개방하고, 상기 GPS 센서에서 인렛 위치 정보를 생성하여 전기차 자동 충전 시스템으로 전송할 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 주차 시설에 구비되는 전기차 자동 충전 시스템에서 수행되는 전기차 자동 충전 방법은, 상기 (a) 단계 이전에, 주차 시설의 지정 주차 영역에 주차된 전기차 또는 전기차의 이용자 단말로부터 충전 요청 정보를 수신하는 단계; 및 충전 주차 영역에 빈 주차 공간이 없는 경우, 이송 장치를 제어하여 지정 주차 영역에 주차된 전기차를 일반 주차 영역으로 이동시키는 단계;를 더 포함하고, 상기 (c) 단계는 상기 충전 요청 정보에 따라서 충전을 수행할 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 주차 시설에 구비되는 전기차 자동 충전 시스템에서 수행되는 전기차 자동 충전 방법은, (e) 전기차의 이용자 단말로 충전 완료 정보를 전송하는 단계를 더 포함하고, 충전 완료 정보는 충전 상태(충전 완료), 충전량, 과금 정보(충전 요금 및 주차 요금), 및 현재 일반 주차 영역의 주차 위치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명은 사용자가 주차 시설의 지정 주차 영역에 충전이 필요한 전기차를 주차하면, 이송 장치로 하여금 전기차를 충전 주차 영역으로 이동시키고, 이동 레일을 이용하여 아웃렛 체결 및 탈거 장치(로봇 암)을 전기차가 주차된 충전 주차 영역으로 이동시킨다. 그 후, 아웃렛 체결 및 탈거 장치(로봇 암)을 제어하여, 아웃렛 체결 및 탈거 장치(로봇 암)이 충전 스테이션에서 충전 아웃렛을 탈거하여 전기차의 인렛에 결합시켜 충전을 수행하고, 충전이 완료되면 충전 아웃렛을 인렛에서 분리하여 충전 스테이션에 거치한 후, 충전이 완료된 전기차를 이송 장치가 일반 주차 영역으로 이동시킨다.
이러한 구성을 통해서, 사용자는 장시간 대기 후, 자신이 스스로 충전 스테이션이 설치된 주차 공간에 전기차를 주차하고, 충전 스테이션에서 충전 아웃렛을 탈거하여 충전을 수행할 필요 없이, 주차 시설의 지정 영역에 주차하는 것 만으로도 전기차 충전을 수행할 수 있고, 주차 시설은 인건비를 절약하면서 유휴 충전 스테이션이 발생하는 것을 방지하여 효율적으로 충전 시설을 운영할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 주차 시설에 구비되는 전기차 자동 충전 시스템의 전체 구성을 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 주차 시설에 구비되는 전기차 자동 충전 시스템의 일 구현 예를 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 서비스를 이용하는 전기차의 세부 구성을 기능적으로 도시하는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동 충전 제어 장치의 세부 구성을 기능적으로 도시하는 기능 블록도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 아웃렛 체결 및 탈거 장치가 이동 레일을 따라서 이동하는 방식의 일 예를 설명하는 도면이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기차 인렛과 충전 아웃렛의 일 예를 도시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기차 자동 충전 방법을 설명하는 흐름도이다.
이하, 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
여기서, 본 발명의 상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련된 다 음의 상세한 설명을 통해 보다 분명해질 것이다. 다만, 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러가지 실시예들을 가질 수 있는 바, 이하에서는 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세히 설명하고자 한다.
도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장되어진 것이며, 또한, 구성요소(element) 또는 층이 다른 구성요소 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 구성요소 또는 층의 바로 위 뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 구성요소를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 원칙적으로 동일한 구성요소들을 나타낸다. 또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.
본 발명과 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제 1, 제 2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 주차 시설에 구비되는 전기차 자동 충전 시스템의 전체 구성을 도시하는 도면이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 주차 시설에 구비되는 전기차 자동 충전 시스템의 일 구현 예를 설명하는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 주차 시설에 구비되는 전기차 자동 충전 시스템은 충전 스테이션(500), 이동 레일(600), 아웃렛 체결 및 탈거 장치(700), 이송 장치(800) 및 자동 충전 제어 장치(400)를 포함하여 구성된다.
또한, 본 발명의 전기차 자동 충전 시스템이 복수의 위치에 복수개가 구현되는 경우에는, 전기차 자동 충전 시스템들과, 복수의 이용자 단말(200) 및 복수의 전기차들(300) 간의 통신과 정보 제공을 위한 데이터 센터(100)가 더 포함될 수 있다. 또한, 전기차 자동 충전 시스템이 단일한 구성인 경우에, 데이터 센터(100)는 자동 충전 제어 장치(400)와 통합되어 구현될 수도 있다.
이하, 각각의 구성을 설명하면, 먼저, 주차 시설은 충전 스테이션(500)이 설치된 충전 주차 영역과 충전 스테이션(500)이 설치되지 않은 일반 주차 영역을 포함한다. 본 발명의 주차 시설은 주차 타워일 수도 있고, 대지상에 구획된 주차장 형식의 주차 시설일 수도 있다. 이하에서는, 설명의 편의를 위해서 주차 타워인 경우를 예시적으로 설명한다.
충전 스테이션(500)은 충전 아웃렛(510)을 구비하고, 충전 아웃렛(510)이 전기차(300)의 인렛(310)과 결합되면 충전 아웃렛(510)을 통해서 전기차(300)로 충전 전력을 공급하는 것으로서, 현재 상용화된 일반적인 충전 스테이션으로 구비될 수 있다.
이동 레일(600)은 충전 주차 영역에 설치된 복수의 충전 스테이션(500)을 따라서 설치되고, 아웃렛 체결 및 탈거 장치(700)가 이동 레일(600)을 따라서 충전 주차 영역의 특정 충전 스테이션(500)으로 이동할 수 있도록 구비된다.
아웃렛 체결 및 탈거 장치(700)은 이동 레일(600)을 따라서 이동하여, 충전 스테이션(500)에 거치된 충전 아웃렛(510)을 탈거하여 전기차(300)에 구비된 인렛(310)에 결합시키고, 충전이 완료되면 충전 아웃렛(510)을 분리하여 충전 스테이션(500)에 거치하는 기능을 수행한다. 충전 아웃렛의 탈거, 인렛과 체결, 인렛으로부터 분리, 및 충전 아웃렛의 거치를 수행할 수 있는 구성이라면 아웃렛 체결 및 탈거 장치(700)의 구현 방식에 제한이 없다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위해서, 아웃렛 체결 및 탈거 장치(700)가 로봇 암으로 구현된 경우를 예를 들어서 설명한다.
이송 장치(800)는 자동 충전 제어 장치(400)의 제어에 따라서, 지정 주차 영역에 주차된 전기차(300) 또는 일반 주차 영역에 주차된 전기차(300)를 충전 스테이션(500)이 설치된 충전 주차 영역으로 이동시키고, 충전이 완료된 전기차(300)를 충전 주차 영역으로부터 일반 주차 영역으로 이송한다.
이송 장치(800)는 승하강 장치 및 컨베이어 벨트 등으로 구현될 수 있고, 주차 시설 내에서 차량을 이송할 수 있는 구성이라면 그 구현 방식에 제한이 없다. 예를 들면, 대한민국 특허 제 10-1047206 호(주차타워의 주차시스템), 대한민국 특허 제 10-0775853 호(원형 주차 타워), 한국 특허 공개 제 10-2005-0110171 호(다층형 주차타워 및 주차타워에서의 주차관리방법) 등에 공개된 차량 이송 방식 및 차량 이송 장치가 적용될 수 있다.
자동 충전 제어 장치(400)는 이송 장치(800)를 제어하여 전기차(300)를 이동시키고, 아웃렛 체결 및 탈거 장치(로봇 암)(700)를 이동 레일(600)을 따라서 이동시키며, 아웃렛 체결 및 탈거 장치(로봇 암)(700)를 제어하여 충전 아웃렛(510)을 충전 스테이션(500)으로부터 탈거 및 거치시키고, 인렛(310)과 결합 및 분리시킴으로써 전기차 충전을 제어한다. 자동 충전 제어 장치(400)의 기능은 첨부하는 도 3 및 도 4를 참조하여 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 서비스를 이용하는 전기차(300)의 세부 구성을 기능적으로 도시하는 블록도이다. 전기차(300)는 도 3에 도시된 구성 이외에 다양한 구성 요소들을 포함하지만, 본 발명에서는 설명의 편의를 위해서 본 발명과 관련된 구성 요소들만이 도 3에 도시되었음을 주의해야 한다.
도 3을 더 참조하면, 전기차(300)는 인렛(310), 인렛 커버(320), GPS 센서(340), 인렛 모터(330), 통신부(350), 및 차량 제어부(360)를 포함한다.
인렛(310)은 충전 스테이션(500)의 충전 아웃렛(510)과 결합하여 전기차(300) 내부로 충전 전력을 공급하고, 인렛 커버(320)는 충전 상태가 아닐 때 인렛(310)을 덮어서 인렛(310)으로 이물질들이 유입되는 것을 차단하며, 인렛 모터(330)는 인렛 커버(320)와 연동되어 인렛 커버(320)의 개폐를 구동한다.
GPS 센서(340)는 인렛(310)에 설치되어 인렛(310)의 위치를 측정하여 차량 제어부(360)로 출력하고, 통신부(350)는 유무선 통신망을 통해서 자동 충전 제어 장치(400)와 직접 또는 데이터 센터(100)를 통해서 통신을 수행한다. 통신부(350)는 이동통신망 또는 Wi-Fi를 통해서 통신을 수행할 수 있다.
차량 제어부(360)는 통신부(350)를 통해서 자동 충전 제어 장치(400)로부터 전기차(300)가 충전 주차 영역으로 이송되었음을 통지받으면, 인렛 모터(330)를 제어하여 인렛 커버(320)를 개방하고, GPS 센서(340)로부터 입력된 인렛(310)의 위치 정보를 통신부(350)를 통해서 자동 충전 제어 장치(400)로 전송한다.
또한, 실시예에 따라서, 차량 제어부(360)는 전기차(300)에 설치된 입력 수단(예컨대, AVN 장치)으로부터 충전 요청 정보(충전량, 충전 완료 시간, 충전 금액 등)를 입력받아, 자동 충전 제어 장치(400)로 전송한다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동 충전 제어 장치(400)의 세부 구성을 기능적으로 도시하는 기능 블록도이고, 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 아웃렛 체결 및 탈거 장치(로봇 암)(700)가 이동 레일(600)을 따라서 이동하는 방식의 일 예를 설명하는 도면이다.
도 4 및 도 5를 더 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동 충전 제어 장치(400)는 통신 모듈(410), 차량 이송 제어 모듈(420), 아웃렛 체결 및 탈거 장치 제어 모듈(430), 충전 스테이션 제어 모듈(440), 및 과금 모듈(450)을 포함한다.
먼저, 통신 모듈(410)은 유무선 통신망을 통해서 전기차(300) 및 전기차 이용자의 통신 단말(이용자 단말(200))과 직접 또는 데이터 센터(100)를 통해서 통신을 수행한다. 통신 모듈(410)은 이동통신망 또는 Wi-Fi를 통해서 통신을 수행할 수 있다.
차량 이송 제어 모듈(420)은 일반 주차 영역의 빈 주차 공간과 충전 주차 영역의 빈 주차 공간을 확인하고, 이송 장치(800)를 제어하여 지정 주차 영역에 주차된 전기차(300)를 충전 주차 영역 또는 일반 주차 영역으로 이동시킨다.
사용자는 본 발명의 서비스를 이용하기 위해서 지정 주차 영역에 주차를 수행하고, 충전 주차 영역에 충전 가능한 공간이 있는 경우에 차량 이송 제어 모듈(420)은 지정 주차 영역에 주차된 전기차(300)를 충전 주차 영역으로 이동시켜 충전을 수행할 수 있도록 한다.
그러나, 충전 주차 영역에 충전 가능한 주차 공간이 없는 경우에, 차량 이송 제어 모듈(420)은 지정 주차 영역에 주차된 전기차(300)를 일반 주차 영역으로 먼저 이동시킨다. 그 후, 충전 주차 영역에 충전 가능한 주차 공간이 생기면, 일반 주차 영역에서 충전을 대기하는 전기차들(300) 중 가장 먼저 충전을 요청한 전기차(300)부터 충전 주차 영역으로 이동시켜 충전을 수행하도록 한다. 아울러, 차량 이송 제어 모듈(420)은 충전이 완료된 전기차(300)를 충전 주차 영역으로부터 일반 주차영역의 빈 주차 공간으로 이동시킨다.
아웃렛 체결 및 탈거 장치 제어 모듈(430)은, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 충전할 차량이 있는 충전 스테이션(500)으로, 아웃렛 체결 및 탈거 장치(로봇 암)(700)를 이동 레일(600)을 따라서 이동시키고, 아웃렛 체결 및 탈거 장치(로봇 암)(700)를 제어하여, 아웃렛 체결 및 탈거 장치(로봇 암)(700)로 하여금 충전 스테이션(500)에 거치된 충전 아웃렛(510)을 잡아서 탈거하도록 한다.
그 후, 아웃렛 체결 및 탈거 장치 제어 모듈(430)은, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 전기차(300)의 GPS 센서(340)에서 측정한 인렛(310)의 위치 정보를 수신하고, 인렛(310)의 위치 정보에 따라서, 아웃렛 체결 및 탈거 장치(로봇 암)(700)가 탈거한 충전 아웃렛(510)의 위치 및 방향이 전기차(300)의 인렛(310)을 향하도록 아웃렛 체결 및 탈거 장치(로봇 암)(700)를 제어한다.
또한, 아웃렛 체결 및 탈거 장치 제어 모듈(430)은 충전 아웃렛(510)에 설치된 이미지 센서로부터 전기차(300)의 인렛(310)을 촬영한 인렛 영상을 수신하고, 인렛 영상에 따라서 아웃렛 체결 및 탈거 장치(로봇 암)(700)를 제어하여 충전 아웃렛(510)의 위치 및 방향을 변경함으로써 충전 아웃렛(510)이 인렛(310)과 정렬되도록 하고, 충전 아웃렛(510)과 인렛(310)을 결합시킴으로써, 충전이 개시되도록 한다. 참고로, 인렛(310)과 충전 아웃렛(510)의 구조는 도 6a 및 도 6b를 참조하여 후술한다.
충전 스테이션 제어 모듈(440)은 통신 모듈(410)을 통해서 전기차(300) 또는 이용자 단말(200)로부터 수신된 충전 요청 정보에 따라서 충전 스테이션(500)을 제어하여 충전을 수행한다. 충전 요청 정보에는 충전량, 충전 완료 시간, 충전 금액 등 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 충전량은 KWh 단위로 어느 정도의 전력을 충전할지를 나타내고, 충전 완료 시간은 사용자가 전기차(300)를 이용해야 하는 시간을 나타내며, 충전 금액은 충전에 어느 정도의 금액을 지불할지 여부를 나타낸다.
과금 모듈(450)은 충전량에 따라서 이용자 과금을 수행하는 기능을 수행한다. 과금을 위해서, 과금 모듈(450)은 충전 스테이션 제어 모듈(440)로부터 실제 충전량을 입력받고, 이용자 단말(200)로 충전 완료 정보(충전 상태(충전 완료), 충전량, 과금 정보(충전 요금 및 주차 요금 등),현재 일반 주차 영역의 주차 위치 등이 포함됨)를 전송하고, 이용자 단말(200)이 사전에 입력한 결제 정보(예컨대, 신용카드 정보)를 이용하여 결제를 수행한 후, 결제 결과를 이용자 단말(200)로 전송할 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기차 인렛(310)과 충전 아웃렛(510)의 일 예를 도시하는 도면이다.
도 6a 는 DC combo 타입의 인렛(310) 및 충전 아웃렛(510) 구조의 일예를 도시하고, 도 6b 는 AC 타입의 인렛(310)과 충전 아웃렛(510) 구조의 일 예를 도시한다.
도 6a 에 도시된, 전기차(300)에 설치된 DC combo 타입의 인렛(310)은 상부 및 하부에 충전 아웃렛(510)이 결합되는 인렛이 하나씩 배치되고, 각각을 덮는 인렛 커버1과 커버2가 하나씩 설치되며, 인렛 커버1 및 커버2에 각각 모터1 및 모터2가 결합되어, 모터 1 및 모터 2를 동작시킴으로써 인렛 커버1 및 커버2를 열고 닫을 수 있다.
또한, 인렛(310) 상부에는 GPS 센서(340)가 설치되어, GPS 센서(340)에서 측정된 인렛(310)의 위치 정보가 차량 제어부(360)로 출력되고, 인렛 위치 정보는 다시 자동 충전 제어 장치(400)로 전달된다.
아울러, 도 6b에 도시된 충전 아웃렛(510)은 내부에 이미지 센서가 설치되어, 인렛(310)과의 결합 과정에서 인렛(310)을 촬영한 인렛 영상을 자동 충전 제어 장치(400)로 전송하고, 자동 충전 제어 장치(400)는 인렛 영상을 분석하여 아웃렛 체결 및 탈거 장치(로봇 암)(700)를 제어함으로써 충전 아웃렛(510)의 위치 및 방향을 조절하여 인렛(310)과 결합시킨다.
한편, 도 6b 에 도시된 AC 타입은 인렛, 인렛 커버 및 모터가 각각 1개씩 설치되어 있다는 점을 제외하면, 기본적인 구성은 도 6a의 DC combo 타입의 인렛 및 충전 아웃렛과 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기차 자동 충전 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 7에 도시된 전기차 자동 충전 방법은, 도 1 내지 도 6b를 참조하여 설명한, 주차 시설에 구비되는 전기차 자동 충전 시스템에서 수행되는 것이므로, 수행되는 기능은 동일하다. 따라서, 이하에서는 중복되는 자세한 설명은 생략하고, 전체적인 흐름을 중심으로 전기차 자동 충전 방법을 설명한다.
본 발명에 따라서 전기차(300)를 충전하기 위해서, 사용자는 본 발명의 주차 시설 중 지정 주차 영역에 전기차(300)를 주차를 한 후, 전기차(300) 또는 이용자 단말(200)에 충전 요청 정보를 입력하고, 전기차(300) 또는 이용자 단말(200)은 충전 요청 정보를, 데이터 센터(100)를 통하거나 자동 충전 제어 장치(400)로 직접 전송한다(S710).
충전 요청 정보를 수신한 자동 충전 제어 장치(400)는, 현재 충전 스테이션(500)이 설치된 충전 주차 영역에 빈 자리가 있는지, 즉, 충전이 가능한지 여부를 확인하고(S721), 충전이 가능하지 않으면, 이송 장치(800)를 제어하여 전기차(300)를 일반 주차 영역으로 이동시키고, 제 S721 단계로 진행하여 충전 가능 여부를 지속적으로 조사한다(S723).
충전이 가능하면, 즉, 충전 주차 영역에 빈 주차 공간이 생기면, 자동 충전 제어 장치(400)는 이송 장치(800)를 제어하여 지정 주차 영역에 있는 전기차(300) 또는 일반 주차 영역에 있는 전기차(300)를 충전 주차 영역의 빈자리로 이동시킨다(S725). 이 때, 충전 주차 영역으로 이동되는 순서는 일반 주차 영역에 주차된 전기차들 중 먼저 충전을 요청한 순서에 따른다.
충전 주차 영역으로 이동된 전기차(300)는 자동 충전 제어 장치(400)로부터 인렛 커버(320) 개방 요청 신호를 수신하여, 인렛 모터(330)를 구동함으로써 커버를 개방하고, 인렛(310)에 설치된 GPS 센서(340)에서 측정된 위치 정보를 자동 충전 제어 장치(400)로 전송한다(S730).
그러면, 자동 충전 제어 장치(400)는 아웃렛 체결 및 탈거 장치(로봇 암)(700)를 제어하여, 아웃렛 체결 및 탈거 장치(로봇 암)(700)를 전기차(300)가 있는 충전 주차 영역으로 이동 레일(600)을 따라서 이동시키고(S741), 아웃렛 체결 및 탈거 장치(로봇 암)(700)로 하여금 충전 스테이션(500)에 거치된 충전 아웃렛(510)을 탈거하여, 전기차(300)로부터 수신한 인렛 위치 정보에 따라서 충전 아웃렛(510)이 인렛(310)을 향하도록 정렬한다(S743).
그 후, 충전 아웃렛(510)에 설치된 이미지 센서는 전기차(300)의 인렛(310)을 촬영하고 인렛 영상을 생성하여 자동 충전 제어 장치(400)로 전송하고(S751), 자동 충전 제어 장치(400)는 인렛 영상에 따라서 아웃렛 체결 및 탈거 장치(로봇 암)(700)를 제어하여 충전 아웃렛(510)과 인렛(310)을 일 열로 정렬시키고, 충전 아웃렛(510)과 인렛(310)을 결합시킨다(S753).
인렛(310)과 충전 아웃렛(510)이 결합되면, 자동 충전 제어 장치(400)는 충전 스테이션(500)을 제어하여 충전을 개시하고, 충전을 완료한다(S760).
충전이 완료되면, 자동 충전 제어 장치(400)는 아웃렛 체결 및 탈거 장치(로봇 암)(700)를 제어하여, 충전 완료된 전기차(300)가 주차된 충전 주차 영역의 주차 공간으로 아웃렛 체결 및 탈거 장치(로봇 암)(700)를 이동시키고(S771), 아웃렛 체결 및 탈거 장치(로봇 암)(700)는 충전 아웃렛(510)을 전기차(300)의 인렛(310)으로부터 분리하고, 충전 스테이션(500)에 거치한다(S773).
그러면, 자동 충전 제어 장치(400)는 이송 장치(800)를 제어하여, 충전 완료된 전기차(300)를 일반 주차 영역의 빈 주차 공간으로 이동시키고(S781), 이용자 단말(200)로 충전 완료 정보를 전송한다(S783). 충전 완료 정보에는 충전 상태(충전 완료), 충전량, 과금 정보(충전 요금 및 주차 요금 등), 현재 일반 주차 영역의 주차 위치 등이 포함됨은 상술한 바와 같다.
지금까지 설명한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 자동 충전 제어 방법은, 컴퓨터에서 실행가능한 명령어로 구현되어 비일시적 저장매체에 저장된 컴퓨터 프로그램으로 구현될 수 있다.
저장매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광데이터 저장장치 등이 있다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 데이터 센터 200 : 이용자 단말
300 : 전기차
310 : 인렛 320 : 인렛 커버
330 : 인렛 모터 340 : GPS 센서
350 : 통신부 360 : 차량 제어부
400 : 자동 충전 제어 장치
410 : 통신 모듈 420 : 차량 이송 제어 모듈
430 : 로봇 암 제어 모듈 440 : 충전 스테이션 제어 모듈
450 : 과금 모듈
500 : 충전 스테이션
510 : 충전 아웃렛 600 : 이동 레일
700 : 아웃렛 체결 및 탈거 장치(로봇 암)
800 : 이송 장치

Claims (12)

  1. 충전 아웃렛을 구비하고, 충전 주차 영역의 복수의 주차 공간에 각각 설치되어, 전기차로 충전 전력을 공급하는 복수의 충전 스테이션;
    상기 복수의 충전 스테이션을 따라서 설치되는 이동 레일;
    상기 이동 레일을 따라서 이동하여, 상기 충전 스테이션에 거치된 상기 충전 아웃렛을 탈거하여 전기차에 구비된 인렛에 결합시키고, 충전이 완료되면 상기 충전 아웃렛을 분리하여 충전 스테이션에 거치하는 아웃렛 체결 및 탈거 장치; 및
    일반 주차 영역에 주차된 전기차를 충전 스테이션이 설치된 충전 주차 영역으로 이송하고, 충전이 완료된 전기차를 충전 주차 영역으로부터 일반 주차 영역으로 이송하는 이송장치; 및
    상기 이송 장치를 제어하여 전기차를 이송하고, 상기 아웃렛 체결 및 탈거 장치를 이동 레일을 따라서 이동시키며, 상기 아웃렛 체결 및 탈거 장치를 제어하여 충전 아웃렛을 상기 충전 스테이션으로부터 탈거 및 거치시키고, 상기 인렛과 결합 및 분리시킴으로써 전기차 충전을 제어하는 자동 충전 제어 장치를 포함하고,
    상기 자동 충전 제어 장치는
    유무선 통신망을 통해서 전기차 및 전기차 이용자의 통신 단말(이용자 단말)과 직접 또는 데이터 센터를 통해서 통신을 수행하는 통신 모듈;
    상기 이송 장치를 제어하여, 일반 주차 영역의 빈 주차 공간과 충전 주차 영역의 빈 주차 공간을 확인하여, 일반 주차영역에서 충전 대기중인 전기차를 충전 주차영역의 빈 주차 공간으로 이송하고, 충전이 완료된 전기차를 충전 주차영역으로부터 일반 주차영역의 빈 주차 공간으로 이송하는 차량 이송 제어 모듈;
    충전 아웃렛에 설치된 이미지 센서로부터 전기차의 인렛을 촬영한 인렛 영상을 수신하고, 인렛 영상에 따라서 상기 아웃렛 체결 및 탈거 장치를 제어하여 충전 아웃렛의 위치 및 방향을 변경함으로써 충전 아웃렛과 인렛을 결합시키는 아웃렛 체결 및 탈거 장치 제어 모듈;
    상기 통신 모듈을 통해서 전기차 또는 상기 이용자 단말로부터 수신된 충전 요청 정보에 따라서 충전 스테이션을 제어하여 충전을 수행하는 충전 스테이션 제어 모듈; 및
    충전량에 따라서 이용자 과금을 수행하는 과금 모듈을 포함하며,
    상기 아웃렛 체결 및 탈거 장치 제어 모듈은,
    전기차의 인렛에 설치된 GPS 센서에서 측정된 인렛 위치 정보에 따라서 상기 아웃렛 체결 및 탈거 장치를 제어하여, 상기 아웃렛 체결 및 탈거 장치가 탈거한 충전 아웃렛이 인렛을 향하도록 정렬하고, 충전 아웃렛에 설치된 이미지 센서로부터 전기차의 인렛을 촬영한 인렛 영상을 수신하고, 인렛 영상에 따라서 상기 아웃렛 체결 및 탈거 장치를 제어하여, 인렛 위치 정보에 따라서 인렛과 정렬된 충전 아웃렛의 위치 및 방향을 변경함으로써 충전 아웃렛과 인렛을 결합시키는 것을 특징으로 하는 전기차 자동 충전 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 자동 충전 제어 장치는
    전기차 또는 전기차 이용자의 통신 단말(이용자 단말)로부터 충전 요청 정보를 수신하여 충전을 수행하고,
    상기 이용자 단말로 충전 상태, 충전량 및 과금 정보 중 적어도 하나를 전송하는 것을 특징으로 하는 전기차 자동 충전 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 전기차는
    상기 인렛;
    상기 인렛을 보호하는 인렛 커버;
    상기 인렛 커버을 개폐하는 인렛 모터;
    상기 인렛의 위치를 측정하도록 인렛에 설치되는 GPS 센서;
    유무선 통신망을 통해서 상기 자동 충전 제어 장치와 직접 또는 데이터 센터를 통해서 통신을 수행하는 통신부; 및
    상기 자동 충전 제어 장치로부터 전기차가 충전 주차 영역으로 이송되었음을 통지받으면 상기 모터를 제어하여 상기 인렛 커버를 열고, 상기 GPS 센서에서 입력된 인렛의 위치 정보를 상기 통신부를 통해서 상기 자동 충전 제어 장치로 전송하는 차량 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차 자동 충전 시스템.
  6. 삭제
  7. 주차 시설에 구비되는 전기차 자동 충전 시스템에서 수행되는 전기차 자동 충전 방법으로서,
    주차 시설의 지정 주차 영역에 주차된 전기차 또는 전기차의 이용자 단말로부터 충전 요청 정보를 수신하는 단계; 및
    충전 주차 영역에 빈 주차 공간이 없는 경우, 이송 장치를 제어하여 지정 주차 영역에 주차된 전기차를 일반 주차 영역으로 이동시키는 단계;
    (a) 충전 스테이션이 설치된 충전 주차 영역에 빈 공간이 생기면, 이송 장치를 제어하여 일반 주차 영역에 주차된 전기차를 충전 주차 영역으로 이동시키는 단계;
    (b) 아웃렛 체결 및 탈거 장치를 이동 레일을 따라서 충전 주차 영역으로 이동시키고, 상기 아웃렛 체결 및 탈거 장치를 제어하여 충전 아웃렛을 충전 스테이션으로부터 탈거하는 단계;
    (c) 상기 아웃렛 체결 및 탈거 장치를 제어하여 상기 충전 아웃렛을 전기차의 인렛과 결합시켜 충전을 수행하며, 충전이 완료되면 상기 아웃렛 체결 및 탈거 장치를 제어하여 상기 충전 아웃렛을 인렛으로부터 분리하고 충전 스테이션에 거치하는 단계; 및
    (d) 상기 이송 장치를 제어하여, 충전이 완료된 전기차를 일반 주차 영역으로 이동시키는 단계를 포함하고,
    상기 (c) 단계는
    전기차의 인렛에 설치된 GPS 센서에서 측정된 인렛 위치 정보에 따라서 상기 아웃렛 체결 및 탈거 장치를 제어하여, 상기 아웃렛 체결 및 탈거 장치가 탈거한 충전 아웃렛이 인렛을 향하도록 정렬하고, 충전 아웃렛에 설치된 이미지 센서가 인렛을 촬영한 인렛 영상에 따라서 상기 아웃렛 체결 및 탈거 장치를 제어하여, 인렛 위치 정보에 따라서 인렛과 정렬된 충전 아웃렛의 위치 및 방향을 변경함으로써 충전 아웃렛과 인렛을 결합시키는 것을 특징으로 하는 전기차 자동 충전 방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 (a) 단계에서, 상기 전기차는 충전 주차 영역으로 이송되면, 인렛 커버와 연결된 인렛 모터를 동작시켜 인렛 커버를 개방하고, 상기 GPS 센서에서 인렛 위치 정보를 생성하여 전기차 자동 충전 시스템으로 전송하는 것을 특징으로 하는 전기차 자동 충전 방법.
  11. 삭제
  12. 제 7 항에 있어서,
    (e) 전기차의 이용자 단말로 충전 완료 정보를 전송하는 단계를 더 포함하고,
    상기 충전 완료 정보는 충전 상태(충전 완료), 충전량, 과금 정보(충전 요금 및 주차 요금), 및 현재 일반 주차 영역의 주차 위치 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차 자동 충전 방법.
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