KR102667126B1

KR102667126B1 - 에너지 모듈을 구비한 컨테이너 활용 충전 시스템

Info

Publication number: KR102667126B1
Application number: KR1020220178302A
Authority: KR
Inventors: 김성두
Original assignee: (주)모던텍
Priority date: 2022-12-19
Filing date: 2022-12-19
Publication date: 2024-05-20

Abstract

본 발명은 전기 제품을 수납할 수 있는 수납 공간을 가지는 컨테이너; 상기 컨테이너의 외부에 구비되어 전력을 생산하는 에너지 모듈; 상기 컨테이너의 일측에 마련되어 전력을 저장하는 ESS; 상기 ESS에 마련되고 충전 전력으로 변환하는 전력 제어 모듈; 상기 컨테이너의 외부에 마련되고 전기차를 충전하는 충전기; 를 포함하고, 상기 ESS는 상기 에너지 모듈로부터 생산된 전력을 제공받으며, 상기 ESS에 저장된 전력은 상기 컨테이너 및/또는 상기 충전기에 공급되는 충전 시스템이 제공될 수 있다.

Description

에너지 모듈을 구비한 컨테이너 활용 충전 시스템{Electric charging system with an energy module using a container}

본 발명은 에너지 모듈을 구비한 컨테이너 활용 충전 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 신재생 에너지를 생산하는 에너지 모듈, 에너지를 저장하는 ESS 및 다양한 활용 공간을 제공하는 컨테이너를 기반한 컨테이너 활용 충전 시스템 충전시스템에 관한 것이다.

전기차(EV : Electronic Vehicle)에는 EV 배터리가 설치되며, 배터리 제어 시스템으로서 BMS(Battery Management System)가 설치된다.

현재, 녹색 기술 개발의 일환으로서 전기차에 관한 연구는 물론 전기차의 활용성을 높이기 위하여 전기차의 충전 시스템에 관한 많은 연구가 행해지고 있다. 그러나, 아직까지는 개발 진행 단계에 불과하여 해결해야 하는 기술적 문제는 물론 다양한 소비자 욕구에 부합되는 충전 시스템이 보급화되지 못하고 있다.

또한, 신재생 에너지원으로서, 태양광, 풍력 에너지 등과 ESS(Energy Storage System, 에너지 저장장치)를 활용하여 생활 공간내에서 사용함은 물론, 전기차를 충전하기 위한 다양한 설비에 대한 요구에 부응하지 못하고 있다.

이에 본 발명은 여러 용도로 사용할 수 있는 컨테이너에 신재생 에너지원을 제공할 수 있는 에너지 모듈과 ESS를 구비하여 신재생 에너지원으로부터 제공받은 전력을 저장한 상태에서 컨테이너내서의 전기 사용은 물론 전기차를 충전할 수 있고, 신재생 에너지원으로부터 발생한 전력 및 전기차에 충전된 전력을 역송하여 외부 전력망에 전력 거래 형태로 판매 가능한 에너지 모듈을 구비한 컨테이너 활용 충전 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명은 전기 제품을 수납할 수 있는 수납 공간을 가지는 컨테이너; 상기 컨테이너의 외부에 구비되어 전력을 생산하는 에너지 모듈; 상기 컨테이너의 일측에 마련되어 전력을 저장하는 ESS; 상기 ESS에 마련되고 충전 전력으로 변환하는 전력 제어 모듈; 상기 컨테이너의 외부에 마련되고 전기차를 충전하는 충전기를 포함하고, 상기 ESS는 상기 에너지 모듈로부터 생산된 전력을 제공받으며, 상기 ESS에 저장된 전력은 상기 컨테이너 및/또는 상기 충전기에 공급되는 충전 시스템이 제공될 수 있다.

이와 같이, 본 발명은 컨테이너의 이동이 자유롭고, 컨테이너의 수납 공간안에 용도에 맞는 설비를 갖추고 사용하며, 이때, 컨테이너의 외부에 신재생 에너지를 생산하는 에너지 모듈을 구비하여 전력을 공급받아서 ESS에 저장하고, ESS로부터 저장된 전력을 이용하여 컨테이너에 구비한 각종 설비 이용시 사용하거나, 또는 전기차의 충전시 사용하며, 야간 또는 장마철과 같이 태양광 에너지의 공급을 제대로 받지 못하여 ESS에 저장되는 전력량이 적은 경우에는 외부 전원을 동원하여 사용함으로써, 다양한 상황에 따라 전력을 활용할 수 있다.

본 발명은 ESS를 구비한 상태의 컨테이너를 쉽게 이동할 수 있기 때문에, 컨테이너를 다른 장소에서 다른 용도로 사용하기 위해 이동시키는 경우, 운반 차량을 통해 컨테이너를 싣고 목적지까지 운송할 수 있고, 목적지에 비치후 에너지 모듈과 충전기를 설치하면 되므로, 이동에 따른 설치를 간편하게 수행할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 충전 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1로부터 보다 구체적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 오토 핸들부 및 충전기를 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 충전 시스템의 일 례를 나타낸 도면으로서, 풍력 발전기 구비된 상태를 나타낸 것이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 실시 예에 제한되지 않으며, 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 실시 예들간 구성 요소 중 적어도 하나 이상은 선택적으로 결합 및/또는 치환할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예의 용어는 특별하게 정의하지 않는 한 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있고, 일반적으로 사용하는 용어는 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 해석할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예의 용어는 실시 예의 설명을 위한 것으로 본 발명을 제한하는 것은 아니다.

또한, 본 발명의 실시 예에서 하나의 구성 요소가 다른 구성 요소와 “연결된다”,“결합된다” 등으로 기재되는 것은, 하나의 구성 요소가 다른 구성 요소에 직접적으로 연결, 결합되는 것뿐만 아니라, 두 구성 요소 사이의 또 다른 구성 요소에 의해 간접적으로 연결, 결합되는 것도 의미할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에서 하나의 구성 요소가 다른 구성 요소의 상부 또는 하부, 위 또는 아래에 배치, 형성, 위치하는 것은, 하나의 구성요소가 다른 구성 요소에 직접적 또는 간접적으로 배치, 형성, 위치하는 것을 포함할 수 있다. 상부 또는 하부, 위 또는 아래에 대한 표현은, 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향도 의미할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 충전 시스템은 다양한 용도로 사용할 수 있는 컨테이너(100), 컨테이너(100)의 소정 위치에 마련되는 에너지 모듈(200), 컨테이너(100)의 일측에 마련되어서 전기를 저장하는 ESS(300), ESS(300)에 포함되고 에너지 모듈(200) 및 ESS(300)를 제어할 수 있는 전력 제어 모듈(400), 전기차(10)에 전기를 공급하도록 ESS(300)로부터 전기를 공급받는 충전기(500)를 포함할 수 있다.

컨테이너(100)는 내부에 수납 공간(101)이 마련되는 외함(110)으로 이루어질 수 있고, 외함(110)은 전자파를 차단할 수 있는 전자파 차폐 소재를 포함할 수 있다. 전자파 차폐 소재는 탄소섬유(Carbon Fiber), 탄소나노튜브(Carbon Nanotube, CNT), 카본블랙(Carbon Black), 그래핀(Graphene) 등과 같은 전기 전도성이 뛰어난 탄소 소재일 수 있다.

또한, 외함(110)에는 전자파 차폐 소재를 함유한 도료를 코팅하여 마련할 수 있다.

수납 공간(101)에는 사용자의 의도에 부합되는 용도의 각종 설비가 갖추어질 수 있다.

예를 들어, 사용자가 카페를 운영하고자 하는 경우, 카페를 운영하기 위한 각종 설비 즉, 커피 제조기, 싱크대, 테이블, 의자, 커피를 담을 수 있는 용기 등을 갖출 수 있다. 또한, 컨테이너(100)의 외함(110) 정면에는 도어가 설치될 수 있다. 이러한 카페 관련 제반 설비를 운영하기 위해서는 전기를 사용해야 하며, 기본적으로 에너지 모듈(200)에 의해 생산된 신재생 에너지를 ESS(300)에 저장후 전기 공급을 받을 수 있다.

본 발명의 실시 예에 있어서, 에너지 모듈(200)은 신재생 에너지를 생산하는 설비로서, 태양광, 풍력, 수력 등을 이용해서 생산된 전기 에너지를 포함할 수 있다.

에너지 모듈(200)은 태양광을 전력으로 변환할 수 있는 태양광 패널, 풍력을 이용해서 신재생 에너지를 생산하는 풍력 발전기, 수력을 이용해서 신재생 에너지를 생산하는 수력 발전기 등을 포함할 수 있다.

도 4를 참조하면, 에너지 모듈(200)로서 풍력 발전기(220)가 컨테이너(100)의 일측에 설치되어서 발생된 풍력에 의한 전력을 공급해줄 수 있다.

본 발명의 실시 예에 있어서, 에너지 모듈(200)은 컨테이너(100)의 외함(110) 천장 외부에 구비되는 태양광 패널(210)에 대하여 설명한다.

태양광 패널(210)을 통해 입력된 태양광 에너지는 전기로 변환되고, 후술하는 전력 제어 모듈(400)의 제어부(410)의 제어 동작에 의해 ESS(300)로 저장될 수 있다.

ESS(300)에는 에너지 모듈(200)로부터 생산된 신재생 에너지가 저장될 수 있도록 배터리(310)가 마련될 수 있다.

ESS(300)에 구비되는 전력 제어 모듈(400)은 제어부(410)와 변환부(420)를 포함할 수 있다.

제어부(410)는 ESS(300)에 저장된 전력을 충전기(500)에 제공할 수 있도록 제어할 수 있다.

변환부(420)는 교류 전력을 1차 직류 전력으로 변환하는 제1 변환부(421), 1차 직류 전력을 충전 전력으로 변환하는 제2 변환부(422) 및, 직류 전력을 교류 전력으로 변환시키는 제3 변환부(423)를 포함할 수 있다.

따라서, 제1 변환부(421)는 AC/DC 컨버터를 포함할 수 있고, 제2 변환부(422)는 DC/DC 컨버터를 포함할 수 있으며, 제3 변환부(423)는 DC/AC 컨버터를 포함할 수 있다.

태양광 패널(210)을 통해 공급된 직류 전력은 제2 변환부(422)를 거쳐서 충전기(500)를 통해 전기차(10)에 직류 전류가 공급될 수 있다.

또한, 외부 전원(20)이 공급되면, 제1 변환부(421)를 통해 교류 전력에서 1차 직류 전력으로 변환되어 ESS(300)에 저장되며, 1차 직류 전력의 제1 전압이 전기차(10)에서 요구하는 제2 전압과 다를 수 있기 때문에, 1차 직류 전력은 DC/DC 컨버터를 포함하는 제2 변환부(422)에서 제2 전압의 크기를 갖는 2차 직류 전력에 해당하는 충전 전력으로 변환되어 공급될 수 있다.

따라서, ESS(300)에는 1차 직류 전력(AC->DC) 및 충전 전력이 저장될 수 있다. ESS(300)는 전력 제어 모듈(400)의 제어부(410)의 제어 동작에 의해 제2 변환부(422)로 기 저장된 1차 직류 전력을 제공할 수 있다. 여기서, 에너지 모듈(200)인 태양광 패널(210)로부터 공급받는 신재생 에너지는 ESS(300)의 배터리(310)에 저장시, 신재생 에너지의 전압값 또는 전류값이 전기차(10)에서 요구되는 것과 다를 수 있다. 기 저장된 신재생 에너지가 정상적으로 전기차(10)에 공급되도록 ESS(300)의 제어부(410)에 의해 DC/DC 컨버터를 포함하는 제2 변환부(422)로 기 저장된 신재생 에너지를 제공할 수 있다.

또한, 제어부(410)는 전기 요금이 싼 시간대의 교류 전력을 이용해서 ESS(300)에 마련된 배터리(310)를 충전할 수 있다. 여기서, 교류 전력은 외부 전원(20)에 의해 공급되는 전력일 수 있다.

즉, ESS(300)는 에너지 모듈(200)에 의해 전력을 공급받아 저장하거나, 외부 전원(20)에 의해 전력을 공급받아 저장할 수 있다.

외부 전원(20)은 컨테이너(100)의 설치 장소 또는 용도에 따라 다양하게 마련될 수 있다. 예를 들어, 컨테이너(100)를 일반 건물 앞에 설치하는 경우, 외부 전원(20)은 일반 건물로부터 제공받을 수 있고, 일반 주택에 설치하는 경우에는 일반 주택으로부터 공급받을 수 있다. 따라서, ESS(300)에는 외부 전원(20)이 공급되도록 하기 위한 전기 접속 커넥터가 마련될 수 있다.

충전기(500)는 ESS(300)로부터 전력을 공급받아 전기차(10)를 충전할 수 있다.

충전기(500)는 충전기 본체(510)와, 충전기 본체(510)로부터 충전 케이블을 통해 연결되는 충전건(520)을 포함할 수 있고, 충전건(520)은 별도 마련된 오토 핸들부(600)에 의해 전기차(10)에 충전 작업을 진행할 수 있다.

오토 핸들부(600)는 전기차(10)에 착탈되는 충전건(520)을 잡는 그랩부(610), 그랩부(610)를 움직이는 아암부(620), 아암부(620)를 이동시키는 이동 수단(630)을 포함할 수 있다.

아암부(620)는 복수의 아암이 서로 연결되고, 복수의 아암이 연결되는 부분인 관절 부분은 회전가능하게 결합되며, 따라서, 아암부(620)의 움직이는 방향이 다 방향이므로, 회동 및 충전기 본체(510)에 대한 전,후진 동작을 할 수 있다.

또한, 이동 수단(630)은, 고정된 상태를 유지하고 가이드 레일 역할을 하는 고정 베이스 부재(631), 고정 베이스 부재(631)의 길이 방향을 따라 이동되는 이동 부재(632)를 포함할 수 있다. 이동 부재(632)는 아암부(620)의 하단부와 연결되어 이동될 수 있고, 고정 베이스 부재(631)의 내부에는 이동 부재(632)를 이동시킬 수 있는 구동부가 마련될 수 있다. 구동부는 모터 및 볼스크류(미도시)의 조합 등으로 이루어질 수 있다.
도 3을 참조하면, 고정 베이스 부재(631)와 충전기 본체(510)의 사이에는 지지 부재(640)가 연결되어 지지될 수 있다. 더욱이, 지지 부재(640)는 충전기 본체(510)의 양측면에 연결되어 지지될 수 있다.

고정 베이스 부재(631)는 평면상 직사각형 형태로 이루어질 수 있고, 길이가 긴 쪽을 길이 방향이라고 정의할 수 있다.

따라서, 이동 부재(632)는 볼 스크류에 결합되고, 모터의 가동으로 볼 스크류가 제자리 회전하면, 이동 부재(632)는 볼 스크류의 길이 방향을 따라 고정 베이스 부재(631)에 의해 가이드되면서 직선 이동할 수 있다. 고정 베이스 부재(631)에는 이동 부재(632)가 슬라이딩 이동할 수 있도록 결합되는 가이드 레일이 형성될 수 있다.

모터의 회전 방향에 따라 이동 부재(632)는 고정 베이스 부재(631)의 길이 방향을 따라 직선 왕복 이동할 수 있다.

오토 핸들부(600)의 동작을 위한 전원은 ESS(300) 및/또는 외부 전원(20)으로부터 공급받을 수 있다.

전기차(10)는 충전기(500)를 통해 전기가 충전되는 전기차 배터리(11), 인버터(12) 및 제1 커넥터(13)와 제2 커넥터(14)를 구비할 수 있다.

인버터(12)는 직류 전력을 교류 전력으로 변환하는 DC/AC 컨버터일 수 있다.

제1 커넥터(13)는 충전기(500)로부터 전기를 충전받기 위해 오토 핸들부(600)의 움직임에 의해 충전기(500)에 마련된 충전건(520)과 접속되어서 전기를 충전받을 수 있다.

제2 커넥터(14)는 교류 전력을 역송으로 ESS(300)에 보내기 위한 AC 커넥터일 수 있다.

제어부(410)는 컨테이너(100), 에너지 모듈(200), ESS(300), 복수의 충전기(500)에 대한 전력 공급 상황을 다음의 제1 전력 제어 모드, 제2 전력 제어 모드, 제3 전력 제어 모드, 제4 전력 제어 모드, 제5 전력 제어 모드중 하나로 제어할 수 있다.

제1 전력 제어 모드는 에너지 모듈(200)에 의한 전력 공급으로 컨테이너(100)에 전력을 충분히 사용할 수 있는 경우로서, 에너지 모듈(200)에서 생산된 전력을 ESS(300)에 저장하고, ESS(300)에 저장된 제1 전력(직류)은 DC/AC 컨버터를 포함하는 제3 변환부(423)을 통해 교류 전력으로 변환되어서 컨테이너(100)에서 사용할 수 있다.

제1 전력 제어 모드인 경우에 있어서, 전력 공급원은 직류 전력을 생산하는 에너지 모듈(200)일 수 있고, 이러한 전력 공급원의 전력을 출력시키는 것은 ESS(300)일 수 있다.

제2 전력 제어 모드는 제1 전력 제어 모드와 반대 모드로서, 컨테이너(100)에서 사용하는 전력(교류 전력)이 부족한 경우, 즉, ESS(300)에 저장된 제1 전력, 즉 에너지 모듈(200)에서 생산된 전력만으로 컨테이너(100)에서 사용시 부족한 경우일 수 있다. 이 경우에는 외부 전원(교류 전력(AC))(20)을 공급받아서 ESS(300)의 배터리(310)에 제2 전력으로 저장할 수 있다. 제2 전력이 저장된 ESS(300)를 통해 컨테이너(100)의 각종 설비중 전기 제품(가전 제품 포함)의 이용시, 전력 제어 모듈(400)의 변환부(420)에 의해 적절한 전압으로 변환된 후 교류 전력으로 사용할 수 있다.

제2 전력 제어 모드는 에너지 모듈(200)이 태양광 패널(210)인 경우, 장마철, 야간 등과 같이 태양광 에너지를 제대로 공급받지 못하는 상황인 경우일 수 있다.

제2 전력 제어 모드인 경우에 있어서, 전력 공급원은 교류 전력인 외부 전원(20)이고, 이러한 전력 공급원의 전력을 출력시키는 것은 ESS(300)일 수 있다.

제3 전력 제어 모드는 ESS(300)를 통해 전기차(10)를 충전하는 모드로서, 이때 ESS(300)에 저장되는 전력은 외부 전원(20)으로부터 공급받는 제2 전력일 수 있다. 따라서, 외부 전원(20)에 의해 공급되는 제2 전력은 제1 변환부(421)에서 직류 전력으로 변환된 후, 다시 제2 변환부(422)를 거쳐서 적절한 전압으로 변환된 상태로 전기차(10)를 충전하기 위해 공급될 수 있다.

제3 전력 제어 모드인 경우에 있어서, 전력 공급원은 외부 전원(20)일 수 있고, 전력 공급원의 전력을 출력시키는 것은 전기차(10)일 수 있다.

제4 전력 제어 모드는 ESS(300)에 저장된 전력과 전기차(10)의 배터리에 저장된 전력을 역송하여 컨테이너(100)에 사용하는 모드일 수 있다. 전기차(10)의 배터리에 있는 잉여 전력은 ESS(300)로 역송되어 저장되게 할 수 있고, 이러한 ESS(300)의 전력을 컨테이너(100)의 각종 전자 제품의 이용시 활용될 수 있다.

제4 전력 제어 모드에서 ESS(300)에 저장된 전력은 에너지 모듈(200)로부터 제공받는 전력일 수 있다.

제4 전력 제어 모드에 있어서, 전기차(10)의 전기차 배터리(11)에 저장된 전력은 인버터(12)를 거친 후 제2 커넥터(14)를 통해 ESS(300)와 접속되어 ESS(300)의 배터리(310)에 저장된 후, AC/DC 컨버터를 포함하는 제1 변환부(420)를 거쳐서 변환되어 컨테이너(100)에 구비된 각종 전기 제품의 이용시 사용될 수 있다.

제4 전력 제어 모드인 경우에는 장시간 전기차(10)를 사용하지 않고 주차한상황일 때 유용한 모드일 수 있다.

따라서, 제4 전력 제어 모드인 경우에 있어서, 전력 공급원은 ESS(300)와 전기차(10)가 될 수 있고, 전력 공급원의 전력을 출력시키는 것은 ESS(300)일 수 있다.

또한, 외부 전원(20)은 상용 전력에 해당하는 교류 전력의 전기 요금은 시간대별로 다를 수 있다.

제어부(410)는 복수의 시간대중에서 전기 요금이 설정 요금보다 낮은 시간대에만 제3 전력 제어 모드를 적용할 수 있다. 설정 요금보다 낮은 시간대에 전력 제어 모듈(400)에서 변환된 1차 직류 전력만이 ESS(300)에 저장되고, 다른 시간대의 1차 직류 전력은 ESS(300)에 저장되지 않을 수 있다. 이런 반면에, 다른 시간대에는 ESS(300)에 기 저장된 1차 직류 전력이 전기차(10)에 공급될 수 있다.

제5 전력 제어 모드는 에너지 모듈(200)에 의해 ESS(300)로 저장된 전력에서 일부 전력 즉, ESS(300)의 전력을 컨테이너(100)에 구비된 각종 전자 제품에서 사용하거나 전기차(10)의 충전용으로 사용되고 남는 잉여 전력을 외부 전력망으로 전송하여 판매하는 모드일 수 있다.

또한, 제5 전력 제어 모드시, 전기차(10)에 충전된 전력은 ESS(300)에 저장되고, 이러한 ESS(300)에서 사용되고 남는 전력은 V2G 개념으로 상용 전력인 외부 전력망(Grid)으로 다시 전송하여 판매할 수 있다. 따라서, 전기차(10)의 전기차 배터리(11)에 저장된 잉여 전력을 V2G 개념으로 외부 전력망에 송전하므로, 일종의 또 다른 형태의 ESS 역할을 할 수 있다.

본 발명은 외부 전원(20)이 오프된 상태에서도 ESS(300)의 전력을 이용해서 전기차(10)에 충전시킬 수 있다.

본 발명은 복수의 충전기(500)가 연결되어 복수의 전기차(10)를 동시에 충전되도록 운영할 수 있다. 본 발명은 전력 공급원으로서, 에너지 모듈(200)에 의해 전력을 공급받는 ESS(300) 및 외부 전원(20)을 통해 충전기(500)에 의한 전기차(10) 충전을 할 수 있으므로, 복수의 충전기(500)를 마련하고 복수의 전기차(10)를 동시에 충전할 수 있다.

이와 같이, 본 발명은 신재생 에너지를 생산하는 에너지 모듈(200)을 구비한 컨테이너(100)를 마련하고, 컨테이너(100)의 일측에는 전력을 저장할 수 있는 ESS(300)와, 전기차(10)를 충전할 수 있는 충전기(500)를 컨테이너(100)의 외부에 비치함으로써, 컨테이너(100)의 활용 및 전기차(10)의 충전을 진행할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 충전 시스템의 바람직한 배치 상태에 대하여 설명하면 다음과 같다.
도 4를 참조하면, 컨테이너(100)의 수납 공간(101)의 일측에는 ESS(300)가 구비되고, 컨테이너(100)의 외부 일측에는 에너지 모듈(200)인 풍력 발전기(220)가 설치되고, 컨테이너(100)의 외부 타측에는 충전기(500)가 설치될 수 있다.
다시 말해서, 도 4에 도시된 바와 같이, 컨테이너(100)를 중심으로 서로 반대쪽에 각각 풍력 발전기(220)와 충전기(500)가 일렬로 설치될 수 있다. 이럼으로써, 컨테이너(100)의 도어 개폐시 방해받지 않고 간섭이 없는 상태로 할 수 있고, 개방된 부분의 앞쪽에 공간을 확보하여 사용할 수 있다.
컨테이너(100)의 정면에는 도어가 구비될 수 있고, 도어의 개방에 의해 내부가 보이도록 할 수 있다. 내부에는 사용자 의도에 부합하는 각종 설비가 갖추어진 상태일 수 있다.
도 3을 참조하면, 충전기(500)는 1대의 충전기 본체(510)에 2개의 충전건(520)이 구비될 수 있고, 충전기(500)의 앞쪽에 오토 핸들부(600)를 구비할 수 있으며, 오토 핸들부(600)에는 이동 수단(630)의 고정 베이스 부재(631)를 따라 구동부에 의해 직선 왕복하는 이동 부재(632)가 마련되어 있으므로, 오토 핸들부(600)의 그랩부(610)를 작동시켜서 2대의 충전건(520)을 각각 복수의 전기차(10)를 충전시킬 수 있다.
따라서, 오토 핸들부(600)의 앞쪽에는 충전기(500)가 구비되고, 오토 핸들부(600)의 뒤쪽에는 전기차(10)가 구비될 수 있으며, 오토 핸들부(600)는 고정 베이스 부재(631)를 따라 직선 왕복 이동하면서 각 전기차(10)에 충전 작업을 진행할 수 있다. 다시 말해서, 1대의 오토 핸들부(600)의 앞뒤에 각각 충전기(500)와 전기차(10)가 배치되고, 오토 핸들부(600)는 이동 수단(630)을 통해 직선 왕복 이동하면서 앞쪽의 충전기(500)로부터 충전건(520)을 파지하고, 반대쪽의 전기차(10) 방향으로 방향 전환하여 충전 작업을 할 수 있다.

컨테이너(100)는 모듈식으로 구성되어서 언제든지 원하는 위치로 이동시킬 수 있다. 마치 이동식 주택을 비치하고 필요시 이동하는 것과 유사한 구조일 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 컨테이너(100)는 이동이 자유롭고, 컨테이너(100)의 수납 공간(101)안에 용도에 맞는 설비를 갖추고 사용하며, 컨테이너(100)의 일측에는 ESS(300)가 일체로 구비될 수 있고, 컨테이너(100)의 외부에는 에너지 모듈(200)을 구비하여 전력을 공급받아서 ESS(300)에 저장하고, ESS(300)로부터 저장된 전력을 이용하여 컨테이너(100)에 구비한 설비 이용시 사용하거나, 또는 전기차(10)의 충전시 사용하며, 야간 또는 장마철과 같이 태양광 에너지의 공급을 제대로 받지 못하는 경우에는 외부 전원(20)을 동원하여 사용함으로써, 다양한 상황에 따라 전력을 활용할 수 있다.

본 발명에 있어서, 전력 제어 모듈(400)은 ESS(300)에 포함되는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않고, 별도로 마련되어 운영될 수 있다. 예를 들어, 컨테이너(100)의 일부 공간에 전력 제어 모듈(400)을 마련하고, 에너지 모듈(200)에서 생산된 전력과 외부 전원에서 입력되는 전력을 ESS(300)의 배터리(310)에 저장하고, 적절한 전력 제어 모드를 통해 컨테이너(100)에 비치된 각종 전기 제품에 전력 을 공급하고, 충전기(500)를 통한 전기차(10) 충전 작업을 적절히 수행할 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시 예에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시 예에 포함되며 반드시 하나의 실시 예에만 한정되는 것은 아니다. 또한, 각 실시 예의 특징, 구조, 효과 등은 실시 예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

또한, 이상에서 본 발명의 실시 예를 중심으로 설명하였으나, 이는 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10... 전기차 11… 전기차 배터리
12… 인버터 13… 제1 커넥터
14… 제2 커넥터 20... 외부 전원
100... 콘테이너
101... 수납 공간 110... 외함
200... 에너지 모듈 210... 태양광 패널
220... 풍력 발전기
300... ESS 310... 배터리
400... 전력 모듈 410... 제어부
420... 변환부 421... 제1 변환부
422... 제2 변환부 423... 제3 변환부
500... 충전기 510... 충전기 본체
520... 충전건
600... 오토 핸들부 610... 그랩부
620... 아암부 630... 이동 수단
631... 고정 베이스 부재 632... 이동 부재
640... 지지 부재

Claims

전기 제품을 수납할 수 있는 수납 공간을 가지는 컨테이너;
상기 컨테이너의 외부에 구비되어 전력을 생산하는 에너지 모듈;
상기 컨테이너의 일측에 마련되어 전력을 저장하는 ESS;
상기 ESS에 마련되고 충전 전력으로 변환하는 전력 제어 모듈;
상기 컨테이너의 외부에 마련되고 전기차를 충전하는 충전기; 를 포함하고,
상기 ESS는 상기 에너지 모듈로부터 생산된 전력을 제공받으며,
상기 ESS에 저장된 전력은 상기 컨테이너의 전기 제품 및/또는 상기 충전기에 공급되고,
상기 충전기는,
충전기 본체와,
상기 충전기 본체로부터 충전 케이블을 통해 연결되는 충전건을 포함하며,
상기 충전건은 별도 마련된 오토 핸들부에 의해 전기차에 충전 작업을 진행하고,
상기 충전건은 상기 충전기 본체의 양측에 각각 구비되며,
상기 오토 핸들부는 전기차에 착탈되는 복수의 충전건을 잡는 그랩부,
상기 그랩부를 움직이는 아암부,
상기 아암부를 이동시키는 이동 수단을 포함하며,
상기 전력 제어 모듈은,
상기 ESS의 전력을 상기 컨테이너의 전기 제품 및/또는 충전기에 공급되도록 제어하는 제어부;
전력을 변환시키는 변환부; 를 포함하고,
상기 변환부는,
교류 전력을 1차 직류 전력으로 변환시키는 AC/DC 컨버터를 구비하는 제1 변환부,
상기 1차 직류 전력을 충전 전력으로 변환시키는 DC/DC 컨버터를 구비하는 제2 변환부 및,
직류 전력을 교류 전력으로 변환시키는 DC/AC 컨버터를 구비하는 제3 변환부를 포함하며,
상기 제어부는,
상기 에너지 모듈에 의한 전력 공급으로 상기 컨테이너에 전력이 부족하지 않도록 상기 에너지 모듈에서 생산된 전력을 ESS에 저장하고, 상기 ESS에 저장된 제1 전력을 상기 컨테이너에서 사용되는 제1 전력 제어 모드,
상기 에너지 모듈에 의한 전력 공급으로 상기 컨테이너에 전력이 부족한 경우로서, 외부 전원을 공급받아서 ESS에 제2 전력으로 저장하고, 상기 제2 전력이 저장된 ESS를 통해 상기 컨테이너의 전력으로 변환부에 의해 변화하여 사용하는 제2 전력 제어 모드,
외부 전원으로부터 공급받는 제2 전력을 저장하는 ESS를 통해 변환부에 의해 변환된 후 전기차를 충전하는 제3 전력 제어 모드,
상기 ESS에 저장된 전력과 전기차의 전기차 배터리에 저장된 전력을 역송하여 컨테이너의 전력으로 사용하는 제4 전력 제어 모드 및,
상기 ESS에 저장된 전력중 일부의 전력을 외부 전력망으로 전송하는 제5 전력 제어 모드를 제어하고,
상기 제1 전력 제어 모드에서, ESS에 저장된 제1 전력은 DC/AC 컨버터를 포함하는 제3 변환부를 통해 교류 전력으로 변환되어서 컨테이너에 사용되며,
상기 제3 전력 제어 모드에서, 상기 외부 전원에 의해 공급되는 제2 전력은 제1 변환부에서 직류 전력으로 변환된 후, 제2 변환부를 거쳐서 전기차를 충전하기 위해 공급되고, 복수의 시간대중에서 전기 요금이 설정 요금보다 낮은 시간대에만 상기 제3 전력 제어 모드를 적용하며, 설정 요금보다 낮은 시간대에 전력 제어 모듈에서 변환된 1차 직류 전력만이 ESS에 저장되고, 다른 시간대에는 ESS에 기 저장된 1차 직류 전력이 전기차에 공급되고,
제4 전력 제어 모드에서, 상기 전기차의 전기차 배터리에 저장된 전력은 인버터를 거친 후 ESS와 접속되어 ESS의 배터리에 저장된 후, AC/DC 컨버터를 포함하는 제1 변환부를 거쳐서 변환되어 컨테이너에 구비된 상기 전기 제품에 이용되며,
상기 컨테이너는 이동이 가능하게 구비되고,
상기 컨테이너는 외함을 포함하며,
상기 외함에는 전자파를 차폐시킬 수 있는 전자파 차폐 소재를 함유한 도료를 코팅하고,
상기 외함에는 상기 전기 제품이 구비될 수 있는 수납 공간이 마련되며,
상기 수납 공간에는 상기 전기 제품외에 사용자의 의도에 부합되는 용도의 설비가 더 갖추어지며,
상기 외함에는 개폐 가능한 도어가 구비되고, 상기 도어의 개방에 의해 컨테이너의 내부가 보이며,
상기 충전기는 상기 컨테이너의 도어에 간섭되지 않도록 상기 컨테이너의 일측에 일렬로 구비하고,
상기 아암부를 이동시키는 이동 수단은,
고정된 상태를 유지하고 가이드 레일 역할을 하는 고정 베이스 부재와,
상기 고정 베이스 부재의 길이 방향을 따라 이동되는 이동 부재를 포함하며,
상기 이동 부재는 상기 아암부의 하단부와 연결되어 이동되고,
상기 고정 베이스 부재의 내부에는 상기 이동 부재를 직선 왕복 이동시킬 수 있는 구동부를 포함하며,
상기 오토 핸들부의 앞쪽에는 상기 충전기가 구비되고,
상기 오토 핸들부의 뒤쪽에는 충전을 위한 복수의 전기차가 구비되며,
상기 오토 핸들부는 상기 이동 수단에 의해 직선 왕복 이동하면서 상기 아암부의 그랩부를 통해 상기 충전기로부터 충전건을 상기 복수의 전기차 각각에 대하여 충전을 진행하고,
상기 에너지 모듈은 신재생 에너지를 생산하는 태양광 패널 또는 풍력 발전기를 포함하고,
상기 에너지 모듈이 태양광 패널이 경우, 상기 태양광 패널은 상기 컨테이너의 외부 상단에 구비되며,
상기 에너지 모듈이 풍력 발전기인 경우, 상기 풍력 발전기는 상기 컨테이너의 외부에서 상기 충전기의 설치 위치와 반대쪽에 일렬로 배치되게 마련되는 충전 시스템.
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제1 항에 있어서,
상기 전기차는,
전기를 충전하는 전기차 배터리,
상기 ESS와 접속되어 전력을 공급하는 제2 커넥터,
상기 배터리의 전력을 상기 ESS에 역송하기 위해 변환하는 인버터를 포함하고,
상기 전기차의 배터리에 있는 잉여 전력은 상기 ESS로 역송되어 저장되는 충전 시스템.
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