KR19990066266A

KR19990066266A - 전기자동차 자동충전시스템

Info

Publication number: KR19990066266A
Application number: KR1019980002047A
Authority: KR
Inventors: 어수곤
Original assignee: 어수곤
Priority date: 1998-01-23
Filing date: 1998-01-23
Publication date: 1999-08-16

Abstract

본 발명은 전기자동차 충전시스템에 관한 것으로서, 적어도 2 곳 이상의 구획된 주차공간의 바닥에 각각 매몰된 제1인덕션코일과, 그 제1인덕션코일들이 유도 자기장을 발생하도록 교류에너지를 공급하는 각각의 에너지공급부와, 그 에너지공급부들의 구동을 각각 제어하는 메인콘트롤러를 포함하여 된 에너지공급주차장; 유도자기장을 수신하는 제2인덕션코일이 내장된 수신부와, 수신부를 제1인덕션코일에 접근시키는 이송부과, 제2인덕션코일에서 발생되는 전기에너지가 충전되는 충전부와, 충전부로부터 발생된 전기에너지에 구동되어 바퀴를 회전시키는 전기모터와, 상기 수신부, 이송수단, 충전부 및 전기모터를 제어하는 서브콘트롤러를 구비한 전기자동차;를 포함한다.

Description

전기자동차 자동충전시스템

본 발명은 전기자동차 충전시스템에 관한 것으로서, 상세하게는 전기자동차를 자동으로 충전시켜주는 전기자동차 자동충전시스템에 관한 것이다.

경제환경이 윤택해짐에 따라 자동차에 대한 수요는 기하급수적으로 늘고 있다. 자동차 수요가 늘어남에 따라 자동차에서 배출되는 배기가스가 주위 환경을 오염시키는 주 요인으로 등장하게 되었다. 환경에 대한 관심은 자동차의 배출가스를 줄이도록 요구하고 있고, 업계에서 배출가스를 줄일 수 있는 자동차의 개발에 박차를 가하게 되었다. 이에 따라 궁극적으로 배출가스를 발생치 않는 전기 자동차의 관심이 집중되고 있고, 지금은 실용화의 단계까지 왔다. 환경문제는 전세계적인 문제이므로 환경을 보호하고자 하는 요구에서 전기자동차에 대한 수요는 늘어나고 있다.

이러한 전기자동차는 크게, 전기에 의해 구동되어 전기 자동차를 운행시키기 위한 전기모터와, 그 전기모터에 전기를 공급하는 배터리로 구성된다. 즉, 전기모터와 배터리가 일반 자동차의 엔진과 연료를 대치하는 것이다.

그런데, 전기자동차를 운행시키는 전기모터는 전기에너지를 과도하게 소모하므로 일회 충전으로 운행할 수 있는 거리는 일반 자동차에 비해 상당히 짧다. 따라서, 배터리를 자주 충전하여야 하였다.

또한, 배터리를 충전하는 시간은 일반 연료를 급유하는 시간에 비하여 상당히 길다. 따라서, 충전하기 위하여 적어도 몇 시간동안 전기자동차를 운행할 수 없다.

한편, 배터리를 충전하기 위하여 전기에너지를 공급하는 케이블의 컨넥터를 전기자동차의 컨넥터에 접속시키는 과정이 매우 번거롭다는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 창출된 것으로서, 전기자동차를 주차시키는 동안 자동으로 배터리를 충전시킬 수 있으며, 더 나아가 전기에너지를 공급하는 케이블을 사용치 않음으로 전기자동차에 접속시키기 위한 컨넥터의 사용을 배제할 수 있는 전기자동차 자동충전시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다..

도 1은 본 발명에 따른 전기자동차 자동충전시스템의 제1실시예의 개략적 구성도,

도 2는 도 1에 도시한 에너지공급주차장의 전기적 구성을 도시한 개략적 블록도,

도 3은 전기자동차가 도 1에 도시한 에너지공급주차장에 의해 충전되는 상태를 도시한 측면도,

도 4는 도 3의 이송부에 의해 수신부가 하강하여 제1인덕션코일에 근접한 상태를 도시한 도면,

도 5는 본 발명에 따른 전기자동차의 전기적 구성을 도시한 블록도.

도 6은 도 1의 에너지공급부들로 전기에너지를 공급하는 독립에너지공급원의 제1실시예를 도시한 도면,

도 7은 도 1의 에너지공급부들로 전기에너지를 공급하는 독립에너지구동원의 제2실시예를 도시한 도면,

도 8은 도 1의 에너지공급부들로 전기에너지를 공급하는 독립에너지구동원의 제3실시예를 도시한 도면,

도 9는 도 1의 에너지공급부들로 전기에너지를 공급하는 독립에너지구동원의 제4실시예를 도시한 도면,

도 10은 전기자동차가 본 발명에 따른 전기자동차 자동충전시스템의 제2실시예에 의해 충전되는 상태를 도시한 측면도.

도 11은 도 10의 이송부에 의해 수신부가 하강하여 송신부에 근접한 상태를 도시한 도면,

도 12는 도 10에 도시한 수신부와 송신부를 발췌하여 도시한 도면,

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 ... 에너지공급주차장 101, 301 ... 전력공급케이블

110 ... 주차공간 111, 311 ... 제1인덕션코일

115, 315 ... 검지센서 120, 320 ... 에너지공급부

123, 323 ... 콘버터 126, 326 ... 릴레이

150, 350 ... 메인콘트롤러 152, 352 ... 중앙카운터

155, 355 ... 메인송수신부 200 ... 전기자동차

210 ... 수신부 211 ... 제2인덕션코일

220 ... 이송부 230 ... 충전부

233 ... 정류부 236 ... 배터리

240 ... 전기모터 250 ... 서브콘트롤러

255 ... 서브송수신부 260 ... 제1신호발생부

270 ... 제2신호발생부 300 ... 에너지공급장치

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 전기자동차 자동충전시스템의 제1실시예는, 적어도 2 곳 이상의 구획된 주차공간의 바닥에 각각 매설된 제1인덕션코일과, 그 제1인덕션코일들이 유도 자기장을 발생하도록 교류에너지를 공급하는 각각의 에너지공급부와, 그 에너지공급부들의 구동을 각각 제어하는 메인콘트롤러를 포함하여 된 에너지공급주차장; 유도자기장을 수신하는 제2인덕션코일이 내장된 수신부와, 상기 수신부를 상기 제1인덕션코일에 접근시키는 이송부와, 상기 제2인덕션코일에서 발생되는 전기에너지가 충전되는 충전부와, 상기 충전부로부터 발생된 전기에너지에 구동되어 바퀴를 회전시키는 전기모터와, 상기 수신부, 이송수단, 충전부 및 전기모터를 제어하는 서브콘트롤러를 구비한 전기자동차;를 포함한다.

이때, 상기 각각의 주차공간에는, 상기 메인콘트롤러와 연결되며 주차되는 전기자동차의 주차신호를 발생하는 검지센서가 설치된다.

한편, 상기 에너지공급부는, 외부에서 인가되는 전기에너지의 전류세기 및/또는 진동수를 변환하여 상기 제1인덕션코일로 공급하는 콘버터를 포함한다.

또한, 상기 메인콘트롤러에는, 주차되는 각각의 전기자동차를 충전시키는데 사용된 전기에너지량을 개별적으로 표시하거나, 그 전기에너지량을 금액으로 산정하는 중앙카운터가 설치된다.

또, 상기 충전부는, 교류에너지를 직류에너지로 변환하는 정류부와, 상기 직류에너지를 충전하는 배터리를 포함한다.

그리고, 상기 전기자동차는, 상기 서브콘트롤러에 연결되어 있고 상기 배터리의 충전전압, 충전전압, 충전용량등의 사양정보를 담은 사양정보신호를 발생하는 제1신호발생부와; 상기 서브콘트롤러에 연결되어 있고 상기 배터리의 충전이 완료되었을 때 충전완료신호를 발생하는 제2신호발생부와; 상기 사양정보신호 및/또는 충전완료신호를 상기 에너지공급주차장에 전송하기 위한 서브송수신부를 포함하며, 상기 에너지공급주차장은, 상기 메인콘트롤러에 연결되어 있고 상기 사양정보신호 및 충전완료신호를 받아들이기 위한 메인송수신부를 포함하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 전기자동차 자동충전시스템의 제2실시예는, 유도자기장을 발생하는 제1인덕션코일이 내장된 송신부과, 그 제1인덕션코일이 유도 자기장을 발생하도록 교류전류를 공급하는 에너지공급부와, 그 에너지공급부의 구동을 제어하는 메인콘트롤러를 포함하여 된 에너지공급장치; 유도자기장을 수신하는 제2인덕션코일이 내장된 수신부와, 상기 수신부를 상기 제1인덕션코일에 접근시키는 이송부와, 그 제2인덕션코일에서 발생되는 전기에너지가 충전되는 충전부와, 상기 충전부로부터 발생된 전기에너지에 의해 구동되어 바퀴를 회전시키는 전기모터와, 이들 각각의 구성요소들을 제어하는 서브콘트롤러를 구비한 전기자동차;를 포함한다.

이때, 상기 송신부에는, 상기 메인콘트롤러와 연결되며 주차되는 전기자동차의 주차신호를 발생하는 검지센서가 설치된다.

여기서, 상기 에너지공급부는, 외부에서 인가되는 전기에너지의 전류세기 및/또는 진동수를 변환하여 상기 제1인덕션코일로 공급하는 콘버터를 포함한다.

한편, 상기 메인콘트롤러에는, 주차되는 각각의 전기자동차를 충전시키는데 사용된 전기에너지량을 개별적으로 산정하거나, 그 전기에너지량을 금액으로 산정하는 중앙카운터가 설치된다.

또한, 상기 충전부는, 교류에너지를 직류에너지로 변환하는 정류부와, 상기 직류에너지를 충전하는 배터리를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 전기자동차는, 상기 서브콘트롤러에 연결되어 있고 상기 배터리의 충전전압, 충전전압, 충전용량등의 사양정보를 담은 사양정보신호를 발생하는 제1신호발생부와; 상기 서브콘트롤러에 연결되어 있고 상기 배터리의 충전이 완료되었을 때 충전완료신호를 발생하는 제2신호발생부와; 상기 사양정보신호 및/또는 충전완료신호를 상기 에너지공급주차장에 전송하기 위한 서브송수신부를 포함하며, 상기 에너지공급장치는, 상기 메인콘트롤러에 연결되어 있고 상기 사양정보신호 및 충전완료신호를 받아들이기 위한 메인송수신부를 포함하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 전기자동차 자동충전시스템의 바람직한 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 전기자동차 자동충전시스템의 제1실시예의 개략적 구성도이다. 도시한 바와 같이, 전기자동차 자동충전시스템은, 다수의 구획된 주차공간(110)을 포함하는 에너지공급주차장(100)과, 그 에너지공급주차장(100)에 주차되어 자동으로 충전되는 전기자동차(200)로 구성된다.

도 2는 도 1에 도시한 에너지공급주차장의 전기적 구성을 도시한 개략적 블록도이다. 도시한 바와 같이, 상기 에너지공급주차장(100)은 주차되는 전기 자동차(200)의 배터리를 충전시키기 위한 장소로서, 구획된 각각의 주차공간의 바닥에 제1인덕션코일(111)이 매설되어 있다. 상기 제1인덕션코일(111)은 인가되는 교류에너지에 의하여 유도자기장을 발생하며, 이러한 제1인덕션코일(111)은 교류에너지를 인가하는 에너지공급부(120)와 연결되고, 그 에너지공급부(120)는 메인콘트롤러(150)에 의해 그 구동이 제어된다.

각각의 주차공간(110)에 매설된 제1인덕션코일(111)은 외부로 노출되지 않도록 설치된다. 이는 주차도중에 전기자동차에 의해 제1인덕션코일(111)이 파손되거나, 또는 눈, 비등의 환경에 의해 훼손되는 것을 최대한 방지하기 위함이다. 그러나, 파손이나 훼손을 방지할 수 있다면 외부에 노출되도록 설치할 수 도 있다. 이때, 제1인덕션코일(111)은 후술할 제2인덕션코일(211)과 유도 자기장을 효과적으로 교류하기 위하여 코일층을 여러번 적층한 적층구조로 형성된 것이 바람직하다. 한편, 주차되는 전기자동차가 거꾸로 주차할 경우를 고려하여 주차공간(110)의 앞, 뒤편에 제1인덕션코일(111)을 설치하는 것이 바람직하다.

각각의 주차공간(110)의 바닥에는, 상기 메인콘트롤러(150)와 연결되며 주차되는 전기자동차(200)를 검지하여 그 전기자동차의 주차신호를 발생하는 검지센서(115)가 설치되어 있다. 상기 주차신호에 의해 메인콘트롤러(150)는 전기자동차가 주차된 것을 인지할 수 있다. 이러한 검지센서(115)로서 주차되는 전기자동차의 무게에 의해 구동되는 압전센서나, 광을 출사한 후 전기자동차로부터 반사되는 광으로부터 그 전기자동차를 검지하는 광센서등을 채용할 수 있다. 전기자동차의 주차를 검지할 수 있다면 그 센서의 적용범위가 본 실시예에 의해 한정되지 않는 것은 물론이다.

상기 에너지공급부(120)는 외부의 전력원(미도시)과 연결되는 전력공급케이블(101)에 의해 전기에너지를 공급받는다. 이러한 에너지공급부(120)는, 제1인덕션코일(111)이 특정한 유도자기장을 발생하도록 인가되는 전기에너지의 전류세기 및/또는 진동수를 변환하여 제1인덕션코일(111)로 공급하는 콘버터(123)와, 그 콘버터(123)로 인가되는 전기에너지를 차단/연결하는 릴레이(126)를 포함한다. 상기 콘버터(123)는 메인콘트롤러(150)에 의해 제어되는 것에 의해 전기에너지의 전류세기 및/또는 진동수를 변환하여 제1인덕션코일(111)로 공급함으로써, 제1인덕션코일(111)이 전기자동차(200)에서 요구하는 특정의 유도자기장을 발생할 수 있도록 한다. 이러한 에너지공급부(120)도 각각의 주차공간(110)의 바닥에 매설되어 있는 것이 바람직한데, 이 역시 에너지공급부(120)가 주차되는 전기자동차나, 외부의 환경에 의해 손상이나 훼손되는 것을 방지하기 위함이다. 상기 릴레이(126)는 메인콘트롤러(150)에 제어되는 것에 의해, 전력공급케이블(101)을 통해 공급되는 전기에너지를 콘버터(123)로 선택적으로 인가되도록 한다.

상기 메인콘트롤러(150)에는, 주차되는 각각의 전기 자동차를 충전시키는데 사용된 전기에너지량을 전기자동차별로 표시하는 중앙카운터(152)가 설치된다. 이러한 중앙카운터(152)는 충전시키는데 사용된 전기에너지량을 금액으로도 표시할 수 있다. 이는. 에너지공급주차장(100) 자체를 일종의 주유소의 개념으로서 사용하여 상업용으로도 사용하기 위함이다. 또한, 이러한 메인콘트롤러(150)는 후술할 전기자동차의 사양정보신호 및 충전완료신호를 피드백 통신하기 위한 메인송수신부(155)와 연결된다.

도 3은 전기자동차가 도 1에 도시한 에너지공급주차장에 의해 충전되는 상태를 도시한 측면도이고, 도 4는 도 3의 이송부에 의해 수신부가 하강하여 제1인덕션코일에 근접한 상태를 도시한 도면이며, 도 5는 본 발명에 따른 전기자동차의 전기적 구성을 도시한 블록도이다. 도시한 바와 같이, 유도자기장에 의해 충전되는 전기자동차(200)는, 유도자기장을 수신하는 제2인덕션코일(211)이 내장된 수신부(210)와, 그 수신부(210)를 상기 제1인덕션코일(111)로 접근시키는 이송부(220)와, 제2인덕션코일(211)에서 수신한 유도자기장으로부터 발생된 유도 전기에너지를 충전하는 충전부(230)와, 충전부(230)로부터 발생된 전기에너지의 의해 구동되어 바퀴를 회전시키는 전기모터(240)와, 이들 각각의 구성요소들을 제어하는 서브콘트롤러(250)를 포함한다.

상기 수신부(210)는 패널형상을 하고 있으며, 그 내부에 제2인덕션코일(211)이 권회된 적층구조로 내장되어 있다. 이때, 상기 수신부 형상은 일 실시예에 불과하고, 유도자기장을 효율적으로 수신하기 위한 수신부 및 제2인덕션코일의 구조가 본 실시예에 의해 한정되지 않는 것은 물론이다.

상기 이송부(220)는 도시한 바와 같이, 메인콘트롤러(250)에 제어되어 수신부(210)를 주차공간(110)의 바닥에 접근시킨다. 따라서, 수신부(210)에 설치된 제2인덕션코일(211)은 주차공간(110) 바닥에 매설된 제1인덕션코일(111) 사이의 거리가 가까워지므로, 유도 자기장을 효율적으로 수신할 수 있다. 이러한 이송부(210)로 본 실시예서는 유압실린더를 채용하였지만, 상기 수신부(210)를 제1인덕션코일(111)에 접근시킬 수 있다면 그 수단은 본 실시예에 의해 한정되지 않는 것은 물론이다.

상기 충전부(230)는, 유도자기장으로부터 얻어진 교류 유도 전기에너지를 직류에너지로 변환하는 정류부(233)와, 정류부(233)에서 정류된 직류에너지를 충전하는 배터리(236)를 구비한다. 배터리(236)는 바퀴(201)를 회전시키는 전기모터(240)를 구동시킨다.

상기 서브콘트롤러(250)는, 전기자동차의 정보, 예컨대 배터리의 충전전압, 충전전류, 충전용량을 담은 사양정보신호를 발생하는 제1신호발생부(260)와, 배터리(236)의 충전이 완료되었을 때 충전완료신호를 발생하는 제2신호발생부(270)와, 상기 제1,2신호발생부(260,270)에서 발생된 신호를 피드백 통신하기 위한 서브송수신부(255)와 연결된다. 이때, 상기 제1신호발생부(260)와 제2신호발생부(270)는 본 실시예에서 별개로 구성되었지만 일체형으로 하는 것이 바람직하다. 상기와 같은 사양정보신호 및 충전완료신호는 메인송수신부(155)에 수신되어 메인콘트롤러(150)로 전송된다. 여기서, 상기 제1,2신호발생부(260)(270)는 배터리(236)에 충전되어 있는 전기에너지량에 대한 신호를 발생시킬수도 있으며, 이 신호 역시 메인송수신부(155)에 수신되어 메인콘트롤러(150)로 전송되며, 이에 근거하여 메인콘트롤러(150)는 유도자기장의 발생량 및 세기를 조정할 수 있다. 이때, 상기한 신호들의 형태는 펄스 형태나, 마이크로웨이브 형태로 발생되지만 신호 형태기 본 실시예에 의해 한정되지 않는 것은 물론이다.

본 실시예에서, 에너지공급주차장(100)에 공급되는 전기에너지는 외부의 전력공급원(미도시)과 연결된 전력공급케이블(101)을 통하여 공급된다. 그러나, 전력공급케이블을 설치하기에 비용이 많이 소요되는 지역이나 전기에너지를 발생시키는 발전시설이 없는 고립지역, 예컨대 산악지역 또는 산악지역, 혹은 섬지역에 마련되는 에너지공급주차장은 독립에너지구동원을 채용할 수 있다.

예를 들면, 에너지공급부들은, 도 6에 도시한 바와 같이, 태양전지(166)와 그 태양전지에서 발생되는 전류를 충전하는 보조배터리(163)로 구성된 독립에너지구동원에 의해 전류를 공급받을 수 있다.

또한, 상기 에너지공급부들은, 도 7에 도시한 바와 같이, 태양열로 발전하는 태양열발전기(176)와 그 태양열발전기에서 발생되는 전류를 충전하는 보조배터리(173)로 구성된 독립에너지구동원에 의해 전류를 공급받을 수 있다.

한편, 상기 에너지공급부들은, 도 8에 도시한 바와 같이, 풍력으로 발전하는 풍력발전기(186)와 그 풍력발전기에서 발생되는 전류를 충전하는 보조배터리(183)로 구성된 독립에너지구동원에 의해 전류를 공급받을 수 있다.

또, 상기 에너지공급부들은, 도 9에 도시한 바와 같이, 수력으로 발전하는 수력발전기(196)와 그 풍력발전기에서 발생되는 전류를 충전하는 보조배터리(193)로 구성된 독립에너지구동원에 의해 전류를 공급받을 수 있다.

이와 같은 구조의 전기자동차 자동충전시스템의 동작을 설명한다. 도시한 바와 같이, 전기자동차(200)가 소정의 주차공간(110)에 주차하면, 검지센서(150)는 전기자동차(200)의 주차를 검지하여 주차신호를 메인콘트롤러(150)로 전송한다. 이후, 메인콘트롤러(150)는 메인송수신부(155)를 구동하여 전기자동차(200)에 통신개시신호를 전송한다.

상기 서브송수신부(255)는 상기 통신개시신호를 수신하여 서브콘트롤러(250)로 전송하고, 이에 따라 서브콘트롤러(250)는 전기자동차의 사양정보를 담은 사양정보신호를 발생하도록 제1신호발생부(260)를 구동한다. 즉, 통신개시신호는 전기자동차의 배터리(233)를 정식으로 충전하기 전에, 제1신호발생부(260)가 배터리(233)의 충전전압, 충전전류, 충전용량, 충전된 상태등의 사양정보를 담은 사양정보신호를 발생하도록 트리거링 시키는 신호이다.

제1신호발생부(260)에서 발생된 사양정보신호는, 메인송수신부(155)로 전송되어 메인콘트롤러(150)로 전송된다. 메인콘트롤러(150)는 이 사양정보신호로부터 배터리의 충전전압, 전류, 용량 및 충전된 정도를 알아내고, 배터리(233)를 충전시킬 것인지를 판단한다.

메인콘트롤러(150)가 배터리(236)의 충전을 결정하는 경우, 메인콘트롤러(150)는 메인송수신부(155)를 통하여 전기자동차에 충전을 개시한다는 충전개시신호를 전송하고, 이를 수신한 서브콘트롤러(250)는 이송부(220)를 구동하여 수신부(210)를 제1인덕션코일(111)에 근접하도록 하강시킨다.

다음. 메인콘트롤러(150)는 릴레이(126)를 구동하여 외부의 전력공급케이블(101)을 통해 인가되는 전기에너지를 콘버터(123)로 공급되도록 한다. 상기 콘버터(123)는, 메인콘트롤러(150)에 의해 제어되어, 상기 사양정보신호가 요구하는 유도자기장을 발생하도록 제1인덕션코일(111)로 공급하는 전기에너지의 전류세기 및/또는 진동수를 변환한다. 이 변환된 전기에너지는 제1인덕션코일(111)로 인가되고 전송되고 이에 따라 전기자동차가 요구하는 유도자기장이 발생된다.

유도자기장이 발생하면, 수신부(210)의 제2인덕션코일(211)은 유도자기장을 수신하여 유도 전기에너지로 변환한다. 교류인 유도 전기에너지는 정류부(223)로 전송되고, 정류부(223)는 이 유도된 교류에너지를 직류에너지로 정류한다. 이 직류에너지는 배터리(233)에 충전된다.

배터리가 충분히 충전되면, 서브콘트롤러(250)는 제2신호발생부(270)를 구동하여 충전완료신호를 발생한다. 이 충전완료신호는 서브송수신부(255)를 통하여 메인송수신부(155)를 통하여 메인콘트롤러(150)로 전송된다. 그러면, 메인콘트롤러(150)는 에너지공급부(120)의 릴레이(126)를 구동하는 것에 의해 전력공급케이블(101)로부터 공급되는 전기 에너지를 콘버터(123)로 인가되지 않도록 차단한다. 이에 따라, 제1인덕션코일(111)로 전기에너지기 더 이상 인가되지 않게 되고 유도자기장이 발생되지 않게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 기술적 사상은, 전기자동차를 유도자기장을 이용하여 충전하고, 그 충전효율을 높이기 위하여, 유도자기장을 수신하는 수신부가 하방으로 움직일 수 있는 것이다. 또한, 메인콘트롤러에 전기자동차로 공급되는 전기에너지량을 금액으로 산정할 수 있도록 중앙카운터를 설치하여, 에너지공급주차장을 주유소와 같은 상업적 기능을 수행할 수 있도록 하는 것이다.

이하, 본 발명의 전기자동차 자동충전시스템의 바람직한 제2실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 앞서 도시된 도면에서와 동일한 참조부호는 동일한 기능을 하는 동일한 부재를 가리킨다.

도 10은 전기자동차가 본 발명에 따른 전기자동차 자동충전시스템의 제2실시예에 의해 충전되는 상태를 도시한 측면도이고, 도 11은 도 10의 이송부에 의해 수신부가 하강하여 송신부에 근접한 상태를 도시한 도면이며, 도 12는 도 10에 도시한 수신부와 송신부를 발췌하여 도시한 도면이다. 도시한 바와 같이, 전기자동차 자동충전시스템은 전기자동차(100)를 충전시키기 위한 에너지공급장치(300)와, 그 에너지공급장치(300)에 의해 충전되는 전기자동차(200)로 구성된다.

상기 에너지공급장치(300)는 주차되는 전기자동차(200)의 배터리를 충전시키기 위한 장치로서, 제1인덕션코일(311)이 내장된 송신부(310)와, 그 제1인덕션코일(311)이 유도자기장을 발생하도록 교류에너지를 공급하는 에너지공급부(320)와, 그 에너지공급부(320)의 구동을 제어하는 메인콘트롤러(350)를 포함한다. 이러한 에너지공급장치(300)는 전기자동차(200)의 트렁크(미도시)에 의해 운반이 가능하도록 적당한 크기로 되어 있다.

상기 송신부(310)는 패널형상을 하고 있으며, 그 내부에 제1인덕션코일(311)이 권회된 적층구조로 내장되어 있다. 상기 제1인덕션코일(111)은 제2인덕션코일(211)이 수신할 수 있는 유도자기장을 발생한다.

상기 송신부(310)에는 메인콘트롤러(350)와 연결되며 주차되는 전기자동차(200)를 검지하여 그 전기자동차의 주차신호를 발생하는 검지센서(315)가 설치되어 있다. 상기 주차신호에 의해 메인콘트롤러(350)는 전기자동차가 주차된 것을 인지할 수 있다. 이러한 검지센서(315)로서 광을 출사한 후 전기자동차로부터 반사되는 광으로부터 그 전기자동차를 검지하는 광센서를 채용할 수 있다. 그러나, 전기자동차의 주차를 검지할 수 있다면 그 센서의 적용범위가 본 실시예에 의해 한정되지 않는 것은 물론이다.

상기 에너지공급부(320)는 외부의 전력원(미도시), 예컨대 일반 가정의 콘센트에 접속되는 플러그(301a)와 연결되는 전력공급케이블(301)에 의해 전기에너지를 공급받는다. 이러한 에너지공급부(320)는, 제1인덕션코일(311)이 특정한 유도자기장을 발생하도록 인가되는 전기에너지의 전류세기 및/또는 진동수를 변환하여 제1인덕션코일(311)로 공급하는 콘버터(323)와, 그 콘버터(323)로 인가되는 전기에너지를 차단/연결하는 릴레이(326)를 포함한다. 상기 콘버터(323)는 메인콘트롤러(350)에 의해 제어되는 것에 의해 전기에너지의 전류세기 및/또는 진동수를 변환하여 제1인덕션코일(311)로 공급함으로써, 제1인덕션코일(311)이 전기자동차(200)에서 요구하는 특정의 유도자기장을 발생할 수 있도록 한다. 상기 릴레이(326)는 메인콘트롤러(350)에 제어되는 것에 의해, 전력공급케이블(301)을 통해 공급되는 전기에너지를 콘버터(323)로 선택적으로 인가되도록 한다.

상기 메인콘트롤러(350)에는, 전기자동차를 충전시키는데 사용된 전기에너지량을 표시하는 중앙카운터(352)가 설치된다. 이러한 중앙카운터(352)는 충전시키는데 사용된 전기에너지량을 금액으로도 표시할 수 있다. 이는, 사업자가 주차장에 에너지공급장치(300) 공급장치를 설치하여, 주차장을 일종의 주유소 개념으로 구현하게 하기 위함이다. 또한, 이러한 메인콘트롤러(350)는, 전기자동차의 사양정보신호 및 충전완료신호를 피드백 통신하기 위한 메인송수신부(355)가 설치된다.

유도자기장에 의해 충전되는 전기자동차(200)는, 제2인덕션코일(211)이 내장된 수신부(210)와, 그 수신부(210)를 이송시키는 이송부(220)와, 유도자기장으로부터 발생된 유도 전기에너지를 충전하는 충전부(230)와, 바퀴를 회전시키는 전기모터(240)와, 이들 각각의 구성요소들을 제어하는 서브콘트롤러(250)를 포함한다. 이들은 제1실시예에서 설명한 전기자동차와 동일한 구성 및 작용을 하므로 상세한 설명은 생략한다. 여기서, 상기 수신부 및 송신부의 형상은 패널형상이고 제1,2인덕션코일은 권회된 적층구조로 되어 있으나 이는 일 실시예에 불과하고, 유도자기장을 효율적으로 수신하기 위한 수신부, 송신부, 및 제1,2인덕션코일의 구조가 본 실시예에 의해 한정되지 않는 것은 물론이다.

이와 같은 구조의 전기자동차 자동충전시스템의 동작을 설명한다. 도시한 바와 같이, 전기자동차(200)가 에너지공급장치(300)의 송신부(310)의 상부에 위치하게되면, 송신부(310)에 설치된 검지센서(350)는 전기자동차(200)의 주차를 검지하여 주차신호를 메인콘트롤러(350)로 전송한다. 이후, 메인콘트롤러(350)는 메인송수신부(155)를 구동하여 전기자동차(200)에 통신개시신호를 전송한다.

다음, 상기 서브송수신부(255)는 통신개시신호에 따라 사양정보신호를 발생하도록 제1신호발생부(260)를 구동한다. 이 통신개시신호는 전기자동차의 배터리(233)를 정식으로 충전하기 전에, 제1신호발생부(260)가 배터리(233)의 충전전압, 충전전류, 충전용량, 충전된 상태등의 사양정보를 담은 사양정보신호를 발생하도록 트리거링 시키는 신호이다.

메인콘트롤러(350)가 배터리(236)의 충전을 결정하는 경우, 상기한 충전개시신호에 따라 서브콘트롤러(250)는 이송부(220)를 구동하여 수신부(210)를 송신부(310)에 근접하도록 하강시킨다.

다음. 메인콘트롤러(350)는 릴레이(326)를 구동하여 외부의 전력공급케이블(301)을 통해 인가되는 전기에너지를 콘버터(323)로 공급되도록 하고, 상기 콘버터(323)는 상기 사양정보신호에 따라 제1인덕션코일(311)로 공급하는 전기에너지의 전류세기 및/또는 진동수를 변환한다. 이 변환된 전기에너지는 제1인덕션코일(311)로 인가되고 전송되고 이에 따라 전기자동차가 요구하는 유도자기장이 발생된다.

유도자기장이 발생하면, 제2인덕션코일(211)은 유도자기장을 수신하여 유도 전기에너지로 변환하고, 이 교류인 유도 전기에너지는 정류부(223)로 전송되어 직류에너지로 정류된다. 이 직류에너지는 배터리(233)에 충전된다.

배터리가 충분히 충전되면, 서브콘트롤러(250)는 제2신호발생부(270)를 구동하여 충전완료신호를 발생하고, 이 충전완료신호는 서브송수신부(255)를 통하여 메인송수신부(155)를 통하여 메인콘트롤러(350)로 전송된다. 그러면, 메인콘트롤러(350)는 릴레이(326)를 구동하여 전력공급케이블(301)로부터 공급되는 전기 에너지를 콘버터(323)로 인가되지 않도록 차단한다. 이에 따라, 제1인덕션코일(311)로 전기에너지기 더 이상 인가되지 않게 되고 유도자기장이 발생되지 않게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 기술적 사상은. 에너지공급장치를 휴대할 수 있고, 또한 가정용 콘센트에 접속되는 플러그(301a)가 설치되어 있다. 또한, 송신부(310)를 바닥에 위치시키는 것에 의해 에너지공급장치의 설치가 완료되므로 사용하기가 편리하다. 더 나아가서, 여러 대의 에너지공급장치를 일반 주차장에 간단하게 설치할 수 있으므로 그 사용범위가 넓어질 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 전기자동차 자동충전시스템에 따르면, 에너지공급주차장 또는 에너지공급장치는 전기자동차와 상호 피드백 통신을 하여 전기자동차가 요구하는 유도자기장을 발생케 함으로써, 전기자동차를 자동으로 충전시킨다. 이때, 이송부는 제1인덕션코일과 제2인덕션코일 사이의 거리를 가깝게 하여 충전효율을 배가시킨다. 이에 따라, 전기자동차를 충전하기 위한 번거로운 인위적 동작을 생략할 수 있다.

실질적으로 전기자동차가 주차하여 운행하지 않는 시간이 매일 상당하므로, 이 시간동안 충전이 이루어지게 함으로써 충분한 충전시간을 확보할 수 있다. 따라서, 배터리는 항상 충분히 충전된 상태를 유지할 수 있으므로, 불충분한 충전에 의해 운행거리가 짧아지는 것을 방지할 수 있다.

또한, 매일 충전이 이루어지므로, 큰 용량의 배터리를 채용하지 않아도 된다. 따라서, 전기자동차값의 상당부분을 차지하는 배터리를 저가의 것으로 채용할 수 있어 전기자동차값을 낮출 수 있다. 이에 따라, 전기자동차의 대중화는 물론 일반 자동차를 대치할 수 있으므로 자동차들에서 발생하는 배기가스의 총 배출량을 줄일 수 있다.

또, 배터리를 충전하기 위한 별도의 케이블을 사용치 않으므로, 전기에너지를 공급하는 케이블의 컨넥터를 전기자동차의 컨넥터에 접속시키는 과정을 생략할 수 있다.

Claims

적어도 2 곳 이상의 구획된 주차공간의 바닥에 각각 매설된 제1인덕션코일과, 그 제1인덕션코일들이 유도 자기장을 발생하도록 교류에너지를 공급하는 각각의 에너지공급부와, 그 에너지공급부들의 구동을 각각 제어하는 메인콘트롤러를 포함하여 된 에너지공급주차장;

유도자기장을 수신하는 제2인덕션코일이 내장된 수신부와, 상기 수신부를 상기 제1인덕션코일에 접근시키는 이송부와, 상기 제2인덕션코일에서 발생되는 전기에너지가 충전되는 충전부와, 상기 충전부로부터 발생된 전기에너지에 구동되어 바퀴를 회전시키는 전기모터와, 상기 수신부, 이송부, 충전부 및 전기모터를 제어하는 서브콘트롤러를 구비한 전기자동차;를 포함하여 된 전기 자동차 자동충전시스템.
제1항에 있어서,

상기 각각의 주차공간에는, 상기 메인콘트롤러와 연결되며 주차되는 전기자동차의 주차신호를 발생하는 검지센서가 설치된 것을 특징으로 하는 전기자동차 자동충전시스템.
제1항에 있어서,

상기 에너지공급부는, 외부에서 인가되는 전기에너지의 전류세기 및/또는 진동수를 변환하여 상기 제1인덕션코일로 공급하는 콘버터를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차 자동충전시스템.
제1항에 있어서,

상기 메인콘트롤러에는, 주차되는 각각의 전기자동차를 충전시키는데 사용된 전기에너지량을 개별적으로 표시하거나, 그 전기에너지량을 금액으로 산정하는 중앙카운터가 설치된 것을 특징으로 하는 전기 자동차 충전 시스템.
제1항에 있어서,

상기 충전부는, 교류에너지를 직류에너지로 변환하는 정류부와, 상기 직류에너지를 충전하는 배터리를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차 자동충전시스템.
제1항에 있어서,

상기 전기자동차는, 상기 서브콘트롤러에 연결되어 있고 상기 배터리의 충전전압, 충전전압, 충전용량등의 사양정보를 담은 사양정보신호를 발생하는 제1신호발생부와; 상기 서브콘트롤러에 연결되어 있고 상기 배터리의 충전이 완료되었을 때 충전완료신호를 발생하는 제2신호발생부와; 상기 사양정보신호 및/또는 충전완료신호를 상기 에너지공급주차장에 전송하기 위한 서브송수신부를 포함하며,

상기 에너지공급주차장은, 상기 메인콘트롤러에 연결되어 있고 상기 사양정보신호 및 충전완료신호를 받아들이기 위한 메인송수신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차 자동충전시스템.
유도자기장을 발생하는 제1인덕션코일 내장된 송신부과, 그 제1인덕션코일이 유도 자기장을 발생하도록 교류전류를 공급하는 에너지공급부와, 그 에너지공급부의 구동을 제어하는 메인콘트롤러를 포함하여 된 에너지공급장치;

유도자기장을 수신하는 제2인덕션코일이 내장된 수신부와, 상기 수신부를 상기 제1인덕션코일에 접근시키는 이송부와, 그 제2인덕션코일에서 발생되는 전기에너지가 충전되는 충전부와, 상기 충전부로부터 발생된 전기에너지에 의해 구동되어 바퀴를 회전시키는 전기모터와, 상기 수신부, 이송수단, 충전부 및 전기모터를 제어하는 서브콘트롤러를 구비한 전기자동차;를 포함하는 전기 자동차 자동충전시스템.
제7항에 있어서,

상기 송신부에는, 상기 메인콘트롤러와 연결되며 주차되는 전기자동차의 주차신호를 발생하는 검지센서가 설치된 것을 특징으로 하는 전기 자동차 자동충전시스템.
제7항에 있어서,

상기 에너지공급부는, 외부에서 인가되는 전기에너지의 전류세기 및/또는 진동수를 변환하여 상기 제1인덕션코일로 공급하는 콘버터를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차 자동충전시스템.
제7항에 있어서,

상기 메인콘트롤러에는, 주차되는 각각의 전기자동차를 충전시키는데 사용된 전기에너지량을 개별적으로 산정하거나, 그 전기에너지량을 금액으로 산정하는 중앙카운터가 설치된 것을 특징으로 하는 전기 자동차 자동충전시스템.
제7항에 있어서,

상기 충전부는, 교류에너지를 직류에너지로 변환하는 정류부와, 상기 직류에너지를 충전하는 배터리를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차 자동충전시스템.
제7항에 있어서,

상기 전기자동차는, 상기 서브콘트롤러에 연결되어 있고 상기 배터리의 충전전압, 충전전압, 충전용량등의 사양정보를 담은 사양정보신호를 발생하는 제1신호발생부와; 상기 서브콘트롤러에 연결되어 있고 상기 배터리의 충전이 완료되었을 때 충전완료신호를 발생하는 제2신호발생부와; 상기 사양정보신호 및/또는 충전완료신호를 상기 에너지공급주차장에 전송하기 위한 서브송수신부를 포함하며,

상기 에너지공급장치는, 상기 메인콘트롤러에 연결되어 있고 상기 사양정보신호 및 충전완료신호를 받아들이기 위한 메인송수신부를 포함하는 것을 특징으로

하는 전기 자동차 자동충전시스템.