KR20110089596A - 스마트 정거장 분산 충전 시스템 - Google Patents

스마트 정거장 분산 충전 시스템 Download PDF

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Abstract

스마트 정거장 분산 충전 시스템이 개시된다. 본 발명의 스마트 정거장 분산 충전 시스템은, 도로 주변에 상호 이격 설치되는 복수의 스마트 정거장을 포함하며, 스마트 정거장은, 도로를 운행하는 전기차량이 정차하는 동안에 충전을 위한 충전모듈; 전기차량과의 무선 통신을 위한 통신모듈; 및 충전모듈과 통신모듈의 동작을 제어하는 컨트롤부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 정거장에 전기차량의 배터리 충전을 위한 충전모듈을 구비하여 전기차량이 복수의 정거장에 각각 정차하는 동안 분산 충전이 가능하도록 하며, 전기차량의 배터리 충전을 위한 별도의 배터리 충전소를 설치할 필요가 없게 된다.

Description

스마트 정거장 분산 충전 시스템{CHARGING SYSTEM FOR SMART STATION}
본 발명은, 스마트 정거장 분산 충전 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 정거장에 전기차량의 배터리 충전을 위한 충전모듈을 구비하여 전기차량이 복수의 정거장에 각각 정차하는 동안 분산 충전이 가능하도록 하며, 전기차량의 배터리 충전을 위한 별도의 배터리 충전소를 설치할 필요가 없는 스마트 정거장 분산 충전 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 정거장(또는 정류장이라고 지칭함)이라 함은, 버스 및 택시 등과 같은 도로 차량 등이 일정하게 머무르는 장소로서, 승객이 타고 내리거나 화물을 싣고 내리는 곳을 가리킨다.
이하에서 정거장이라 함은, 도로 차량용 정거장 특히 버스 정거장을 예를 들어 설명하기로 한다.
특히 이 중 대중교통으로 널리 이용되는 도로 차량, 예를 들면 버스 등이 일정하게 머무르는 버스 정거장은, 전 지역에 걸쳐 고르게 설치되어 승객들이 원하는 버스를 탑승하기 위해 대기할 수 있는 공간을 제공한다.
한편, 근래 들어서 국가적인 차원에서 지구 온난화 현상에 대비하여 대기 공간으로의 탄소 배출을 감소시키는 저탄소 녹색성장정책이 시행되고 있는 상황이며, 이러한 실시안의 하나로 배터리에 의해 구동되는 전기버스가 이미 도입되거나 도입 준비중 상태에 있다.
그러나, 종래에는 정거장에 전기버스의 충전을 위한 충전 시스템이 구비되어 있지 않으므로, 전기버스는 집합 장소에서만 일괄 충전할 수 밖에 없었으며 도로 운행 중에는 충전할 수 없는 커다란 문제점이 발생하였다. 이러한 문제점에 기초하여 운행 중 버스 배터리가 방전되는 경우가 발생하면 전기버스가 도로상에 정지하게 되어 극심한 교통 체증할 가능성이 있다.
이를 해결하기 위해, 기존의 주유소와 대응하는 개념의 배터리 충전소를 설치하여 전기버스의 충전이 이루어지도록 하는 방안이 고려될 수 있는데, 이러한 경우 충전소의 대형화 및 충전시간 상승이 발생하게 되며 충전을 위해 전기 충전소로 이동하는 도중에도 배터리가 소모되는 문제점이 예상된다.
본 발명의 목적은, 정거장에 전기차량의 배터리 충전을 위한 충전모듈을 구비하여 전기차량이 복수의 정거장에 각각 정차하는 동안 분산 충전이 가능하도록 하며, 전기차량의 배터리 충전을 위한 별도의 배터리 충전소를 설치할 필요가 없는 스마트 정거장 분산 충전 시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 도로 주변에 상호 이격 설치되는 복수의 스마트 정거장을 포함하며, 상기 스마트 정거장은, 상기 도로를 운행하는 전기차량이 정차하는 동안에 충전을 위한 충전모듈; 상기 전기차량과의 무선 통신을 위한 통신모듈; 및 상기 충전모듈과 상기 통신모듈의 동작을 제어하는 컨트롤부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 정거장 분산 충전 시스템에 의해서 달성된다.
상기 스마트 정거장의 통신모듈로부터 상기 전기차량이 복수의 스마트 정거장에 순차적으로 정차하여 분산적으로 충전되는 동안 획득되는 상기 전기차량의 충전 정보를 수신받는 중앙관리센터를 더 포함하며, 상기 중앙관리센터는 상기 복수의 스마트 정거장의 통신모듈과 무선으로 데이터를 송수신하도록 중앙통신모듈을 포함할 수 있다.
상기 컨트롤부는 상기 통신모듈을 통해 상기 전기차량의 정차 위치, 현재 배터리 잔량, 현재 충전량, 현재 배터리 충전시간 및 다음 충전시점을 포함하는 제1 상태정보를 상기 전기차량의 운전자가 알 수 있도록 상기 전기차량에 설치된 차량통신모듈로 송신하며, 상기 컨트롤부는 상기 통신모듈을 통해 상기 전기차량의 상기 제1 상태정보와 배터리 충전 비용을 포함하는 제2 상태정보를 상기 중앙관리센터의 중앙통신모듈로 송신할 수 있다.
상기 스마트 정거장에는 상기 스마트 정거장으로 진입하는 상기 전기차량을 인식하는 RFID 인식부가 설치되며, 상기 컨트롤부는 상기 RFID 인식부를 통해 상기 스마트 정거장에 전기차량이 진입하는 것으로 감지되면 상기 충전모듈을 스탠바이(STAND-BY) 상태로 변환할 수 있다.
상기 스마트 정거장에는 전기차량의 정차 위치를 감지하도록 차량인식센서가 설치되며, 상기 컨트롤부는 상기 차량인식센서를 통해 상기 스마트 정거장의 설정된 위치에 전기차량이 정차한 상태로 감지되면 상기 충전모듈을 동작시킬 수 있다.
상기 통신모듈은 상기 차량통신모듈과 RF 통신할 수 있다.
상기 스마트 정거장에는 상기 충전모듈을 통한 전기차량의 충전 과정을 촬영하는 카메라가 설치되며, 상기 컨트롤부는 상기 카메라를 통해 촬영된 영상 이미지를 상기 통신모듈을 통해 상기 중앙통신모듈로 송신하며, 상기 전기차량에는 빗물이 전기차량에 설치된 차량충전모듈에 접촉하는 것을 방지하도록 슬라이드캡이 마련될 수 있다.
상기 충전모듈은, 상기 전기차량의 차량충전모듈과 접촉하여 전기차량의 배터리를 충전시키는 판타그라프 충전모듈로 형성되되, 상기 판타그라프 충전모듈은 상기 전기차량에 설치되는 판타그라프와 접촉하도록 상기 스마트 정거장의 상부 영역에 설치되는 전력 공급부를 포함할 수 있다.
상기 충전모듈은, 상기 전기차량의 차량충전모듈과 접촉하여 전기차량의 배터리를 충전시키는 플랩 형태의 구조를 갖는 힌지 충전모듈로 형성되되, 상기 힌지 충전모듈은 상기 전기차량에 설치되는 플랩형 집전바에 접촉되며 접히거나 펼쳐짐이 가능한 구조의 플랩형 전력 공급부를 포함할 수 있다.
상기 충전모듈은, 상기 전기차량의 차량충전모듈에 슬라이딩하여 접촉 가능한 슬라이드 충전모듈로 형성되되, 상기 슬라이드 충전모듈은, 상기 전기차량에 마련된 접촉단자에 접촉되는 슬라이드 충전단자; 및 상기 슬라이드 충전단자를 슬라이드 구동시키는 슬라이드 구동부를 포함할 수 있다.
상기 충전모듈은, 상기 전기차량의 차량충전모듈에 무접촉하여 전기차량을 충전시키는 무접촉 충전모듈로 형성되되, 상기 무접촉 충전모듈은, 상기 전기차량에 마련되는 차량충전부에 무접촉하는 상태로 전자기 유도 방식을 통해 전력을 공급하는 무접촉 전력 공급부; 및 상기 무접촉 전력 공급부를 슬라이드 구동시키는 슬라이드 구동부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 정거장에 전기차량의 배터리 충전을 위한 충전모듈을 구비하여 전기차량이 복수의 정거장에 각각 정차하는 동안 분산 충전이 가능하도록 하며, 전기차량의 배터리 충전을 위한 별도의 배터리 충전소를 설치할 필요가 없다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 정거장 분산 충전 시스템을 개략적으로 나타내는 상태도이다.
도 2는 도 1을 보다 구체화한 블럭도이다.
도 3은 도 1에서 스마트 정거장과 전기차량을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 정거장 분산 충전 시스템에서 중앙관리센터에 설치되는 모니터를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 정거장 분산 충전 시스템에서 전기차량에 설치되는 모니터 스크린을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 스마트 정거장 분산 충전 시스템의 충전모듈을 나타내는 상태도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 스마트 정거장 분산 충전 시스템의 충전모듈을 나타내는 상태도이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 스마트 정거장 분산 충전 시스템의 충전모듈을 나타내는 상태도이다.
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 스마트 정거장 분산 충전 시스템의 충전모듈을 나타내는 상태도이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 정거장 분산 충전 시스템을 개략적으로 나타내는 상태도이고, 도 2는 도 1을 보다 구체화한 블럭도이며, 도 3은 도 1에서 스마트 정거장과 전기차량을 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 정거장 분산 충전 시스템에서 중앙관리센터에 설치되는 모니터를 개략적으로 나타내는 도면이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 정거장 분산 충전 시스템에서 전기차량에 설치되는 모니터 스크린을 개략적으로 나타내는 도면이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 정거장 분산 충전 시스템(이하, '충전 시스템'이라 한다)은, 전기차량이 도로를 따라 주행하는 중 정거장에 잠시 정차할 때 배터리 충전이 가능하도록 하는 것으로서, 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 도로 주변에 서로 간에 떨어져서 설치되며, 도로상의 전기차량(300)의 배터리를 충전시킬 수 있는 충전모듈(110)과, 전기차량(300)과의 무선 통신을 위한 통신모듈(120)과, 충전모듈(110)과 통신모듈(120)의 동작을 제어하는 컨트롤부(130)를 구비하는 복수의 스마트 정거장(100)을 포함한다.
또한, 충전 시스템은 복수의 스마트 정거장(100)의 통신모듈(120)과 무선으로 데이터를 송수신하도록 중앙통신모듈(210)이 구비되며 전기차량(300)이 복수의 스마트 정거장(100)에 순차적으로 정차하여 분산적으로 충전되는 동안 획득되는 전기차량(300)의 충전 정보를 수신받는 중앙관리센터(200)를 더 포함한다.
즉, 전기차량(300)이 복수의 스마트 정거장(100) 중 어느 하나의 스마트 정거장(100)에 정차하는 동안에 배터리 용량을 모두 충전하는 것이 아니라 순차적으로 복수의 스마트 정거장(100)에 정차하는 과정에 조금씩 분산시켜 충전되도록 한다. 따라서, 전기차량용 배터리 충전소의 대형화 및 배터리 충전소에서의 충전 시간 상승을 감소시킬 수 있으며 아울러 충전을 위한 목적으로 전기차량(100)이 배터리 충전소로 이동하는 도중의 배터리 소모량을 최소화하여 에너지를 절감시킬 수 있게 된다.
이하 설명되는 스마트 정거장(100)은 본 출원인에 의해 출원된 대한민국 특허출원번호 10-2008-0015487호, 대한민국 특허 출원번호 10-2008-0015488호 등에 개시된 구조로 적용될 수 있으나 반드시 이에 한정되지 않는다.
한편, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 스마트 정거장(100)에는 도로를 주행하여 스마트 정거장(100)으로 진입하는 전기차량(300)을 인식하도록 RFID 인식부(140)가 설치되며, 전기차량(300)에도 마찬가지로 RFID 인식부(140)와 RF(Radio Frequency) 통신하는 RF 안테나가 설치된다. 이러한 RFID 인식부(140)는 안테나 형태로 구현될 수 있으며 전술한 RF 통신의 용이성을 위해 스마트 정거장(100)의 상부에 외부에 노출되게 설치되는 것이 바람직하다.
컨트롤부(130)는 RFID 인식부(140)를 통해 스마트 정거장(100)에 전기차량(300)이 진입하는 것으로 감지되면 충전모듈(110)을 스탠바이(STAND-BY) 상태로 변환하여 후술하는 충전 작업이 좀 더 신속하게 이루어지도록 한다. 일 예로, 컨트롤부(130)는 전기차량(300)이 정차하는 직후 바로 충전모듈(110)을 통해 차량 충전이 이루어지도록 할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 도 3에 도시한 바와 같이, 스마트 정거장(100)에는 전기차량(300)의 정차 위치를 감지하도록 적어도 하나 이상의 차량인식센서(150)가 설치된다. 이러한 차량인식센서(150)는 승객의 차량 탑승 불편을 초래하지 않도록 차량탑승구와 떨어진 스마트 정거장(100)의 길이 방향 전후단부에 설치되는 것이 바람직하다.
이러한 차량인식센서(150)는 스마트 정거장(100)의 길이 방향에 대한 전기차량(300)의 정차 위치 및 스마트 정거장(100)과 전기차량(300) 사이의 간격을 감지할 수 있는 센서이며 적외선 센서 또는 초음파 센서 등으로 적용될 수 있다.
한편, 차량인식센서(150)는 스마트 정거장(100)이 아닌 스마트 정거장(100) 주변의 도로상에 설치될 수도 있다.
본 발명의 실시예에서, 컨트롤부(130)는 차량인식센서(150)의 감지 신호를 전달받아 스마트 정거장(100)에 전기차량(300)이 정차하는 것, 보다 상세하게는 스마트 정거장(100)의 설정된 위치에 전기차량(300)이 정차하는 것으로 감지되면 충전모듈(110)을 동작시킨다.
이러한 충전 작업은 스마트 정거장(100)에 설치된 충전모듈(110)이 전기차량(300)에 설치된 차량충전모듈(310)에 직접적으로 접촉하거나 무접촉하는 상태로 이루어지는데, 스마트 정거장(100)의 배터리장치 또는 기타 전압공급장치 등의 매개체로부터 공급된 전하가 그 보다 낮은 정격전압을 갖는 차량충전모듈(310)의 배터리로 전달되어 이루어진다.
여기서, 충전모듈(110)은 전기차량(300)의 정지(정차) 상태에서 차량충전모듈(310)의 위치와 대응하는 위치에 설치되는 것이 보다 바람직하며, 충전모듈(110)에 대한 구체적인 설명과 차량충전모듈(310)과의 상관 관계에 대해서는 아래에서 좀 더 자세히 설명하기로 한다.
한편, 전기차량(300)이 전술한 충전 작업을 위한 적절한 위치에 정차하지 않은 경우 충전 작업의 실행이 용이하지 않을 수 있게 되는데, 컨트롤부(130)는 전기차량(300)이 스마트 정거장(100)에 대해 설정된 위치에 정차하지 않을 경우, 통신모듈(120)을 통해 전기차량(300)에 설치된 차량통신모듈(330)로 신호를 송신하여 전기차량(300)의 정차 위치를 조절한다.
도 2 및 도 5에 도시한 바와 같이, 전기차량(300)에는 "정차 위치 조정 요망" 등의 경고 문구가 화면에 디스플레이되어 운전자가 이를 확인하여 전기차량(300)의 정차 위치를 조절하도록 별도의 모니터 스크린(320)이 설치될 수 있다.
그러나, 이에 한정되지 않으며 전기차량(300)에는 모터 등에 의해 구동하는 별도의 위치변환구동부(미도시)를 설치하여 후술하는 바와 같이 전기차량(300)에 구비되어 충전모듈(110)과 접촉 또는 무접촉함에 의해 전기차량을 충전시키는 차량충전모듈(310)의 배치 위치를 조절하도록 할 수 있다.
정리하자면, 스마트 정거장(100)의 컨트롤부(130)는 통신모듈(120)을 통해 전기차량(300)의 제1 상태정보를 전기차량(300)의 운전자가 알 수 있도록 전기차량(300)에 설치된 차량통신모듈(330)로 송신한다. 여기서, 통신모듈(120)은 차량통신모듈(330)과 RF 통신한다.
여기서, 전기차량(300)의 제1 상태정보라 함은, 전기차량(300)의 정차 위치, 현재 배터리 잔량, 현재 충전량, 현재 배터리 충전시간 및 다음 충전시점 등을 포함하며, 차량의 운전자는 전술한 모니터 스크린(320)을 통해 이를 확인할 수 있다.
여기서, "다음 충전시점"의 경우, 현재 배터리 잔량이 설정된 범위보다 떨어지기까지의 소요 시간 등을 도로 정체 구간 및 시간 등을 고려하여 데이터화된 정보를 기준으로 컨트롤부(130)에서 계산하여 적합한 다음 충전시까지의 적합한 요구 시간 및 거리 등을 포함할 수 있다.
또한, 스마트 정거장(100)의 컨트롤부(130)는 통신모듈(120)을 통해 전기차량(300)의 제2 상태정보를 중앙관리센터(200)의 중앙통신모듈(210)로 송신한다. 마찬가지로, 통신모듈(120)은 중앙통신모듈(210)과 장거리 통신망 구체적으로는, 통신 케이블 또는 무선 통신할 수 있다.
여기서, 전기차량(300)의 제2 상태정보라 함은, 전술한 제1 상태정보에 배터리 충전 비용을 포함하며, 도 2 및 도 4에 도시한 바와 같이, 중앙관리센터(200)에는 이러한 정보를 통신모듈(120)로부터 전송받아 관리자가 육안으로 용이하게 확인 가능하도록 제2 상태정보가 디스플레이되는 모니터(220)가 설치된다. 덧붙여, 관리자는 이러한 정보를 인터넷 웹상에서 확인할 수도 있다.
한편, 중앙관리센터(200)에서는 전술한 배터리 충전 비용을 일정 기간 동안 누적하여 합산한 후 전기차량(300)의 운영 회사, 예를 들면 전기버스의 운영회사에 충전 비용 요금 청구를 할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 스마트 정거장(100)에는 스마트 정거장(100)의 충전모듈(110)과 전기차량(300)의 차량충전모듈(310) 간의 결합관계를 통해 전기차량(300)이 충전되는 과정을 촬영하는 카메라(160)가 설치된다.
스마트 정거장(100)의 컨트롤부(130)는 차량인식센서(150)의 감지 신호를 전달받아 전기차량(300)이 설정 위치에 정차한 것으로 판단되면, 충전모듈(110)을 통해 전기차량(300)을 충전시키게 되며 이와 동시에 카메라(160)를 통해 촬영된 영상 이미지를 통신모듈(120)을 통해 중앙관리센터(200)의 중앙통신모듈(210)로 송신하게 된다.
중앙관리센터(200)의 모니터(220)에는 전술한 제2 상태정보뿐만 아니라 카메라(160)로부터 촬영된 영상 이미지도 디스플레이된다.
한편, 카메라(160)는 차량 충전 중에만 ON신호가 입력되어 촬영할 수 있으며, 또한 전기차량(300)이 정차하지 않는 평상시에도 도로 상황을 촬영하여 차량의 무단 주차 및 사고 발생 상황 등을 중앙관리센터(200)에서 확인할 수 있도록 한다.
한편, 스마트 정거장(100)에는 전기차량(300)의 진입 여부를 음향으로 알 수 있도록 하는 스피커와, 특히 야간에 전기차량(300)의 정차 구간으로 빛을 발산하는 조명등이 더 설치될 수도 있다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 스마트 정거장 분산 충전 시스템의 충전모듈을 나타내는 상태도이고, 도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 스마트 정거장 분산 충전 시스템의 충전모듈을 나타내는 상태도이며, 도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 스마트 정거장 분산 충전 시스템의 충전모듈을 나타내는 상태도이고, 도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 스마트 정거장 분산 충전 시스템의 충전모듈을 나타내는 상태도이다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 스마트 정거장 분산 충전 시스템에서 스마트 정거장(100)에 구비되는 충전모듈(110)에 대해 도 6 내지 도 9를 참조하여 좀 더 자세히 설명하기로 한다.
충전모듈(110)은, 스마트 정거장(100)에 전기차량(300)이 정차한 경우 전기차량(300)의 차량충전모듈(310)과 관계하여 전기차량(300)의 배터리를 충전시키게 된다. 이러한 충전모듈(110)은 차량충전모듈(310)에 직접적으로 접촉하는 방식의 직접 충전모듈과 직접적으로 접촉하지 않는 무접촉 충전모듈로 구분될 수 있다.
도 6 내지 도 8에 도시한 바와 같이, 직접 충전모듈은, 크게 판타크라프 충전모듈, 힌지 충전모듈, 슬라이드 충전모듈 중 선택된 어느 하나로 적용될 수 있다.
먼저, 본 발명의 제1 실시예에 따른 판타크라프 충전모듈은, 도 6에 도시한 바와 같이, 스마트 정거장(100)의 상부 영역에 설치된 전력 공급부(410)로 구현될 수 있으며, 전기차량(300)에 차량충전모듈로서 구비되는 판타그래프(420)가 전력 공급부(410)에 접촉함으로써 차량 충전이 이루어지도록 한다.
전기차량(300)은 판타크라프(420)가 접혀지거나 하강된 상태로 정상 주행하다가 스마트 정거장(100)에 진입하면 전력 공급부(410)와 접촉하도록 판타크라프(420)가 펼쳐지거나 상승하는 구조를 갖는다. 이러한 판타그라프(420)는 전력 공급부(410)를 통해 상당한 고전압을 인가받아 전기차량의 배터리를 충전시키게 된다.
한편, 전기차량(300)에는 판타그라프(420)를 승하강시키거나 접거나 펼칠 수 있도록 별도의 힌지 구동부 및 압축 공기에 의해 구동하는 실린더 장치가 설치된다.
다음, 본 발명의 제2 실시예에 따른 힌지 충전모듈은, 도 7에 도시한 바와 같이, 스마트 정거장(100)의 상부 영역에 설치된 플랩(flap)형 전력 공급부(430)로 구현될 수 있으며, 전기차량(300)에 차량충전모듈로서 구비되는 플랩(flap)형 집전부(440)가 플랩형 전력 공급부(430)에 접촉함으로써 차량 충전이 이루어지도록 한다.
여기서, 플랩형 전력 공급부(430)와 플랩형 집전바(440)는 별도의 힌지 구조에 의해 각각 접히거나 펼쳐지며, 평상시 플랩형 전력 공급부(430)와 플랩형 집전부(440)는 접힌 상태를 갖다가 차량 충전이 이루어질 때 각각 펼쳐지며 서로 접촉하는 구조로 이루어진다.
다음, 본 발명의 제3 실시예에 따른 슬라이드 충전모듈은, 도 8에 도시한 바와 같이, 스마트 정거장(100)의 상부 영역에 설치되어 모터 등의 슬라이드 구동부(491)에 의해 외측으로 슬라이드 이동이 가능한 구조로 이루어지는 슬라이드 충전단자(450)로 구현될 수 있으며, 이러한 슬라이드 충전단자(450)는 전기차량(300)에 차량충전모듈로서 구비되는 접촉단자(460)에 슬라이드 결합되어 차량 충전이 이루어지도록 한다. 여기서, 접촉단자(460) 또한 슬라이드 충전단자(450) 측으로 슬라이드 가능한 구조를 가질 수 있다.
한편, 전기차량(300)에는 특히 우천시 빗물 등이 접촉단자(460)에 접촉하여 슬라이드 충전단자(450)와의 사이에서 쇼트 등이 발생하는 것을 방지하도록 슬라이드캡(492)이 설치될 수 있으며, 이러한 슬라이드캡(492)는 전기차량(300)의 운행 중에는 차량 내부로 인입되어 있다가 전술한 충전시에만 인출되도록 별도의 구동부에 의해 동작될 수 있다.
다음, 본 발명의 제4 실시예에 따른 무접촉 충전모듈은, 도 9에 도시한 바와 같이, 전술한 3가지 충전모듈과 달리 전기차량(300)에 설치된 차량충전부(480)에 직접적으로 접촉하지 않는 상태로 충전시킬 수 있는 무접촉 전력 공급부(470)로 적용된다. 한편, 무접촉 전력 공급부(470)는 스마트 정거장(100)에 마련되는 슬라이드 구동부(493)에 의해 전기차량(300) 측으로 일정 거리 이동하는 것이 가능한 구조를 가지며, 차량충전부(480)는 전자기 유도 방식을 통해 무접촉 전력 공급부(470)에 무접촉하는 상태로 전력이 공급되어 충전된다.
이러한 무접촉 충전모듈은 전기차량에 접촉하지 않는 상태로 충전 작업을 수행함으로 전술한 3가지 충전모듈에 비해 충전 완료 후 전기차량이 좀 더 신속하게 출차하도록 할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 전기차량(300)이 스마트 정거장(100)의 설정된 위치에 정차하지 못하여 전술한 접촉 또는 무접촉에 의한 충전 작업 효율이 저감하는 것을 방지하도록, 판타크래프(420), 플랩(flap)형 집전부(440), 접촉단자(460) 및 차량충전부(480)는 실린더, 래크 및 기어 모듈, 모터 등의 별도의 이송장치에 의해 전기차량 상의 배치 위치가 조절될 수 있다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
100: 스마트 정거장 110: 충전모듈
120: 통신모듈 130: 컨트롤부
140: RFID 인식부 150: 차량인식센서
160: 카메라 200: 중앙관리센터
210: 중앙통신모듈 220: 모니터
300: 전기차량 310: 차량충전모듈
320: 모니터 스크린 330: 차량통신모듈
410: 전력 공급부 420: 판타그래프
430: 플랩형 전력 공급부 440: 플랩형 집전부
450: 슬라이드 충전단자 460: 접촉단자
470: 무접촉 전력 공급부 480: 차량충전부

Claims (11)

  1. 도로 주변에 상호 이격 설치되는 복수의 스마트 정거장을 포함하며,
    상기 스마트 정거장은,
    상기 도로를 운행하는 전기차량이 정차하는 동안에 충전을 위한 충전모듈;
    상기 전기차량과의 무선 통신을 위한 통신모듈; 및
    상기 충전모듈과 상기 통신모듈의 동작을 제어하는 컨트롤부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 정거장 분산 충전 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스마트 정거장의 통신모듈로부터 상기 전기차량이 복수의 스마트 정거장에 순차적으로 정차하여 분산적으로 충전되는 동안 획득되는 상기 전기차량의 충전 정보를 수신받는 중앙관리센터를 더 포함하며,
    상기 중앙관리센터는 상기 복수의 스마트 정거장의 통신모듈과 무선으로 데이터를 송수신하도록 중앙통신모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 정거장 분산 충전 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 컨트롤부는 상기 통신모듈을 통해 상기 전기차량의 정차 위치, 현재 배터리 잔량, 현재 충전량, 현재 배터리 충전시간 및 다음 충전시점을 포함하는 제1 상태정보를 상기 전기차량의 운전자가 알 수 있도록 상기 전기차량에 설치된 차량통신모듈로 송신하며,
    상기 컨트롤부는 상기 통신모듈을 통해 상기 전기차량의 상기 제1 상태정보와 배터리 충전 비용을 포함하는 제2 상태정보를 상기 중앙관리센터의 중앙통신모듈로 송신하는 것을 특징으로 하는 스마트 정거장 분산 충전 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 스마트 정거장에는 상기 스마트 정거장으로 진입하는 상기 전기차량을 인식하는 RFID 인식부가 설치되며, 상기 컨트롤부는 상기 RFID 인식부를 통해 상기 스마트 정거장에 전기차량이 진입하는 것으로 감지되면 상기 충전모듈을 스탠바이(STAND-BY) 상태로 변환하는 것을 특징으로 하는 스마트 정거장 분산 충전 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 스마트 정거장에는 전기차량의 정차 위치를 감지하도록 차량인식센서가 설치되며, 상기 컨트롤부는 상기 차량인식센서를 통해 상기 스마트 정거장의 설정된 위치에 전기차량이 정차한 상태로 감지되면 상기 충전모듈을 동작시키는 것을 특징으로 하는 스마트 정거장 분산 충전 시스템.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 통신모듈은 상기 차량통신모듈과 RF 통신하는 것을 특징으로 하는 스마트 정거장 분산 충전 시스템.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 스마트 정거장에는 상기 충전모듈을 통한 전기차량의 충전 과정을 촬영하는 카메라가 설치되며,
    상기 컨트롤부는 상기 카메라를 통해 촬영된 영상 이미지를 상기 통신모듈을 통해 상기 중앙통신모듈로 송신하며,
    상기 전기차량에는 빗물이 전기차량에 설치된 차량충전모듈에 접촉하는 것을 방지하도록 슬라이드캡이 마련되는 것을 특징으로 하는 스마트 정거장 분산 충전 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 충전모듈은, 상기 전기차량의 차량충전모듈과 접촉하여 전기차량의 배터리를 충전시키는 판타그라프 충전모듈로 형성되되,
    상기 판타그라프 충전모듈은 상기 전기차량에 설치되는 판타그라프와 접촉하도록 상기 스마트 정거장의 상부 영역에 설치되는 전력 공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 정거장 분산 충전 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 충전모듈은, 상기 전기차량의 차량충전모듈과 접촉하여 전기차량의 배터리를 충전시키는 플랩 형태의 구조를 갖는 힌지 충전모듈로 형성되되,
    상기 힌지 충전모듈은 상기 전기차량에 설치되는 플랩형 집전바에 접촉되며 접히거나 펼쳐짐이 가능한 구조의 플랩형 전력 공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 정거장 분산 충전 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 충전모듈은, 상기 전기차량의 차량충전모듈에 슬라이딩하여 접촉 가능한 슬라이드 충전모듈로 형성되되,
    상기 슬라이드 충전모듈은,
    상기 전기차량에 마련된 접촉단자에 접촉되는 슬라이드 충전단자; 및
    상기 슬라이드 충전단자를 슬라이드 구동시키는 슬라이드 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 정거장 분산 충전 시스템.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 충전모듈은, 상기 전기차량의 차량충전모듈에 무접촉하여 전기차량을 충전시키는 무접촉 충전모듈로 형성되되,
    상기 무접촉 충전모듈은,
    상기 전기차량에 마련되는 차량충전부에 무접촉하는 상태로 전자기 유도 방식을 통해 전력을 공급하는 무접촉 전력 공급부; 및
    상기 무접촉 전력 공급부를 슬라이드 구동시키는 슬라이드 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 정거장 분산 충전 시스템.
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