KR20120069859A - 모바일 충전 시스템 - Google Patents

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KR20120069859A
KR20120069859A KR1020100131178A KR20100131178A KR20120069859A KR 20120069859 A KR20120069859 A KR 20120069859A KR 1020100131178 A KR1020100131178 A KR 1020100131178A KR 20100131178 A KR20100131178 A KR 20100131178A KR 20120069859 A KR20120069859 A KR 20120069859A
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황호철
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(주)시그넷시스템
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/80—Exchanging energy storage elements, e.g. removable batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

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  • Power Engineering (AREA)
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Abstract

본 발명은 이동이 자유로운 모바일 수단에 하이브리드 발전기, DC/DC 급속충전기, AC/DC 충전기 및 배터리 자동 교환 로봇을 탑재하여 공간의 제약 없이 어디에서는 전기구동 차량의 급속충전이 가능하고, 전기구동 차량의 배터리 교환도 가능한 모바일 충전 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 모바일 충전 시스템은 하이브리드 발전기; DC/DC 급속충전기; AC/DC 충전기; 배터리 자동 교환 로봇; 상기 하이브리드 발전기, DC/DC 급속충전기, AC/DC 충전기 및 배터리 자동 교환 로봇을 탑재한 모바일수단;을 포함하여 이루어져, 이동이 가능하며, 전기구동 차량의 급속충전 및 전기구동 차량의 배터리 교환이 가능하다.

Description

모바일 충전 시스템{Mobile charge system}
본 발명은 이동이 자유로운 모바일 수단에 하이브리드 발전기, DC/DC 급속충전기, AC/DC 충전기 및 배터리 자동 교환 로봇을 탑재하여 공간의 제약 없이 어디에서는 전기구동 차량의 급속충전이 가능하고, 전기구동 차량의 배터리 교환도 가능한 모바일 충전 시스템에 관한 것이다.
최근 환경문제가 중요시되고, 에너지의 고갈 문제가 대두되면서, 전기로 구동되는 전기구동 차량의 개발이 활발히 이루어지고 있다.
그러데 전기구동 차량의 활발한 개발에 비해, 충전 인프라의 구축이 미미하고, 한번 충전으로 전기구동 차량의 주행 가능한 거리가 제한되어 있는 문제 등이 있다.
그래서 전기구동 차량의 운행 중 발생할 수 있는 방전 등의 비상상황에 즉각적인 대응에 많은 문제를 갖고 있고, 그에 따라 친환경, 에너지 절약 등의 많은 장점에도 불구하고 전기구동 차량의 이용이 저조하다.
본 발명은 위와 같이 전기구동 차량을 위한 충전 인프라의 부제와, 전기구동 차량의 주행거리 제한 등의 문제를 해결할 수 있도록, 공간의 제약을 받지 않고 필요로 하는 곳 어디든 즉시 방문하여 전기구동 차량의 급속충전과, 배터리 교환 등의 서비스를 제공할 수 있는 모바일 충전 시스템을 제공함을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 모바일 충전 시스템은
하이브리드 발전기;
DC/DC 급속충전기;
AC/DC 충전기;
배터리 자동 교환 로봇;
상기 하이브리드 발전기, DC/DC 급속충전기, AC/DC 충전기 및 배터리 자동 교환 로봇을 탑재한 모바일수단;을 포함하여 이루어진다.
본 발명은 모바일수단을 통해 공간의 제약 없이 어느 곳이든 빠른 시간에 방문하여 충전 서비스를 제공할 수 있으므로, 현재의 충전 인프라 부제의 문제를 해결할 수 있고, 전기구동 차량의 주행거리 제한에 따라 발생되는 문제를 해결할 수 있다.
그리고 DC/DC 급속 충전기를 통해 전기구동 차량의 신속한 충전이 가능하고, 배터리 자동 교환 로봇을 이용하여 배터리 교환 서비스의 제공도 가능하다.
그리고 전기구동 차량뿐만 아니라 지상에 고정 설치되어 있는 충전 스테이션에 충전 전력을 공급할 수도 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 모바일 충전 시스템의 개략적인 구성도.
도 2 는 본 발명의 배터리 자동 충전 로봇을 활용한 배터리 교환 서비스 개념도.
도 3은 본명에 따른 모바일 충전 시스템을 활용하여 충전 스테이션에 충전 전력을 공급하는 개략적인 구성도.
도 4 는 DC/DC 급속 충전기 다수를 활용한 다양한 종류의 전기구동 차량을 충전할 수 있도록 한 직/병렬 충전모듈 구성도.
도면에서 보는 바와 같이 본 발명에 따른 모바일 충전 시스템은 본 발명에 따른 모바일 충전 시스템은 하이브리드 발전기; DC/DC 급속충전기; AC/DC 충전기; 배터리 자동 교환 로봇; 상기 하이브리드 발전기, DC/DC 급속충전기, AC/DC 충전기 및 배터리 자동 교환 로봇을 탑재한 모바일수단;을 포함하여 이루어진다.
그리고 전력변환기, 계통 통합 시스템 등을 더 포함할 수 있다.
도4에 도시되어 있는 직/병렬 충전모듈은 아래와 같다.
각 부의 설명
(1) AC 전원 입력부
3상 AC 전원을 입력 받는다
(2) 노이즈 필터부
스위칭 전원 공급부의 노이즈를 감쇠한다.
(3) PFC 콘트롤부
- AC 전원의 Power Factor를 98%이상 유지
- DC/DC 충전부에 안정된 전원 공급
- 최대 200KW 출력
-3KW급의 소형모듈이 병렬 연결된 구조로 이루어져, 하나의 모듈이 고장을 일으키더라도 전체 시스템의 동작은 영향이 적음.
(4) DC전원 공급 라인
PFC 콘트롤부와 DC/DC 충전부의 전원 공급라인
(5) (6) (7) (8) DC/DC 충전부
- 50kW출력
(9) DC/DC 충전부
- 20kW 출력
- 소용량 NEV 또는 Golf CAR 용 충전기
(10) DC/DC 충전부
- 6kW 출력
- 전동 bike, 스쿠터 충전용
(11) 대형 충전 포트
- (5)(6)(7)(8)과 연결되는 구조를 가진다.
- 전자식 스위치로 구성되며 ON/OFF 조작신호에 따라 개폐된다.
(12) 중형 충전 포트
-(5)(6) 과 (7)(8)로만 연결되는 구조를 가진다.
- 전자식 스위치로 구성되며 ON/OFF조작신호에 따라 개폐된다.
(13) 일반 충전 포트
- 단독으로 충전 가능한 포트이다
- 전자식 스위치로 구성되며 ON/OFF조작신호에 따라 개폐된다.
(14) 일반 충전 커넥터
- (13)과 연결되며 일반 전기자동차의 충전을 담당한다.
(15) 중형 충전 커넥터
- (12)와 연결되며 중형 전기버스의 충전을 담당한다.
(16) 대형 충전 커넥터
- (11)과 연결되면 대형 전기버스의 충전을 담당한다.
(17) 통합제어부
- 모든 DC/DC 충전기의 동작상황을 모니터링
- 조작부(19)의 조작신호를 받고, 안내표시부(20)에 상태 정보를 표시한다.
- DC/DC 충전부의 동작모드를 결정하고 제어한다.
(18) 신호연결부
- 모든 DC/DC 충전부 및 PFC 콘트롤부의 통신 신호를 주고받는 통신선로
(19) 조작부
- 사용자의 차종정보 입력
(20) 안내표시부
- 충전기의 상태표시
(21) 충전가능 포트 표시장치
- 현재 최적의 충전 가능한 DC/DC충전기를 램프로 표시한다.
동작순서 설명
1. 충전을 위한 차량이 조작부(19)에서 자신의 차종 정보 입력
- 차종 정보: 전동바이크, NEV, EV, 중형버스, 버스, 트럭등.
2. 통합제어부(17)은 사용가능한 DC/DC충전부를 조사하여 안내부에 표시
- 안내부 표시형태
(1) X번 충전기로 가세요.
(2) 현재 충전 가능한 충전기가 없습니다.
3분 후에 Y번 충전기가 사용 가능합니다.
3. 해당 충전가능 충전기의 램프 점등(20)
4. 해당 충전기에서 충전개시
차량과의 통신 제어권 부여
1. 버스의 충전을 위해서는 충전기 2대 또는 4대가 통합되어 버스에 연결된다.
2. 이들 충전기 중 1대가 버스와의 통신을 담당하며 나머지 충전기의 전압/전류 및 보호기능의 동작을 통합 제어하도록 한다.
3. 버스와의 통신을 담당할 충전기의 선정은 통합 제어부(17)에서 결정한다.
PFC 콘트롤 부의 구성
(1) Main 파워 변환부
- AC Power를 DC 파워로 변환하고 Power factor를 98%수준으로 유지한다.
(2) 입력전압 검출부
- AC전압을 검출하여 제어부에 전달
(3) 입력전류 검출부
- AC전류를 검출하여 제어부에 전달
(4) 출력전압 검출부
- DC출력 전압을 검출하여 제어부에 전달
(5) 출력전류 검출부
- DC출력 전류를 검출하여 제어부에 전달
(6) 통신부
- 통합제어부(17)와의 통신
(7) 제어부
- Power factor control
- 출력 DC전압 제어
- 출력 과전압, 과전류, 과열보호
- 입력 결상보호, 과전압/저전압 보호
DC / DC 충전부의 구성
(1) Main DC/DC 파워 변환부
- DC 입력파워를 최적충전을 위한 DC 파워로 변환
(2) 입력전압 검출부
- AC전압을 검출하여 제어부에 전달
(3) 입력전류 검출부
- AC전류를 검출하여 제어부에 전달
(4) 출력전압 검출부
- DC출력 전압을 검출하여 제어부에 전달
(5) 출력전류 검출부
- DC출력 전류를 검출하여 제어부에 전달
(6) 제1 통신부
- 통합제어부(17)와의 통신
- 충전기간에 통신
(7) 제2 통신부
- 차량과의 통신
(8) 제어부
- 정전압, 정전류 제어
- 출력 과전압, 과전류, 과열보호
- 입력 과전압/저전압 보호
(9) 각부설명에서 (11)-(16)과 (21)을 공유한다.
이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 모바일 충전 시스템에 대해 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.
(3) : PFC (5)~(10) : DC/DC 충전기

Claims (1)

  1. 하이브리드 발전기;
    DC/DC 급속충전기;
    AC/DC 충전기;
    배터리 자동 교환 로봇;
    상기 하이브리드 발전기, DC/DC 급속충전기, AC/DC 충전기 및 배터리 자동 교환 로봇을 탑재한 모바일수단;을 포함하여 이루어져,
    이동이 가능하며, 전기구동 차량의 급속충전 및 전기구동 차량의 배터리 교환이 가능한 모바일 충전 시스템.
KR1020100131178A 2010-12-21 2010-12-21 모바일 충전 시스템 KR20120069859A (ko)

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