KR20180111194A - 비상 전력충전장치 - Google Patents

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Abstract

비상시 다양한 종류의 전기 자동차에 전력을 공급하여 호환성이 개선되도록, 본 발명은 비상충전대상 전기자동차의 상호 다른 인렛 규격별로 구비된 인렛단자에 연결하여 전력을 공급하는 비상 전력충전장치에 있어서, 외부 전력원으로부터 전원을 입력받는 전원입력부; 상기 전원입력부로부터 입력된 전원이 충전되는 비상충전저장부; 상기 비상충전저장부에 충전된 전원이 상기 비상충전대상 전기자동차의 일규격의 인렛단자에 공급되도록 연장된 단부가 구비된 전원출력부; 및 상기 전원출력부와 연결되는 상기 비상충전대상 전기자동차의 일규격의 인렛단자로의 전원공급을 제어하는 전원제어부를 포함하는 비상 전력충전장치를 제공한다.

Description

비상 전력충전장치{apparatus for charging battery of electric vehicle in emergency}
본 발명은 비상 전력충전장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 비상시 다양한 종류의 전기 자동차에 전력을 공급하여 호환성이 개선된 비상 전력충전장치에 관한 것이다.
일반적으로, 전기 자동차는 전기를 사용하여 운행되는 자동차를 의미하는 것으로, 크게 순수 전기 자동차(Batttery Powered Electric Vehicle)와 하이브리드 전기 자동차(Hybrid Electric Vehicle)로 구분될 수 있다.
여기서, 상기 순수 전기 자동차는, 화석 연료를 이용함 없이 전기만을 사용하여 주행하는 자동차로서, 일반적으로 전기 자동차라 명칭된다. 그리고, 하이브리드 전기 자동차는 전기 및 화석 연료를 사용하여 주행하는 것을 의미한다.
이러한, 상기 전기 자동차에는 주행을 위한 전기를 공급하는 배터리가 구비된다. 특히, 순수 전기 자동차 및 플러그인(Plug-in) 타입의 하이브리드 전기 자동차는, 외부의 전원으로부터 공급되는 전력을 이용하여 배터리를 충전하며, 배터리에 충전된 전력을 이용하여 전기 모터를 구동한다.
한편, 상기 전기 자동차와 같이 엔진이 없고 순수 배터리에 저장된 전기에너지로만 운행되는 차량은 배터리의 에너지가 방전되면 이를 충전해야만 주행이 가능하다. 하지만, 상기 전기 자동차의 보급에 비하여 전기 충전을 지원하는 충전스테이션의 설치 등 전기 자동차에 대한 인프라가 그에 턱없이 미치지 못함에 따라 충전장소가 제한되는 단점이 있다.
따라서, 운전자는 상기 전기 자동차의 주행 도중, 예기치 않은 배터리의 방전 또는 충전이 필요한 상황에서 긴급 출동한 렉카 등의 견인차량에 구비된 비상전력공급장치를 이용해 상기 전기 자동차의 배터리에 전력을 충전한다.
이때, 상기 전기 자동차는 충전 커플러 방식이 상기 비상전력공급장치의 충전 커플러 방식이 동일해야만 상기 비상전력공급장치로부터 전력이 충전된다.
그러나, 상기 전기 자동차는 국제적으로 하나의 충전 방식으로 규격화되지 않고 국가별 또는 제조사별로 다양한 규격의 충전 커플러 방식으로 제조됨에 따라 상기 비상전력공급장치의 충전 커플러 방식과 서로 달라 전력을 충전하지 못해 운전자가 불편함을 초래하는 문제점이 있었다.
한국 공개특허 제10-2014-0084820호
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 비상시 다양한 종류의 전기 자동차에 전력을 공급하여 호환성이 개선된 비상 전력충전장치를 제공하는 것을 해결과제로 한다.
상기의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 비상충전대상 전기자동차의 상호 다른 인렛 규격별로 구비된 인렛단자에 연결하여 전력을 공급하는 비상 전력충전장치에 있어서, 외부 전력원으로부터 전원을 입력받는 전원입력부; 상기 전원입력부로부터 입력된 전원이 충전되는 비상충전저장부; 상기 비상충전저장부에 충전된 전원이 상기 비상충전대상 전기자동차의 일규격의 인렛단자에 공급되도록 연장된 단부가 구비된 전원출력부; 및 상기 전원출력부와 연결되는 상기 비상충전대상 전기자동차의 일규격의 인렛단자로의 전원공급을 제어하는 전원제어부를 포함하는 비상 전력충전장치를 제공한다.
여기서, 일단부에 상기 전원출력부의 단부에 착탈식으로 연결되는 공급커넥터가 구비되며, 타단부에 상기 비상충전대상 전기자동차의 상호 다른 인렛 규격별로 구비된 인렛단자에 대응되는 충전단자가 구비된 충전커넥터가 규격별로 구비된 복수개의 멀티젠더 세트를 더 포함하되, 상기 공급커넥터의 각 공급단자 및 상기 충전커넥터의 각 충전단자를 대응되는 단자별로 전기적으로 연결하도록 구비됨이 바람직하다.
이때, 상기 비상충전대상 전기자동차의 상호 다른 인렛 규격 중 어느 하나를 선택하는 선택명령을 입력받고 상기 선택명령을 전원제어부에 전송하는 선택입력부를 더 포함하며, 상기 전원제어부는 수신된 상기 선택명령과 기설정된 규격정보에 매칭되는 인렛단자와 대응되도록 상기 복수개의 공급단자 중 적어도 어느 하나 이상의 공급단자와 신호 연결상태를 스위칭하여 상기 인렛단자로부터 상기 비상충전대상 전기자동차의 배터리 정보를 수신하고 상기 배터리 정보가 안내표시부에 표시되도록 제어함이 바람직하다.
그리고, 상기 전원제어부는 상기 비상충전저장부의 전압을 검출하여 전력 잔량을 측정하고 상기 전력 잔량이 기설정된 기준치 미만이면 안내표시부를 통하여 상기 전력 잔량을 표시하고, 상기 비상충전저장부를 별도의 보조전력원과 전기적으로 연결하여 전원을 입력받도록 제어함이 바람직하다.
한편, 본 발명은 비상 전력충전장치의 전원출력부의 단부에 착탈식으로 연결되는 공급커넥터가 구비된 일단부; 비상충전대상 전기자동차의 상호 다른 인렛 규격별로 구비된 인렛단자 중 적어도 어느 하나에 대응되는 충전단자가 구비된 충전커넥터가 구비된 타단부; 및 내부에 상기 공급커넥터의 각 공급단자 및 상기 충전커넥터의 각 충전단자를 대응되는 단자별로 전기적으로 연결되도록 구비된 연결선로부를 포함하는 비상 전력충전장치용 멀티젠더를 제공한다.
상기의 해결 수단을 통하여, 본 발명에 따른 비상 전력충전장치는 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 상기 복수개의 멀티젠더 세트에 포함된 어느 하나의 멀티젠더에 구비된 충전커넥터에는 비상충전대상 전기자동차의 상호 다른 인렛 규격별로 구비된 인렛단자 중 적어도 어느 하나에 대응되는 충전단자가 구비되므로 다양한 전기자동차에 호환 적용이 가능하여 제품의 호환성이 현저히 개선될 수 있다.
둘째, 상기 복수개의 멀티젠더는 일단부에 구비된 공급커넥터가 상기 전원출력부로부터 연장된 젠더연결부에 착탈식으로 연결됨에 따라 비상충전대상 전기자동차의 인렛 규격별로 연결하기 위한 각각의 케이블 및 젠더연결부 없이도 전원공급이 가능하므로 생산 및 유지 비용이 절감되어 경제성이 더욱 향상될 수 있다.
셋째, 상기 전원제어부는 전기자동차의 상호 다른 인렛 규격 중 어느 하나를 선택하는 선택명령과 규격정보가 매칭된 공급단자와의 신호 연결상태를 스위칭하므로 오작동이 방지될 뿐만 아니라 배터리 관리 시스템에 호환 접속되어 수신되는 배터리 정보를 안내표시부에 표시하므로 배터리의 이상 유무 내지 충전 상태 등을 명확하게 판단할 수 있어 작업 효율성이 더욱 개선될 수 있다.
넷째, 상기 비상충전저장부는 전원제어부가 전력 잔량을 기설정된 기준치와 비교하여 보조전력원으로부터 전원을 공급받도록 제어함에 따라 외부 전력원으로부터 전원을 입력받을 수 없는 상황이라도 비상수리차량의 운행 도중에 상시로 전원이 충전되므로 제품의 사용편의성이 현저히 개선될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 비상 전력충전장치가 비상수리차량에 설치된 상태를 나타낸 개략도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 비상 전력충전장치를 나타낸 정면도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 비상 전력충전장치를 나타낸 블록도.
도 4a는 A-B 방향에서 바라본 단면도.
도 4b는 본 발명의 일실시예에 따른 비상 전력충전장치에서 멀티젠더에 구비된 비상충전대상 전기자동차의 타규격의 충전커넥터를 나타낸 단면예시도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 비상 전력충전장치에서 전원제어부 및 멀티젠더의 연결상태를 나타낸 개략도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 비상 전력충전장치에서 선택명령에 따른 전원제어부의 전원공급과정을 나타낸 흐름도.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 비상 전력충전장치에서 비상충전저장부의 전력 잔량에 따른 전원입력과정을 나타낸 흐름도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비상 전력충전장치를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 비상 전력충전장치가 비상수리차량에 설치된 상태를 나타낸 개략도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 비상 전력충전장치를 나타낸 정면도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 비상 전력충전장치를 나타낸 블록도이고, 도 4a는 A-B 방향에서 바라본 단면도이며, 도 4b는 본 발명의 일실시예에 따른 비상 전력충전장치에서 멀티젠더에 구비된 비상충전대상 전기자동차의 타규격의 충전커넥터를 나타낸 단면예시도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 비상 전력충전장치에서 전원제어부 및 멀티젠더의 연결상태를 나타낸 개략도이다.
도 1 내지 도 5에서 보는 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 비상 전력충전장치(100)는 전원입력부(10), 비상충전저장부(20), 전원출력부(30) 및 전원제어부(40)를 포함하여 구비된다.
여기서, 도 1을 참조하면, 상기 비상 전력충전장치(100)는 렉카 등의 견인차량과 같은 비상수리차량(Emergency Vehicle for repairing vehicle, 이하 EV)의 적재공간 등에 설치된다. 이러한, 상기 비상수리차량(EV)은 예기치 않은 배터리의 방전이나 전원 충전이 필요한 상황이 발생한 비상충전대상 전기자동차(5)가 위치한 곳에 출동하여 상기 비상충전대상 전기자동차(5)의 인렛(1)에 구비된 인렛단자(1a)에 상기 비상 전력충전장치(100)를 연결하고 상기 비상충전대상 전기자동차(5)의 배터리(2)에 전력을 공급한다.
이때, 상기 비상충전대상 전기자동차(5)는 국가 또는 제조사 등에 따라 상호 다른 인렛(1) 규격별로 제조될 수 있으며, 이에 대응하여 상기 비상 전력충전장치(100)는 상호 다른 인렛(1) 규격별로 구비된 인렛단자(1a)에 호환되도록 연결되어 전력을 공급할 수 있다.
한편, 상기 비상 전력충전장치(100)는 케이싱부(90)를 포함하여 구비되며, 상기 케이싱부(90)의 내부공간에 상기 전원제어부(40) 등의 회로장치 및 전선 등이 수용될 수 있다. 이때, 상기 케이싱부(90)는 외부의 충격 등으로부터 내부의 구성 부품을 보호하도록 소정의 내구성 및 강성을 갖는 금속 내지 합성수지 재질로 형성될 수 있다.
상세히, 상기 전원입력부(10)는 외부 전력원(P1)으로부터 전원을 입력받도록 상기 케이싱부(90)의 외면에 구비된다. 여기서, 외부 전력원(P1)이라 함은 상업용 내지 가정용 전원을 공급하는 장치를 포괄하는 개념으로, 전기충전소의 충전기 등으로 이해함이 바람직하다.
이때, 상기 전원입력부(10)는 일반적인 플러그나 코드셋 등의 전기접속기구가 접속되는 소켓 등으로 구비될 수 있으며, 상기 외부 전력원(P1)의 전기접속기구가 단락 및 접속됨에 따라 선택적으로 전원이 입력될 수 있다.
여기서, 상기 전원입력부(10)는 교류전원 및 직류전원이 입력될 수 있으며, 교류전원이 입력되는 경우 상기 케이싱부(90)의 내부에는 상기 전원입력부(10)로부터 입력된 교류전원이 직류전원으로 변환되도록 직류변환부(미도시)가 더 구비될 수도 있다.
이때, 상기 비상 전력충전장치(100)는 상기 직류변환부(미도시)가 구비되어 교류전원을 직류전원으로 변환하여 사용함에 따라 상기 비상충전대상 전기자동차(5)에 급속충전 방식으로 직류전원을 공급할 수 있다.
그리고, 상기 전원입력부(10)는 상기 케이싱부(90)의 내부에 구비된 전원제어부(40)와 신호 연결되어 선택적으로 전원의 입력이 제어될 수 있다.
한편, 상기 비상충전저장부(20)는 상기 전원입력부(10)와 연결되어 상기 전원입력부(10)로부터 입력된 전원이 충전된다. 이때, 상기 비상충전저장부(20)의 내부에는 리튬 이온 전지와 같이 전기 충전이 가능한 배터리 등이 구비될 수 있으며 상기 전원입력부(10)와 전선 등으로 연결되어 상기 입력된 전원이 충전된다.
그리고, 상기 비상충전저장부(20)는 외부의 충격으로부터 상기 배터리가 보호되도록 금속 내지 합성수지 재질로 형성될 수 있으며, 외면에 복수개의 송풍팬(21)이 구비되어 상기 입력된 전원이 충전되거나 충전된 전원이 출력되는 동안 발산하는 열이 외부로 배출될 수 있다.
또한, 상기 비상충전저장부(20)는 복수개로 구비될 수 있다. 이때, 상기 비상 전력충전장치(100)가 설치된 상기 비상수리차량(EV)은 일반적으로 상기 비상충전대상 전기자동차(5)에 전력 공급을 위해 출동한다.
여기서, 상기 비상수리차량(EV)이 한번의 출동시 대량의 예비 공급 전원을 구비할 수 있도록 상기 비상충전저장부(20)가 복수개로 구비될 수 있으며, 상기 각 비상충전저장부(20) 간에 직렬 또는 병렬로 연결되어 전력이 충전되거나 충전된 전력이 출력될 수 있다.
이때, 상기 복수개의 비상충전저장부(20) 및 상기 케이싱부(90)는 설치 공간의 효율이 증가되도록 상하방향으로 이웃하여 적층될 수 있으며, 고정프레임(85)에 의해 고정되어 일체화된 형상으로 구비될 수 있다.
그리고, 상기 각 비상충전저장부(20)는 상기 전원제어부(40)와 연결되어 충전된 전원이 상기 전원출력부(30)에 선택적으로 공급되도록 제어될 수 있다.
한편, 상기 전원출력부(30)는 상기 케이싱부(90)의 외면에 구비된다. 이때, 상기 전원출력부(30)는 기설정된 패턴을 갖는 소켓 형상으로 구비될 수 있다. 또한, 상기 전원출력부(30)에는 상기 기설정된 패턴에 대응되도록 복수개의 출력단자가 돌설된다.
상세히, 상기 복수개의 출력단자는 제1출력단자(30a), 제2출력단자(30b), 제3출력단자(30c), 제4출력단자(30d), 제5출력단자(30e), 제6출력단자(30f), 제7출력단자(30g), 제8출력단자(30h), 제9출력단자(30k), 제10출력단자(30m), 제11출력단자(30n) 및 제12출력단자(30p)를 포함하여 구비된다.
이때, 상기 복수개의 출력단자 중 일부는 전원이 공급되도록 연결될 수 있으며 나머지는 상기 비상충전대상 전기자동차(5)의 배터리 관리 시스템(BMS : Battery Management System, 3)에 접속되어 배터리 정보 등이 수신되도록 상기 전원제어부(40)와 신호 연결될 수 있다. 예컨대, 상기 제1출력단자(30a) 및 제2출력단자(30b)가 전원의 양극 및 음극이 각각 연결되고, 나머지 출력단자는 상기 비상충전대상 전기자동차(5)의 배터리 관리 시스템(3)과의 통신 내지 제어 신호가 입출력되도록 신호 연결될 수 있다.
즉, 상기 전원출력부(30)는 상기 전원제어부(40)와 연결되어 상기 전원제어부(40)의 제어에 대응하여 상기 복수개의 출력단자 중 전원이 공급되도록 연결되는 출력단자를 통해 상기 비상충전대상 전기자동차(5)의 일규격의 인렛단자(1a)에 선택적으로 전원이 공급될 수 있다. 여기서, 상기 비상충전대상 전기자동차(5)의 일규격이라 함은 상기 비상충전대상 전기자동차의 상호 다른 인렛(1) 규격 중 어느 하나로 이해함이 바람직하다.
한편, 상기 전원출력부(30)는 상기 비상충전대상 전기자동차(5)의 일규격의 인렛단자(1a)에 공급되도록 연장된 단부가 구비된다.
상세히, 상기 전원출력부(30)에는 상기 비상 충전전력장치(100)와 상기 비상출전대상 전기자동차(5)가 용이하게 연결되도록 소정의 길이로 연장된 케이블(31)의 일단부가 연결될 수 있다. 여기서, 상기 케이블(31)의 일단부에는 상기 전원출력부(30)로부터 선택적으로 착탈되도록 소켓부가 구비될 수 있으며, 상기 전원출력부(30)에 삽입 또는 분리될 수 있다.
이때, 상기 케이블(31) 내부의 복수개의 전선은 전원이 출력되거나 신호가 송수신되도록 상기 복수개의 출력단자와 각각 연결된다.
그리고, 상기 케이블(31)의 타단부에는 젠더연결부(33)가 구비될 수 있다. 이때, 상기 젠더연결부(33)는 일단부가 상기 케이블(31)과 연결되되 타단부에는 젠더커넥터가 구비된다.
여기서, 상기 젠더커넥터는 실질적으로 상기 전원출력부(30)와 대응되는 형상으로 구비되고, 상기 젠더커넥터에는 상기 케이블(31) 내부의 복수개의 전선으로부터 각각 연결된 연결단자가 상기 복수개의 출력단자와 대응되도록 돌설된다. 이를 통해, 상기 젠더커넥터에는 후술하는 멀티젠더(50)가 상기 연결단자에 접속되도록 결합될 수 있다.
그리고, 상기 케이블(31)의 보관 및 관리가 용이하도록 상기 케이블(31)이 권취되는 케이블권취장치(32)가 더 구비될 수도 있다. 이때, 상기 케이블권취장치(32)는 양측단이 힌지 연결되어 축방향으로 회전하는 몸통부와, 상기 몸통부를 지지하는 축부의 양단을 회전지지하고 지면으로부터 상기 몸통부가 이격되도록 구비되는 회전지지부를 포함하며, 상기 몸통부에 상기 케이블(31)이 권취될 수 있다.
한편, 도 4a 내지 도 5를 참조하면, 상기 비상 전력충전장치(100)는 복수개의 멀티젠더(50,150) 세트를 더 포함함이 바람직하다. 이하에서는, 상기 복수개의 멀티젠더 세트에 구비된 멀티젠더가 두개로 구비된 것을 예로써 도시 및 설명하였으나, 상기 비상충전대상 전기자동차(5)의 상호 다른 인렛(1) 규격에 따라 더 많은 수량의 멀티젠더가 구비되는 것도 가능하다.
상세히, 복수개의 멀티젠더(50,150) 세트 중 어느 하나인 멀티젠더(50)의 일단부에는 공급커넥터(55)가 구비된다. 상세히, 상기 공급커넥터(55)는 상기 전원출력부(30)에 대응되는 형상으로 구비되며, 상기 전원출력부(30)의 단부, 즉 상기 젠더연결부(33)에 착탈식으로 연결될 수 있다. 여기서, 상기 공급커넥터(55)에는 상기 복수개의 출력단자와 대응되도록 구비되는 복수개의 공급단자가 구비된다.
즉, 상기 복수개의 공급단자는 제1공급단자(55a), 제2공급단자(55b), 제3공급단자(55c), 제4공급단자(55d), 제5공급단자(55e), 제6공급단자(55f), 제7공급단자(55g), 제8공급단자(55h), 제9공급단자(55k), 제10공급단자(55m), 제11공급단자(55n) 및 제12공급단자(55p)를 포함하여 구비된다.
이때, 상기 젠더커넥터에 상기 공급커넥터(55)가 연결되면 상기 복수개의 공급단자와 연결단자가 접속되며, 실질적으로 상기 복수개의 공급단자 및 상기 복수개의 출력단자가 상호 연결될 수 있다. 여기서, 상기 복수개의 공급단자 및 상기 복수개의 출력단자는 각 단자번호에 대응되도록 연결될 수 있다. 예컨대, 상기 제1공급단자(55a)는 상기 제1출력단자(30a)와 연결되고, 상기 제2공급단자(55b)는 상기 제2출력단자(30b)와 연결될 수 있다.
이때, 상기 멀티젠더(50)의 일단부 및 상기 젠더연결부(33)의 타단부에는 단부간에 상호 결합되도록 상호 형합되는 나사산이 형성되어 나사 결합될 수 있으며, 경우에 따라 돌기/홈 구조로 형성되어 상호 끼움 결합될 수도 있다.
그리고, 상기 멀티젠더(50)의 타단부에는 충전커넥터(51)가 구비된다. 이때, 상기 충전커넥터(51)는 상기 비상충전대상 전기자동차(5)의 상호 다른 인렛(1) 규격별로 구비된 인렛단자(1a) 중 적어도 어느 하나에 대응되는 복수개의 충전단자가 구비된다. 이하에서는, 상기 충전커넥터(51)가 상기 비상충전대상 전기자동차(5)의 일규격에 대응되도록 구비된 형상을 예로써 도시 및 설명한다.
상세히, 상기 충전커넥터(51)는 상기 비상충전대상 전기자동차(5)의 일규격에 대응되는 형상으로 구비되어 일규격의 인렛(1)이 구비되는 상기 비상충전대상 전기자동차(5)의 인렛(1)에 연결될 수 있으며, 상기 충전커넥터(51)에 구비된 복수개의 충전단자는 복수개의 인렛단자(1a)에 접속될 수 있다.
여기서, 상기 복수개의 충전단자는 제1충전단자(51a), 제2충전단자(51b), 제3충전단자(51c), 제4충전단자(51d), 제5충전단자(51e), 제6충전단자(51f), 제7충전단자(51g), 제8충전단자(51h) 및 제10충전단자(51m)를 포함하여 구비된다.
그리고, 상기 멀티젠더(50)의 내부에는 복수개의 연결선로부(56)가 구비된다. 이때, 상기 복수개의 연결선로부(56)는 상기 공급커넥터(55)의 각 공급단자 및 상기 충전커넥터(51)의 각 충전단자를 대응되는 단자별로 전기적으로 연결되도록 구비된다.
상세히, 상기 복수개의 충전단자와 상기 복수개의 공급단자는 각 단자번호에 대응되도록 연결될 수 있다. 예컨대, 상기 제1충전단자(51a)는 상기 제1공급단자(55a)와 연결되고, 상기 제2충전단자(51b)는 상기 제2공급단자(55b)와 연결될 수 있다. 여기서, 상기 복수개의 공급단자 중 충전단자와 연결되지 않는 공급단자는 접지될 수 있다.
즉, 상기 제9공급단자(55k), 제11공급단자(55n) 및 제12공급단자(55p)는 상기 충전단자와 연결되지 않으므로 상기 전원제어부(40)의 신호 오수신 내지 작동 불량 등을 미연에 방지하도록 상기 멀티젠더(50) 내부에서 접지될 수 있다.
한편, 도 4b를 참조하면, 복수개의 멀티젠더(50,150) 세트 중 다른 하나인 멀티젠더(150)는 상술한 멀티젠더(50)에 대응되도록 일단부에 공급커넥터(55)가 구비된다. 그리고, 상기 멀티젠더(150)의 타단부에는 상기 비상충전대상 전기자동차(5)의 타규격에 대응되는 충전커넥터(151)가 구비된다.
여기서, 상기 충전커넥터(151)는 상기 비상충전대상 전기자동차(5)의 타규격에 대응되는 형상으로 구비되어 타규격의 인렛으로 구비된 상기 비상충전대상 전기자동차(5)의 인렛(1)에 연결될 수 있으며, 상기 충전커넥터(51)에 구비된 복수개의 충전단자는 복수개의 인렛단자(1a)에 접속될 수 있다.
또한, 상기 복수개의 충전단자는 제1충전단자(151a), 제2충전단자(151b), 제3충전단자(151c), 제4충전단자(151d), 제6충전단자(151f), 제7충전단자(151g), 제9충전단자(151k), 제11충전단자(151n) 및 제12충전단자(151k)를 포함하여 구비된다.
그리고, 상기 복수개의 충전단자와 상기 복수개의 공급단자는 각 단자번호에 대응되도록 연결될 수 있다. 여기서, 상기 멀티젠더(150)의 공급커넥터(55)에는 상기 제5공급단자(55e), 제8공급단자(55h) 및 제10공급단자(55m)가 상기 충전커넥터(151)에 연결되지 않으므로 각 연결되지 않은 공급단자는 접지될 수 있다.
이와 같이, 상기 복수개의 멀티젠더의 일단부에는 상호 대응되는 공급커넥터(55)가 구비되므로 상기 젠더연결부(33)에 상기 복수개의 멀티젠더 중 어느 하나가 선택적으로 착탈될 수 있다.
그리고, 상기 각 멀티젠더의 타단부에는 상기 비상충전대상 전기자동차(5)의 상호 다른 인렛(1) 규격에 따라 상호 다른 형상의 충전커넥터가 구비된다. 이를 통해, 사용자는 상기 비상충전대상 전기자동차(5)의 인렛(1) 규격에 따라 결합 가능한 멀티젠더를 선택적으로 상기 젠더연결부(33)에 결합하여 사용할 수 있다.
이에 따라, 상기 비상 전력충전장치(100)는 상기 복수개의 멀티젠더 세트 중 상기 비상충전대상 전기자동차(5)의 상호 다른 인렛(1) 규격에 대응되는 멀티젠더를 상기 젠더연결부(33)에 결합하여 사용할 수 있으므로 다양한 전기자동차에 호환 적용가능하여 제품의 호환성이 현저히 개선될 수 있다.
더욱이, 상기 복수개의 멀티젠더는 상기 젠더연결부(33)에 착탈식으로 연결됨에 따라 상기 비상충전대상 전기자동차(5)의 인렛(1) 규격별로 연결하기 위한 각각의 케이블 및 젠더연결부 없이도 전원공급이 가능하므로 생산 및 유지 비용이 절감되어 경제성이 더욱 향상될 수 있다.
한편, 도 3을 참조하면, 상기 비상 전력충전장치(100)는 선택입력부(60) 및 안내표시부(70)를 더 포함하여 구비될 수 있다.
상세히, 상기 선택입력부(60)는 상기 비상충전대상 전기자동차(5)의 상호 다른 인렛(1) 규격별로 분류되는 복수개의 선택버튼(61a,61b,61c,61d)과, 상기 복수개의 선택버튼(61a,61b,61c,61d) 중 선택된 어느 하나에 대응하여 상기 전원제어부(40)의 제어에 의해 점등되는 복수개의 점등부(62)를 포함하여 구비될 수 있다.
이때, 상기 선택입력부(60)는 사용자에 의해 상기 복수개의 선택버튼(61a,61b,61c,61d) 중 선택된 어느 하나가 선택되면, 선택된 선택버튼에 대응되도록 선택명령을 상기 전원제어부(40)에 전송한다.
그리고, 상기 전원제어부(40)는 상기 선택명령에 따라 상기 공급단자와의 신호 연결상태를 스위칭하여 상기 전원출력부(30)로 공급되는 전원을 제어한다.
또한, 상기 안내표시부(70)는 상기 케이싱부(90)의 외면에 디스플레이 액정 등으로 구비되며 배터리 충전 정보창(70a), 배터리 상태 정보창(70b) 및 인렛 정보창(70c)을 포함한다. 그리고, 상기 안내표시부(70)는 상기 전원제어부(40)와 신호 연결되어 상기 전원제어부(40)의 제어에 대응하여 각 정보창(70a,70b,70c)에 안내정보를 표시한다.
한편, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 비상 전력충전장치에서 선택명령에 따른 전원제어부의 전원공급과정을 나타낸 흐름도이다. 본 발명에 따른 비상 전력충전장치에서 전원제어부가 전원공급을 제어하는 과정은 다음과 같은 과정으로 진행된다.
먼저, 사용자가 선택한 선택버튼에 대응되는 선택명령이 수신된다(s10). 그리고, 상기 선택명령이 수신되면(s10), 수신된 선택명령과 기설정된 규격정보가 매칭된다(s20). 상세히, 상기 전원제어부(40)는 상기 케이싱부(90)의 내부에 구비되는 데이터저장부(미도시)로부터 상기 기설정된 규격정보를 로딩한다.
이때, 상기 기설정된 규격정보는 상기 비상충전대상 전기자동차(5)의 상호 다른 인렛(1) 규격별로 신호 연결이 가능한 인렛단자(1a) 정보와, 상기 선택명령과 매칭되는 인렛선택정보를 포함한다. 즉, 상기 비상충전대상 전기자동차(5)의 상호 다른 인렛(1) 규격별로 인렛선택정보 및 인렛단자(1a) 정보가 하나의 그룹으로 지정되어 상기 기설정된 규격정보에 그룹별로 포함될 수 있다.
그리고, 상기 전원제어부(40)는 상기 선택명령과 상기 인렛선택정보를 매칭하여 상기 기설정된 규격정보 중 상기 선택명령에 대응되는 상기 인렛선택정보가 포함된 상기 기설정된 규격정보를 추출한다.
또한, 상기 전원제어부(40)는 추출된 상기 기설정된 규격정보를 기반으로 상기 복수개의 출력단자 중 인렛단자(1a) 정보에 대응되는 출력단자와 신호 연결한다. 이때, 상기 복수개의 출력단자는 상기 젠더연결부(33)에 결합된 상기 멀티젠더(50)와 연결된 상태로, 상기 전원제어부(40)는 상기 복수개의 공급단자 중 적어도 어느 하나 이상의 공급단자와의 신호 연결상태가 스위칭될 수 있다.
이를 통해, 상기 전원제어부(40)는 신호 연결상태가 스위칭되어 상기 선택된 선택명령에 대응되는 상기 비상충전대상 전기자동차(5)의 배터리 관리 시스템(3)에 접속될 수 있다. 즉, 상기 전원제어부(40)는 상기 비상충전대상 전기자동차(5)의 배터리 관리 시스템(3)에 접속되기 위해 이에 상응하여 상기 비상충전대상 전기자동차(5)의 일규격 인렛(1)에 대응되는 배터리 관리 시스템(3)에 접속 가능한 공급단자와 신호 연결되도록 스위칭 된다.
예컨대, 상기 비상충전대상 전기자동차(5)의 일규격 인렛(1)에 대응되는 선택명령이 선택되면 상기 전원제어부(40)는 상기 비상충전대상 전기자동차(5)의 일규격에 대응되는 상기 기설정된 규격정보를 추출하고, 추출된 기설정된 규격정보에 포함된 인렛단자(1a) 정보에 대응되도록 공급단자와 신호 연결상태를 스위칭한다. 이때, 상기 비상충전대상 전기자동차(5)의 일규격에 대응되는 복수개의 공급단자는 상술한 상기 충전커넥터(51)와 연결되는 공급단자로서, 상기 제1공급단자(55a), 제2공급단자(55b), 제3공급단자(55c), 제4공급단자(55d), 제5공급단자(55e), 제6공급단자(55f), 제7공급단자(55g), 제8공급단자(55h) 및 제10공급단자(55m)가 상기 전원제어부(40)와 신호 연결될 수 있다.
이에 따라, 상기 전원제어부(40)는 선택되는 선택명령에 대응하여 상기 비상충전대상 전기자동차(5)의 규격별 인렛에 대응되는 공급단자에만 신호 연결이 되므로 신호 오수신 내지 작동 불량, 오작동 등이 방지되어 제품의 안정성이 더욱 개선될 수 있다. 또한, 상기 전원제어부(40)는 신호 연결되지 않는 공급단자에는 전기적 신호를 송수신하지 않아 불필요한 전력소모가 미연에 방지되므로 에너지 효율이 더욱 향상될 수 있다.
그리고, 상기 충전커넥터(51)가 상기 인렛단자(1a)에 접속되어 신호 연결됨에 따라 상기 전원제어부(40)는 상기 선택명령에 대응되는 상기 비상충전대상 전기자동차(5)의 배터리 관리 시스템(3)에 안정적으로 접속될 수 있다. 즉, 상기 전원제어부(40)는 다양한 전기자동차의 배터리 관리 시스템에 호환되어 접속되도록 신호 연결상태가 스위칭될 수 있다.
또한, 공급단자와의 신호 연결상태가 스위칭되면(s20), 접속된 인렛단자로부터 상기 비상충전대상 전기자동차(5)의 배터리 정보가 수신된다(s30). 여기서, 상기 전원제어부(40)는 상기 비상충전대상 전기자동차(5)의 배터리 관리 시스템(3)에 신호 연결되어 접속된 상태로, 상기 비상충전대상 전기자동차(5)의 인렛단자(1a)로부터 배터리 정보가 수신된다.
이때, 상기 배터리 정보는 상기 비상충전대상 전기자동차(5) 배터리(2)의 전압, 전류, 온도, 배터리 충전상태(SOC: State Of Charge), 노화 수명 예측(SOH : State of Health estimation) 등을 포함한다.
한편, 상기 비상충전대상 전기자동차(5)의 인렛단자(1a)로부터 배터리 정보가 수신되면(s30), 상기 안내표시부(70)에 배터리 정보를 표시하고 상기 비상충전대상 전기자동차(5)에 전원을 공급한다(s40).
상세히, 상기 전원제어부(40)는 수신된 상기 배터리 정보를 시각화하여 상기 배터리 충전 정보창(70a), 배터리 상태 정보창(70b) 및 인렛 정보창(70c)에 표시되도록 제어한다.
이때, 상기 배터리 충전 정보창(70a)에는 상기 비상충전대상 전기자동차(5) 배터리(2)의 전압, 전류, 배터리 충전상태, 노화 수명 예측, 충전 및 방전 예상 시간, 온도, 잔류용량 등이 표시된다. 그리고, 상기 배터리 상태 정보창(70b)에는 상기 비상충전대상 전기자동차(5) 배터리(2)의 과전압 내지 저전압 상태, 충전 및 방전 전류 과다 상태, 고온도 상태, 통신 상태 등이 표시된다. 또한, 상기 인렛 정보창(70c)에는 상기 선택된 선택명령에 대응하여 선택된 상기 비상충전대상 전기자동차(5)의 인렛 규격이 시각화되어 표시된다.
이에 따라, 상기 안내표시부(70)에는 상기 비상충전대상 전기자동차(5)의 배터리(2) 정보가 한눈에 파악되도록 표시되므로 사용자가 배터리의 이상 유무 내지 충전 상태 등을 명확하게 판단할 수 있어 작업의 효율성이 더욱 개선될 수 있다.
그리고, 상기 전원제어부(40)는 상기 전원출력부(30)를 통해 전원이 출력되도록 제어하여 상기 비상충전대상 전기자동차(5)에 전원을 공급한다.
이때, 상기 전원제어부(40)는 상기 비상충전대상 전기자동차(5)로부터 수신되는 배터리 정보에 포함된 과전압 정보를 추출하여 출력되는 전원의 전압이 과전압 상태로 판단되면, 상기 전원출력부(30) 및 상기 전원제어부(40)가 연결되는 선로상에 구비되는 가변저항부(미도시)를 제어하여 출력되는 전원의 전압이 감소되도록 제어한다.
예컨대, 수신되는 상기 과전압 정보가 '1'일 경우 과전압 상태, '0'일 경우 정상 상태로 설정된다면 상기 전원제어부(40)는 상기 비상충전대상 전기자동차(5)로부터 수신되는 과전압 정보가 '0'으로 수신될 때까지 상기 가변저항부(미도시)의 저항값을 감소시켜 전원의 전압이 감소되도록 제어한다. 이를 통해, 상기 전원제어부(40)는 상기 비상충전대상 전기자동차(5)에 공급되는 전원의 전압을 가변하여 공급할 수 있으며 상기 비상충전대상 전기자동차(5) 배터리(2)의 손상 및 배터리 관리 시스템(3)의 오동작이 방지될 수 있다.
물론, 경우에 따라 사용자에 의해 수동으로 저항이 조절되도록 별도의 가변저항조절부가 상기 케이싱부(90)의 외면에 더 구비되어 공급되는 전원의 전압이 조절될 수도 있다.
한편, 상기 안내표시부(70)에 배터리 정보가 표시되고 상기 비상충전대상 전기자동차(5)에 전원이 공급되면(s40), 상기 비상충전대상 전기자동차(5)의 배터리(2)에 전원 공급이 완료되었는지 여부를 확인한다(s50). 상세히, 상기 전원제어부(40)는 상기 비상충전대상 전기자동차(5)의 배터리 관리 시스템(3)으로부터 수신되는 배터리 정보 중 배터리 충전상태를 기설정된 기준치와 비교하여 전원 공급의 완료 여부를 확인한다.
이때, 상기 배터리 충전상태가 기설정된 충전값 미만(s50)이면, 상기 전원제어부(40)는 상기 비상충전대상 전기자동차(5)의 배터리 관리 시스템(3)으로부터 배터리 정보를 수신하는 과정(s30)을 반복한다.
그리고, 상기 배터리 충전상태가 기설정된 충전값에 도달(s50)하면 상기 전원제어부(40)는 상기 전원출력부(30)로 출력되는 전원의 공급을 중단하고 상기 안내표시부(70)에 충전 완료 알림을 표시한다(s60).
예컨대, 상기 기설정된 충전값이 95%로 설정된다면 상기 전원제어부(40)에 수신되는 배터리 충전상태가 70%인 경우, 상기 전원제어부(40)는 상기 배터리 관리 시스템(3)으로부터 배터리 정보를 수신하는 과정(s30)을 반복한다. 또한, 상기 기설정된 충전값이 95%로 설정되어 상기 전원제어부(40)에 수신되는 배터리 충전상태가 95%인 경우, 상기 전원제어부(40)는 전원 공급을 중단하고 상기 안내표시부(70)에 충전 완료 알림을 표시한다(s60).
여기서, 상기 전원제어부(40)는 상기 배터리 충전상태가 기설정된 충전값에 도달하면 상기 복수개의 출력단자 중 전원 공급을 위해 연결된 충전단자에 대한 전원 공급을 중단한다. 그리고, 전원 공급이 중단되면, 상기 전원제어부(40)는 사용자가 인지할 수 있도록 상기 안내표시부(70)에 충전 완료 알림을 팝업창으로서 점멸 표시한다.
이때, 상기 전원제어부(40)는 상기 비상충전대상 전기자동차(5)에 전원 공급을 중단하되, 배터리 관리 시스템(3)에 연결된 상태를 유지하여 배터리 정보를 수신할 수 있으며, 수신되는 배터리 정보를 상기 안내표시부(70)에 표시한다.
이를 통해, 상기 전원제어부(40)는 상기 배터리 충전상태가 기설정된 충전값에 도달하면 전원 공급을 즉각적으로 중단하므로 불필요한 전원 소모를 최소화하여 전력 소모에 대한 효율성이 향상될 수 있다. 더욱이, 상기 전원제어부(40)는 사용자가 오작동 여부를 확인하거나 배터리의 상태를 점검하도록 전원 공급을 중단한 상태에서도 상기 안내표시부(70)를 통해 상기 비상충전대상 전기자동차(5)의 배터리 정보를 표시하므로 안전성이 향상될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 비상 전력충전장치에서 비상충전저장부의 전력 잔량에 따른 전원입력과정을 나타낸 흐름도이다.
한편, 도 7을 참조하면, 상기 전원제어부(40)는 상기 비상충전저장부(20)의 전력 잔량에 따라 별도의 보조전력원(P2)으로부터 전원을 입력받도록 제어할 수 있다. 여기서, 상기 보조전력원(P2)이라 함은 상기 비상수리차량(EV)에 구비되어 차량 시동시 엔진에 의해 회전되는 발전기 등으로 이해함이 바람직하다. 즉, 상기 보조전력원(P2)은 가솔린 내지 디젤 연료와 같은 화석연료를 사용하는 상기 비상수리차량(EV)의 엔진과 연결되어 엔진의 회전에 대응하여 구동력을 전달받아 전원을 생성하는 발전기 등으로 구비될 수 있다.
먼저, 상기 전원제어부(40)는 상기 비상충전저장부(20)의 전압을 검출하여 전력 잔량을 측정한다(s71). 상세히, 상기 전원제어부(40)는 상기 비상충전저장부(20)와 연결된 전압검출부(미도시)와 신호 연결되어 상기 전압검출부(미도시)로부터 검출되는 상기 비상충전저장부(20)의 전압량을 전송받고 이를 기반으로 전력 잔량을 측정한다.
이때, 상기 전압검출부(미도시)는 기설정된 시간 간격으로 전압을 검출하여 상기 전원제어부(40)에 전송할 수 있으며, 상기 기설정된 시간은 사용자에 의해 다양하게 설정될 수 있다.
그리고, 상기 전압검출부(미도시)로부터 수신된 전압량으로 상기 비상충전저장부(20)의 전력 잔량이 측정되면(s71), 상기 전원제어부(40)는 상기 전력 잔량을 기설정된 기준치와 비교한다(s72). 여기서, 상기 기설정된 기준치라 함은 사용자 등에 의해 기입력되어 상기 데이터저장부(미도시)에 저장되거나 상기 전원제어부(40)에 설정된 기준으로 이해함이 바람직하다.
여기서, 상기 전력 잔량이 상기 기설정된 기준치 이상이면(s72), 상기 전원제어부(40)가 상기 전력 잔량 및 상기 기설정된 기준치를 비교하는 과정(s71)이 반복된다.
그리고, 상기 전력 잔량이 상기 기설정된 기준치 미만이면(s72), 상기 전원제어부(40)는 상기 안내표시부(70)를 통하여 상기 전력 잔량을 표시하고 상기 비상충전저장부(20)를 별도의 보조전력원(P2)과 전기적으로 연결하여 전원을 입력받도록 제어한다(s73).
상세히, 상기 전원제어부(40)는 상기 전력 잔량이 상기 기설정된 기준치 미만이면, 상기 전원제어부(40)는 상기 안내표시부(70)에 상기 전력 잔량을 표시한다. 이때, 상기 안내표시부(70)에 표시되는 전력 잔량은 팝업창으로서 상기 안내표시부(70)에 점멸되어 표시될 수도 있다.
그리고, 상기 전원제어부(40)는 상기 안내표시부(70)에 상기 전력 잔량을 표시하고 비상충전모드를 활성화한다. 여기서, 상기 비상충전모드가 활성화되면, 상기 전원제어부(40)는 상기 보조전력원(P2)과 상기 비상충전저장부(20)가 전기적으로 연결되도록 제어하여 상기 보조전력원(P2)으로부터 상기 비상충전저장부(20)에 전원이 입력된다.
이때, 상기 비상충전모드가 활성화된 상태에서, 상기 전원제어부(40)는 상기 전력 잔량을 기설정된 기준치와 비교하는 과정(s72)을 중지하고 상기 비상충전저장부(20)의 전력 잔량이 기설정된 충전량에 도달할 때까지 상기 보조전력원(P2)과 상기 비상충전저장부(20)가 전기적으로 연결되어 전원이 입력되도록 제어한다.
또한, 상기 비상충전저장부(20)의 전력 잔량이 기설정된 충전량에 도달하면 상기 전원제어부(40)는 상기 비상충전모드를 비활성화한다. 그리고, 상기 전원제어부(40)가 상기 전력 잔량 및 기설정된 기준치를 비교하는 과정(s71)이 반복된다.
이에 따라, 상기 비상충전저장부(20)는 사용자가 외부 전력원(P1)으로부터 전원을 입력받을 수 없는 상황이라도 상기 비상수리차량(EV)의 운행 도중에 상기 보조전력원(P2)으로부터 상시로 전원이 충전될 수 있으므로 제품의 사용편의성이 현저히 개선될 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 각 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 청구항에서 청구하는 범위를 벗어남 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형 실시되는 것은 가능하며, 이러한 변형예는 본 발명의 범위에 속한다.
10 : 전원입력부 20 : 비상충전저장부
30 : 전원출력부 40 : 전원제어부
50,150 : 멀티젠더 60 : 선택입력부
70 : 안내표시부 P1 : 외부 전력원
P2 : 보조전력원 100 : 비상 전력충전장치

Claims (5)

  1. 비상충전대상 전기자동차의 상호 다른 인렛 규격별로 구비된 인렛단자에 연결하여 전력을 공급하는 비상 전력충전장치에 있어서,
    외부 전력원으로부터 전원을 입력받는 전원입력부;
    상기 전원입력부로부터 입력된 전원이 충전되는 비상충전저장부;
    상기 비상충전저장부에 충전된 전원이 상기 비상충전대상 전기자동차의 일규격의 인렛단자에 공급되도록 연장된 단부가 구비된 전원출력부; 및
    상기 전원출력부와 연결되는 상기 비상충전대상 전기자동차의 일규격의 인렛단자로의 전원공급을 제어하는 전원제어부를 포함하는 비상 전력충전장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    일단부에 상기 전원출력부의 단부에 착탈식으로 연결되는 공급커넥터가 구비되며, 타단부에 상기 비상충전대상 전기자동차의 상호 다른 인렛 규격별로 구비된 인렛단자에 대응되는 충전단자가 구비된 충전커넥터가 규격별로 구비된 복수개의 멀티젠더 세트를 더 포함하되,
    상기 공급커넥터의 각 공급단자 및 상기 충전커넥터의 각 충전단자를 대응되는 단자별로 전기적으로 연결하도록 구비됨을 특징으로 하는 비상 전력충전장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 비상충전대상 전기자동차의 상호 다른 인렛 규격 중 어느 하나를 선택하는 선택명령을 입력받고 상기 선택명령을 전원제어부에 전송하는 선택입력부를 더 포함하며,
    상기 전원제어부는 수신된 상기 선택명령과 기설정된 규격정보에 매칭되는 인렛단자와 대응되도록 상기 복수개의 공급단자 중 적어도 어느 하나 이상의 공급단자와 신호 연결상태를 스위칭하여 상기 인렛단자로부터 상기 비상충전대상 전기자동차의 배터리 정보를 수신하고 상기 배터리 정보가 안내표시부에 표시되도록 제어함을 특징으로 하는 비상 전력충전장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 전원제어부는 상기 비상충전저장부의 전압을 검출하여 전력 잔량을 측정하고 상기 전력 잔량이 기설정된 기준치 미만이면 안내표시부를 통하여 상기 전력 잔량을 표시하고,
    상기 비상충전저장부를 별도의 보조전력원과 전기적으로 연결하여 전원을 입력받도록 제어함을 특징으로 하는 비상 전력충전장치.
  5. 비상 전력충전장치의 전원출력부의 단부에 착탈식으로 연결되는 공급커넥터가 구비된 일단부;
    비상충전대상 전기자동차의 상호 다른 인렛 규격별로 구비된 인렛단자 중 적어도 어느 하나에 대응되는 충전단자가 구비된 충전커넥터가 구비된 타단부; 및
    내부에 상기 공급커넥터의 각 공급단자 및 상기 충전커넥터의 각 충전단자를 대응되는 단자별로 전기적으로 연결되도록 구비된 연결선로부를 포함하는 비상 전력충전장치용 멀티젠더.
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