KR20190091673A - 전기자동차용 충전설비 및 이를 구비한 자동차운반선 - Google Patents

전기자동차용 충전설비 및 이를 구비한 자동차운반선 Download PDF

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KR20190091673A
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Abstract

본 발명은 전기자동차용 충전설비 및 이를 구비한 자동차운반선에 관한 것으로서, 본 발명의 전기자동차용 충전설비는 전기자동차가 적재되는 카-데크의 천장에 설치되는 케이블가이드부; 상기 케이블가이드부를 따라 전후로 이동하면서 상기 전기자동차의 주행용배터리를 충전시키는 차량용충전장치; 및 상기 주행용배터리에 전력을 공급하는 전력관리장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

전기자동차용 충전설비 및 이를 구비한 자동차운반선{Charging System for Electromobile and Car Carrier Ship having the same}
본 발명은 전기자동차용 충전설비 및 이를 구비한 자동차운반선에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차운반선은 자동차전용운반선(PCC; Pure Car Carrier)과 승용차와 화물트럭을 함께 운반하는 겸용운반선(PCTC; Pure Car Truck Carrier)이 있다. 이러한 자동차운반선은 자동차가 자체의 동력으로 배 안으로 들어가서 선적되며, 자체 동력으로 배에서 내리게 되므로, 드라이브 온/오프(Drive on/off)선이라고도 한다.
자동차전용운반선(PCC)은, 항해 또는 하역작업 중 운송하는 자동차가 손상되지 않으면서 싼 운임으로 안전하게 운송하는 것을 목적으로 건조한 선박이다.
최근에는 승용차와 트럭을 적재할 수 있는 겸용운반선(PCTC)가 증가하고 있고, 겸용으로 차량을 8,000대까지 적재할 수 있는 규모로 대형화되고 있다.
이러한 자동차운반선은, 여러 층의 카 데크(Car-Deck)로 이루어지는데, 대형선인 경우 10~14개 층의 카-데크를 가지며, 카-데크들 사이는 경사진 유도로를 통해 서로 연결되어 있다.
최근, 외부 전원으로부터의 충전이 가능한 주행용배터리가 장착된 전기자동차의 보급이 활발하게 진행되고 있고, 이에 따라 자동차운반선에는 전기자동차를 운송하기 위한 카-데크가 마련되고 있다.
기존의 자동차운반선에는 전기자동차의 방전에 대비한 충전설비가 별도로 갖추어져 있지 않아, 전기자동차를 자동차운반선에 싣는 상차작업을 하기 전에 육상에서 주행용배터리를 완전히 충전하고 있다.
그런데 자동차운반선이 출항지로부터 입항지까지 오랜 기간 동안 항해하기 때문에 출항지에서 주행용배터리를 완전히 충전했다 하더라도 주행용배터리가 방전되는 경우가 빈번하게 발생되고 있으며, 입항지에서 전기자동차를 육상으로 내리는 하차작업 시 방전상태가 확인되면 방전된 주행용배터리를 사람이 일일이 수작업으로 충전함으로 인하여 하차 작업이 지연될 뿐만 아니라, 카-데크에 전기자동차가 밀집 적재되어 있어 공간 부족으로 충전작업 역시 어려운 문제가 있다.
또한, 기존의 자동차운반선은 전기자동차용 충전설비를 배치함에 있어 공간 협소 및 설치 필요한 충전설비의 수량이 많아 초기 비용이 증가하는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 자동차운반선에 전기자동차를 선적하여 운송하는 중에 전기자동차의 주행용배터리가 방전되어 하차작업이 지연되는 것을 방지하면서, 상차작업 전에 육상에서 주행용배터리를 충전하는 작업 시간을 생략 또는 절감할 수 있도록 하는 전기자동차용 충전설비 및 이를 구비한 자동차운반선을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은, 전기자동차용 충전설비의 수량을 최적화하여 초기 비용을 절감할 수 있도록 하는 전기자동차용 충전설비 및 이를 구비한 자동차운반선을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 전기자동차용 충전설비는, 전기자동차가 적재되는 카-데크의 천장에 설치되는 케이블가이드부; 상기 케이블가이드부를 따라 전후로 이동하면서 상기 전기자동차의 주행용배터리를 충전시키는 차량용충전장치; 및 상기 주행용배터리에 전력을 공급하는 전력관리장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 케이블가이드부는, 상기 차량용충전장치의 주행부가 이동하는 경로를 제공하며, 상기 전기자동차가 일직선으로 배치되는 상기 카-데크의 길이 방향으로 천장에 설치되는 레일; 및 상기 레일을 따라 슬라이딩 가능하도록 복수 개 설치되며, 상기 차량용충전장치의 충전케이블이 일정 간격을 두고 매달 수 있도록 구성되는 가이드링을 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 레일은, 상기 카-데크의 천장에 설치되는 케이블웨이에 설치되며, 상기 케이블웨이에 조립 또는 분리 가능할 수 있다.
구체적으로, 상기 차량용충전장치는, 일단부가 상기 전력관리장치에 연결되고 타단부에 플러그가 마련되어, 상기 주행용배터리를 충전하는 충전케이블; 및 상기 케이블가이드부에 주행 가능하게 설치되어 상기 충전케이블을 이동시키는 주행부를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 전력관리장치는, 상기 주행용배터리를 충전하도록, 상기 차량용충전장치의 충전케이블을 통해 전력을 공급하는 전력공급부; 및 상기 주행용배터리의 충전상태를 감시하는 충전감시장치와 무선통신으로 상기 주행용배터리의 충전량에 대한 신호를 주고 받으면서 상기 주행용배터리의 충전량을 감시하고, 상기 주행용배터리가 방전되어 상기 충전감시장치로부터 상기 주행용배터리의 충전량이 소정의 하한 충전량에 이르렀다는 신호를 전달받으면, 이에 대응되는 명령을 상기 차량용충전장치의 주행부에 내려 해당 충전감시장치가 설치된 해당 전기자동차로 상기 주행부가 이동되도록 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 자동차운반선은 상기한 전기자동차용 충전설비를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전기자동차용 충전설비 및 이를 구비한 자동차운반선은, 자동차운반선의 카-데크에 전기자동차용 충전설비를 구비함으로써, 전기자동차의 상차작업 전에 육상에서 주행용배터리를 완전하게 충전하지 않더라도 전기자동차를 선적하여 운송하는 중에 카-데크에서 주행용배터리를 충전할 수 있어, 상차작업 전에 육상에서의 충전작업 시간을 생략 또는 절감할 수 있고, 주행용배터리의 방전으로 인한 하차작업이 지연되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전기자동차용 충전설비 및 이를 구비한 자동차운반선은, 전기자동차가 적재되는 카-데크의 천장에 케이블가이드부를 설치하여 차량용충전장치가 전기자동차의 상부로 이동하면서 주행용배터리를 충전할 수 있도록 함으로써, 공간 부족으로 인한 충전작업의 어려움을 해소할 수 있을 뿐만 아니라 충전작업의 효율을 극대화할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전기자동차용 충전설비 및 이를 구비한 자동차운반선은, 1대의 전기자동차용 충전설비로 넓은 지역을 감당함으로써, 기존 대비 전기자동차용 충전설비의 수량을 최적화할 수 있어, 초기 비용을 절감할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전기자동차용 충전설비 및 이를 구비한 자동차운반선은, 케이블가이드부를 카-데크의 천장에 설치되는 기존의 케이블 웨이에 설치함으로써, 케이블가이드부의 설치 작업을 용이하게 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차용 충전설비를 설명하기 위한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차용 충전설비가 구비되는 자동차운반선의 측면도이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차용 충전설비를 설명하기 위한 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차용 충전설비가 구비되는 자동차운반선의 측면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차용 충전설비(100)을 설명하기 이전에, 도 2를 먼저 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차용 충전설비(100)가 구비되는 자동차운반선(1)을 설명하도록 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 자동차운반선(1)은, 승용차와 화물트럭을 함께 운반하는 겸용운반선(PCTC; Pure Car Truck Carrier) 또는 자동차전용운반선(PCC; Pure Car Carrier)일 수 있으며, 그 이외에도 자동차를 원거리 운반하는 모든 선박을 포함하는 의미일 수 있다.
자동차운반선(1)은, 선원들의 거주 공간을 이루는 거주구블록(3)과 선박을 조정하는 조타실(4)이 어퍼-데크(7) 상에 마련되고, 선미부에 차량을 상차 또는 하차하기 위한 차량승강구(5) 및 스턴램프(6)가 마련되고, 선미부에서 선체(2)의 내부에 엔진 및 발전기가 구비되는 엔진룸(8)이 마련되고, 선체(2) 내부에 전기자동차(30)를 비롯한 다양한 차량을 적재하기 위한 복수 층의 카-데크(10, 10a)가 마련되어 있다.
전기자동차(30)는, 가솔린 또는 디젤을 구동원으로 하는 일반 차량과 달리 전기를 구동원으로 하는 차량으로 차량용배터리가 장착되어 있으며, 차량용배터리의 방전에 대비하고 관리의 편리성을 위해 별도의 공간에 적재하고 있다. 즉, 전기자동차(30)는 복수 층의 카-데크(10, 10a) 중 일부 층을 전기자동차 적재 전용으로 사용하고 있으며, 최근 전기자동차(30)의 수요가 급증함에 따라 전기자동차 전용 카-데크(10a)의 적재 면적을 늘리거나 전기자동차 전용 카-데크(10a)의 층수를 늘리고 있는 추세이다. 여기서, 전기자동차 전용 카-데크(10a)는, 도 2에서 엔진룸(8)에 인접한 하나의 카-데크임을 도시하고 있지만, 이는 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 다른 층의 카-데크 또는 카-데크의 공간 중 일부일 수 있음을 밝혀둔다.
전기자동차(30)는, 자동차운반선(1)에 싣는 상차작업을 하기 전에 육상에서 주행용배터리를 완전히 충전하고 있으나, 자동차운반선(1)이 출항지로부터 입항지까지 오랜 기간 동안 항해하기 때문에 출항지에서 주행용배터리를 완전히 충전했다 하더라도 주행용배터리가 방전되는 경우가 빈번하게 발생되고 있어, 본 실시예는 이를 해결하기 위해 전기자동차 전용 카-데크(10a)에 후술할 전기자동차용 충전설비(100)를 설치한다.
이하에서는 자동차운반선(1)에 구비되는 전기자동차용 충전설비(100)에 대해 구체적으로 설명하도록 한다.
전기자동차용 충전설비(100)는, 자동차운반선(1)의 전기자동차 전용 카-데크(10a)에 설치될 수 있으며, 자동차운반선(1)에 전기자동차(30)를 선적하여 운송하는 중에 전기자동차(30)의 주행용배터리(도시하지 않음)가 방전될 시 이를 충전할 수 있도록 하는 설비로서, 케이블가이드부(110), 차량용충전장치(120), 전력관리장치(130)를 포함한다.
전기자동차(30)에는 일반적으로 주행용배터리의 충전상태를 감시하는 충전감시장치가 설치되어 있다.
충전감시장치는, 후술할 전력관리장치(130)의 제어부(132)와 무선통신으로 주행용배터리의 충전량에 대한 신호를 주고 받을 수 있으며, 주행용배터리의 충전량이 소정의 하한 충전량에 이를 경우 후술할 차량용충전장치(120)를 통해 충전할 수 있게 한다.
케이블가이드부(110)는, 후술할 차량용충전장치(120)의 충전케이블(121)이 주행부(124)에 의해 전기자동차(30)의 상부 공간으로 이동할 수 있도록, 전기자동차(30)가 적재되는 전기자동차 전용 카-데크(10a)의 천장(12)에 설치될 수 있으며, 레일(111), 가이드링(112)을 포함하여 구성될 수 있다.
레일(111)은, 후술할 차량용충전장치(120)의 주행부(124)가 이동하는 경로를 제공할 수 있으며, 전기자동차(30)가 일직선으로 배치되는 방향, 예를 들어 전기자동차 전용 카-데크(10a)의 길이 방향으로 천장(12)에 설치될 수 있다.
이러한 레일(111)은, 전기자동차 전용 카-데크(10a)의 천장(12)에 설치되는 기존의 케이블웨이(cable way; 20)에 고정 설치될 수 있다. 레일(111)은, 케이블웨이(20)에 조립 또는 분리 가능하도록 제작될 수 있다.
가이드링(112)은, 레일(111)을 따라 슬라이딩 가능하도록 복수 개 설치될 수 있다. 복수 개의 가이드링(112)은, 후술할 차량용충전장치(120)의 충전케이블(121)이 일정 간격을 두고 매달 수 있도록 구성될 수 있다.
차량용충전장치(120)는, 케이블가이드부(110)의 레일(111)을 따라 이동하면서 후술할 전력관리장치(130)의 전력공급부(131)로부터 전력을 공급받아 전기자동차(30)의 주행용배터리에 전력을 충전시킬 수 있도록 구성될 수 있다. 차량용충전장치(120)는, 충전케이블(121), 플러그(122), 케이블릴(cable reel; 123), 주행부(124), 신축부재(125)를 포함할 수 있다.
충전케이블(121)은, 일단부가 후술할 전력공급부(131)에 연결되어 타단부에 마련된 후술할 플러그(122)를 통해 전기자동차(30)의 주행용배터리에 전력을 충전하도록 하는 케이블로서, 복수 개의 가이드링(112)에 일정 간격을 두고 매달려 있다.
플러그(122)는, 충전케이블(121)의 타단부에 마련되어 전기자동차(30)에 연결될 수 있다.
케이블릴(123)은, 충전케이블(121)의 일단에 설치되어 충전케이블(121)을 감고 저장할 수 있다. 케이블릴(123)은, 충전케이블(121)을 일정한 힘으로 당길 때에는 충전케이블(121)이 풀리도록 하며, 힘을 해제할 때에는 충전케이블(121)이 자동으로 감겨 저장될 수 있도록 구성될 수 있다.
주행부(124)는, 레일(111)을 따라 주행 가능하게 설치될 수 있으며, 충전케이블(121)을 잡아 끌어 이동시킬 수 있다. 주행부(124)는, 후술할 전력관리장치(130)의 제어부(132)로부터의 명령에 의해 레일(111)을 따라 전후로 주행하도록 구성될 수 있다.
이러한 주행부(124)는, 후술할 전력관리장치(130)의 제어부(132)에 의해 자율 주행할 수 있으나, 수동 조작에 의해서도 주행할 수 있음은 물론이다.
신축부재(125)는, 플러그(122) 근처의 충전케이블(121)에 마련될 수 있으며, 플러그(122)를 일정한 힘으로 당기면 신장되고 힘을 해제하면 축소될 수 있다.
전력관리장치(130)는, 전기자동차(30)의 주행용배터리를 충전하기 위한 차량용충전장치(120)에 전력을 공급하도록, 전기자동차가 적재되는 각 카-데크(10a)의 바닥(11) 설치될 수 있으며, 전기자동차(30)의 주행용배터리 및 차량용충전장치(120)의 주행부(124)를 관리할 수 있다. 전력관리장치(130)는, 전력공급부(131), 제어부(132)를 포함하여 구성될 수 있다.
전력공급부(131)는, 엔진룸(8)에 구비되는 발전기로부터 생산되는 전력을 차량용충전장치(120)의 충전케이블(121)을 통해 전력을 공급하여 전기자동차(30)의 주행용배터리를 충전할 수 있게 한다.
제어부(132)는, 전기자동차(30)의 주행용배터리 및 차량용충전장치(120)의 주행부(124)를 제어할 수 있다.
구체적으로, 제어부(132)는, 전기자동차(30)의 주행용배터리의 충전상태를 감시하는 충전감시장치와 무선통신으로 주행용배터리의 충전량에 대한 신호를 주고 받으면서 주행용배터리의 충전량을 감시하고, 주행용배터리가 방전되어 충전감시장치로부터 주행용배터리의 충전량이 소정의 하한 충전량에 이르렀다는 신호를 전달받으면, 이에 대응되는 명령을 차량용충전장치(120)의 주행부(124)에 내려 해당 충전감시장치가 설치된 해당 전기자동차(30)로 주행부(124)가 이동되도록 하여 작업자가 해당 전기자동차(30)의 해당 주행용배터리를 충전시킬 수 있게 한다.
주행용배터리의 충전량이 소정의 하한 충전량에 이르렀다는 신호는 동시 다발적으로 발생될 수 있으며, 이를 경우 제어부(132)는 주행부(124)가 최초 충전작업 위치로부터 가까운 순서대로 이동하면서 충전작업이 이루어지도록 제어할 수 있다.
제어부(132)는, 해당 주행용배터리가 충전되어 해당 충전감시장치로부터 해당 주행용배터리의 충전량이 소정의 상한 충전량에 이르렀다는 신호를 전달받으면, 이에 대응되는 명령을 차량용충전장치(120)의 주행부(124)에 내려 충전작업이 필요한 전기자동차(30)로 주행부(124)가 이동되도록 할 수 있다.
제어부(132)는, 상기한 충전작업이 완료되는 시점, 예를 들어, 주행용배터리의 충전량이 소정의 하한 충전량에 이르렀다는 신호를 마지막으로 전달받은 해당 전기자동차(30)의 해당 주행용배터리가 소정의 상한 충전량에 이르렀다고 해당 충전감시장치로부터 신호가 전달되면, 이에 대응되는 명령을 차량용충전장치(120)의 주행부(124)에 내려 차량용충전장치(120)가 대기장소로 복귀되도록 할 수 있다.
이와 같이 본 실시예는, 자동차운반선(1)의 카-데크(10a)에 전기자동차용 충전설비(100)를 구비함으로써, 전기자동차(30)의 상차작업 전에 육상에서 주행용배터리를 완전하게 충전하지 않더라도 전기자동차(30)를 선적하여 운송하는 중에 카-데크(10a)에서 주행용배터리를 충전할 수 있어, 상차작업 전에 육상에서의 충전작업 시간을 생략 또는 절감할 수 있고, 주행용배터리의 방전으로 인한 하차작업이 지연되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 실시예는, 전기자동차(30)가 적재되는 카-데크(10a)의 천장(12)에 케이블가이드부(110)를 설치하여 차량용충전장치(120)가 전기자동차(30)의 상부로 이동하면서 주행용배터리를 충전할 수 있도록 함으로써, 공간 부족으로 인한 충전작업의 어려움을 해소할 수 있을 뿐만 아니라 충전작업의 효율을 극대화할 수 있다.
또한, 본 실시예는, 1대의 전기자동차용 충전설비(100)로 넓은 지역을 감당함으로써, 기존 대비 전기자동차용 충전설비의 수량을 최적화할 수 있어, 초기 비용을 절감할 수 있다.
또한, 본 실시예는, 케이블가이드부(110)를 카-데크(10a)의 천장(12)에 설치되는 기존의 케이블웨이(20)에 설치함으로써, 케이블가이드부(110)의 설치 작업을 용이하게 수행할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예들을 중심으로 본 발명을 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 기술내용을 벗어나지 않는 범위에서 실시예에 예시되지 않은 여러 가지의 조합 또는 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 실시예들로부터 용이하게 도출 가능한 변형과 응용에 관계된 기술내용들은 본 발명에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 자동차운반선 2: 선체
3: 거주구블록 4: 조타실
5: 차량승강구 6: 스턴램프
7: 어퍼-데크 8: 엔진룸
10, 10a: 카-데크 11: 바닥
12: 천장 20: 케이블웨이
30: 전기자동차 100: 전기자동차용 충전설비
110: 케이블가이드부 111: 레일
112: 가이드링 120: 차량용충전장치
121: 충전케이블 122: 플러그
123: 케이블릴 124: 주행부
125: 신축부재 130: 전력관리장치
131: 전력공급부 132: 제어부

Claims (6)

  1. 전기자동차가 적재되는 카-데크의 천장에 설치되는 케이블가이드부;
    상기 케이블가이드부를 따라 전후로 이동하면서 상기 전기자동차의 주행용배터리를 충전시키는 차량용충전장치; 및
    상기 주행용배터리에 전력을 공급하는 전력관리장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 충전설비.
  2. 제1항에 있어서, 상기 케이블가이드부는,
    상기 차량용충전장치의 주행부가 이동하는 경로를 제공하며, 상기 전기자동차가 일직선으로 배치되는 상기 카-데크의 길이 방향으로 천장에 설치되는 레일; 및
    상기 레일을 따라 슬라이딩 가능하도록 복수 개 설치되며, 상기 차량용충전장치의 충전케이블이 일정 간격을 두고 매달 수 있도록 구성되는 가이드링을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 충전설비.
  3. 제2항에 있어서, 상기 레일은,
    상기 카-데크의 천장에 설치되는 케이블웨이에 설치되며, 상기 케이블웨이에 조립 또는 분리 가능한 것을 특징으로 하는 전기자동차용 충전설비.
  4. 제1항에 있어서, 상기 차량용충전장치는,
    일단부가 상기 전력관리장치에 연결되고 타단부에 플러그가 마련되어, 상기 주행용배터리를 충전하는 충전케이블; 및
    상기 케이블가이드부에 주행 가능하게 설치되어 상기 충전케이블을 이동시키는 주행부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 충전설비.
  5. 제1항에 있어서, 상기 전력관리장치는,
    상기 주행용배터리를 충전하도록, 상기 차량용충전장치의 충전케이블을 통해 전력을 공급하는 전력공급부; 및
    상기 주행용배터리의 충전상태를 감시하는 충전감시장치와 무선통신으로 상기 주행용배터리의 충전량에 대한 신호를 주고 받으면서 상기 주행용배터리의 충전량을 감시하고, 상기 주행용배터리가 방전되어 상기 충전감시장치로부터 상기 주행용배터리의 충전량이 소정의 하한 충전량에 이르렀다는 신호를 전달받으면, 이에 대응되는 명령을 상기 차량용충전장치의 주행부에 내려 해당 충전감시장치가 설치된 해당 전기자동차로 상기 주행부가 이동되도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 충전설비.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 상기 전기자동차용 충전설비가 구비되는 것을 특징으로 하는 자동차운반선.
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