KR20200011719A - 듀얼 배터리 자동교환시스템 - Google Patents

듀얼 배터리 자동교환시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20200011719A
KR20200011719A KR1020180086526A KR20180086526A KR20200011719A KR 20200011719 A KR20200011719 A KR 20200011719A KR 1020180086526 A KR1020180086526 A KR 1020180086526A KR 20180086526 A KR20180086526 A KR 20180086526A KR 20200011719 A KR20200011719 A KR 20200011719A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
battery
dual
charging
box
exchange system
Prior art date
Application number
KR1020180086526A
Other languages
English (en)
Inventor
남 영 김
Original Assignee
남 영 김
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 남 영 김 filed Critical 남 영 김
Priority to KR1020180086526A priority Critical patent/KR20200011719A/ko
Publication of KR20200011719A publication Critical patent/KR20200011719A/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J11/00—Manipulators not otherwise provided for
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0007—Measures or means for preventing or attenuating collisions
    • B60L3/0015—Prevention of collisions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0046—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to electric energy storage systems, e.g. batteries or capacitors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B60L53/30—Constructional details of charging stations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B60L53/50—Charging stations characterised by energy-storage or power-generation means
    • B60L53/53—Batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/4207—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B60L2200/00—Type of vehicles
    • B60L2200/10—Air crafts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/91—Electric vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4271—Battery management systems including electronic circuits, e.g. control of current or voltage to keep battery in healthy state, cell balancing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • 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
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using 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
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. 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
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • 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
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/12—Electric charging stations

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

전기 기기의 배터리 자동교환시스템에서,
전기 충전부에 배터리 충전박스1과 배터리 충전박스2가 구비되며, 전기 기기의 방전부에 배터리 방전박스1과 배터리 방전박스2가 구비되어 있는 것으로,
상기 박스 4개에 배터리 2개가 한 세트로 구성되는 것과,
상기 충전부의 배터리 및 방전부의 배터리에서 충전 또는 방전된 배터리를 상호 대응하는 빈 박스 공간으로 배터리 자동 운반부에 의해 옮겨져 단 시간에 간단하게 배터리 교환이 이루어지는 것을 특징으로 하는 여분의 빈 박스 공간을 갖는 듀얼 배터리 자동교환시스템을 제공한다.
듀얼 배터리 자동교환시스템은 다양한 경제성을 갖는 효과를 제공하며, 스마트시티의 핵심기술로 작용한다.
듀얼 배터리 자동교환시스템은 전기자동차와 드론 등에 응용 가능해 도시의 교통과 물류의 흐름을 원활하게 하고 보다 청정하고 여유로운 스마트시티의 구현을 앞당길 수 있을 것으로 기대한다.

Description

듀얼 배터리 자동교환시스템{Dual battery auto change system}
전기자동차나 드론은 스마트시티의 교통과 물류에 있어 매우 중요한 핵심 분야인데, 배터리 부분의 비효율성으로 인해 그 상용화가 더디게 진행되고 있다.
본 발명은 배터리에 의해 작동되는 전기 기기에 주요 전력을 원활하게 공급하기위한 배터리 자동교환시스템에 관한 것이다.
특히 전기자동차에 상기 배터리 자동교환시스템을 적용한 전기자동차 배터리 자동교환시스템의 구조에 관한 것이다.
또한 비행물체 드론에 상기 배터리 자동교환시스템을 적용한 드론 배터리 자동교환시스템의 구조에 관한 것이다.
그리고 배터리 자동교환시스템을 탑재한 드론 스테이션에 관한 것이다.
전기자동차나 드론과 같이 배터리에 의해 전력을 공급받아 작동되는 전기 기기들은 가능하면 배터리의 중량을 줄여야 에너지 효율을 높일 수 있다.
외부 전원에서 전기 기기에 탑재된 배터리에 전력을 공급하려면 다양한 고속충전시스템이 필요하며, 그에 따른 부가설비 증가 등으로 전기 기기의 중량이 늘어나고 부대비용 증가 등의 비효율을 감수해야한다.
기존의 배터리 자동교환시스템은 로봇에 의해 이루어지는데 그 작업과정을 살펴보면,
1. 로봇이 전기기기 방전부에 접속, 방전된 배터리를 잡아 꺼낸다.
2. 로봇이 회전하여 충전부에 접속, 방전배터리를 충전기에 끼워 넣는다.
3. 로봇이 움직여 다른 충전기에 접속, 다른 충전된 배터리를 집는다.
4. 로봇이 다시 회전하여 전기 기기의 방전부에 접속, 충전배터리를 끼워 넣는다.
이 과정에서 접속횟수 4회에 총 소요 시간 2~3분 정도가 걸린다.
그리고 배터리 자동교환 로봇은 정밀도가 높아, 매우 고가의 장비를 사용하고 있다.
전기 기기에 무거운 배터리를 다량 탑재하는 건 무리이며, 고효율의 경제성을 갖춘 배터리가 등장할 때까지는, 결국 배터리를 작게 만들어 수시로 교환해줄 필요가 있는 것이다.
그렇지만 배터리를 적게 탑재하고 이동하면 수송효율을 높일 수 있으나 상대적으로 이동거리가 짧아진다. 그래서 배터리교환 스테이션을 여러 곳에 두고 신속하게 배터리를 교체하는 방법을 연구하고 있다.
그런데 배터리 자동교환시스템에 시간과 공간을 차지하는 고가의 첨단 로봇이 사용되는데, 보다 효율적인 배터리 전력공급시스템을 구축하느라 많은 연구비용을 지출하고 있는 실정이다.
대한민국 특허등록 10-1682788
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서,
전기 기기에 경제적으로 신속하게 전력을 공급하기위한 배터리 자동교환시스템을 구축하는 것은 매우 중요하다.
배터리교환 스테이션에서 충전되고 있는 여러 개의 배터리 중 충전된 배터리를 신속하게 선택하여 로봇 등으로 배터리교환 공간까지 이동 대기시켜야 하는데, 이 과정이 간단하고 신속하며 안전하게 이루어져야 한다.
상기 기존의 배터리 자동교환시스템의 로봇은 충전부 및 방전부를 오가며 총 4회 접속하여 배터리를 교환하는데, 그 작업과정을 획기적으로 줄일 수 있는 신선한 개념의 자동교환 구조가 요구된다.
그리고 로봇이 차지하는 공간을 줄이고 경제적으로 이루어질 수 있는 단순한 구조가 필요한 것이다.
특히 전기자동차에 상기 개선된 배터리 자동교환시스템을 적용한 전기자동차 전용 배터리 자동교환시스템이 필요하다.
또한 비행물체 드론에 상기 개선된 배터리 자동교환시스템을 적용한 드론 전용 배터리 자동교환시스템이 필요하다. 그에 따라 그 배터리 자동교환시스템을 탑재한 드론 스테이션도 필요한 상황이다.
본 발명의 예시적인 일 실시예에 따르면,
전기 기기의 배터리 자동교환시스템에서,
전기 충전부에 배터리 충전박스1과 배터리 충전박스2가 구비되며, 전기 기기의 방전부에 배터리 방전박스1과 배터리 방전박스2가 구비되어 있는 것으로,
상기 박스 4개에 배터리 2개가 한 세트로 구성되는 것과,
상기 충전부의 배터리 및 방전부의 배터리에서 충전 또는 방전된 배터리를 상호 대응하는 빈 박스 공간으로 배터리 자동 운반부에 의해 옮겨져 단 시간에 간단하게 배터리 교환이 이루어지는 것을 특징으로 하는 여분의 빈 박스 공간을 갖는 듀얼 배터리 자동교환시스템을 제시하며,
상기 배터리 상태를 점검하여 제어부에 정보를 전송하는 검출부,
상기 배터리 상태를 파악하고 상태가 양호하면 교체하지 않으며, 배터리상태가 불량이거나 잔량이 규정치 이하로 방전된 상태이면 교환 명령을 내리는 제어부,
외부 전력으로 상기 배터리를 충전하는 충전부,
상기 전기 기기에 탑재 되어 소비되는 전력을 공급하며 상기 충전부에서 충전된 배터리를 전달받아 방전하는 방전부,
상기 제어부의 명령에 따라 로봇 등의 기계적 수단으로 충전부와 방전부 사이에서 배터리를 운반하는 배터리 자동 운반부,
등으로 구성되는 듀얼 배터리 자동교환시스템을 제공하려 한다.
기존의 배터리 자동교환시스템은 로봇에 의해 이루어지는데 그 작업과정을 살펴보면,
1. 로봇이 전기기기 방전부에 접속, 방전된 배터리를 잡아 꺼낸다.
2. 로봇이 회전하여 충전부에 접속, 방전배터리를 충전기에 끼워 넣는다.
3. 로봇이 움직여 다른 충전기에 접속, 다른 충전된 배터리를 집는다.
4. 로봇이 다시 회전하여 전기 기기의 방전부에 접속, 충전배터리를 끼워 넣는다.
이 과정에서 접속횟수 4회에 총 소요 시간 2~3분 정도가 걸린다.
그리고 배터리 자동교환 로봇은 정밀도가 높아, 매우 고가의 장비를 사용하고 있다.
그에 비해 본 발명 듀얼 배터리 자동교환시스템은,
1. 로봇이 방전배터리를 잡아 꺼내며, 동시에 충전 배터리를 끼워 넣는다. 끝.
이 과정에서 접속횟수 1회에 총 소요 시간 10~30초 정도가 걸린다.
로봇이 이리저리 옮겨가며 4회 접속하는 번거로움을 단 1회로 단축시킨 것으로 시간적으로는 5배 이상 단축 효과를 제공하는 것이다.
그리고 단 1회 접속으로 교환이 완료되므로 로봇팔의 동선이 아주 단순해진다. 따라서 관절이 많은 복잡한 구조의 비싼 로봇을 사용하지 않아도 되어 배터리 자동교환시스템의 시설비용이 크게 절감된다.
기존의 비싼 배터리 교환 스테이션 5기의 처리 능력을 듀얼 배터리 자동교환시스템을 적용함으로써 저렴한 스테이션 1기로 해결하는 셈이다.
전기자동차에 듀얼 배터리 자동교환시스템을 적용할 경우 1기의 스테이션으로 보다 많은 다수의 전기자동차들을 감당할 수 있다.
이는 가령 전기자동차 가능 주유소에 동시에 많은 배터리교환을 위해 다수의 스테이션을 갖춰야 하는데 있어, 그 공간을 적게 만들 수 있다는 의미를 갖는다.
또한 드론에 듀얼 배터리 자동교환시스템을 적용할 경우 1기의 스테이션으로 보다 많은 다수의 드론들을 감당할 수 있다.
도심의 빌딩 옥상에 드론 정거장들을 설치한 경우 많은 배터리교환을 위해 다수의 스테이션을 갖춰야 하는데 있어, 그 공간을 적게 만들 수 있다는 의미이다.
결과적으로 듀얼 배터리 자동교환시스템을 적용한 스테이션은
1. 기존 시스템보다 3~5배 정도 시간을 단축한다.
2. 기존 시스템보다 3~5배 정도 가격이 저렴하다.
3. 기존 시스템보다 3~5배 정도 공간을 적게 차지한다.
이를 종합하면 듀얼 배터리 자동교환시스템은 적어도 수십 배 이상의 경제성을 갖는 효과를 제공하며, 스마트시티의 핵심기술로 작용한다고 할 것이다.
전기자동차를 살 때 배터리까지 구입하는 것은 무리이다. 배터리를 주유소의 연료로 취급하여 생각해 본다.
가령 전국의 주유소 공간 일부에 듀얼 배터리 자동교환시스템을 적용한 스테이션을 갖추게 한다. 그리고 고객에게 배터리를 신속하게 교환해주고 주유비를 대신 받게 할 수 있다.
그리고 소비자는 전기자동차를 살 때 배터리를 제외한 부분만 저렴하게 구입할 수 있게 하는 것이다.
듀얼 배터리 자동교환시스템은 도시의 교통과 물류의 흐름을 원활하게 하고 보다 청정하고 여유로운 스마트시티의 구현을 앞당길 수 있을 것으로 기대한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼 배터리 자동교환[4-2세트] 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼 배터리 자동교환시스템 흐름도를 나타낸 그림이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼 배터리 자동교환시스템[6-3세트]의 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼 전극 배터리의 전극 모습을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기존과 비교한 전기자동차 듀얼 배터리 자동교환시스템 전기 기기 배터리 자동교환시스템의 상세도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼 드론 스테이션의 평면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼 드론 스테이션의 평면과 측면의 모습이다.
도 8 ~ 도15는 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 전용 듀얼 배터리 자동교환시스템의 시뮬레이션을 나타낸 그림이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리가 복수개 탑재 된 충전박스의 모습을 나타낸 도면이다.
그럼 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있으며, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명은 듀얼 배터리 자동교환시스템이 구비된 전기 기기를 위한 것이다.
그럼 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼 배터리 자동교환시스템에 대해 상세하게 살펴본다.
도 1의 개념적 실시예를 참고하여 설명하면,
전기 기기의 배터리 자동교환시스템에서,
전기 충전부에 배터리 충전박스1과 배터리 충전박스2가 구비되며, 전기 기기의 방전부에 배터리 방전박스1과 배터리 방전박스2가 구비되어 있는 것으로,
상기 박스 4개에 배터리 2개가 한 세트로 구성되는 것과,
상기 충전부의 배터리 및 방전부의 배터리에서 충전 또는 방전된 배터리를 상호 대응하는 빈 박스 공간으로 배터리 자동 운반부에 의해 옮겨져 단 시간에 간단하게 배터리 교환이 이루어지는 것을 특징으로 하는 여분의 빈 박스 공간을 갖는 듀얼 배터리 자동교환시스템이 가능하다.
도 2의 흐름도를 참고하여 설명하면,
상기 배터리 상태를 점검하여 제어부에 정보를 전송하는 검출부,
상기 배터리 상태를 파악하고 상태가 양호하면 교체하지 않으며, 배터리상태가 불량이거나 잔량이 규정치 이하로 방전된 상태이면 교환 명령을 내리는 제어부,
외부 전력으로 상기 배터리를 충전하는 충전부,
상기 전기 기기에 탑재 되어 소비되는 전력을 공급하며 상기 충전부에서 충전된 배터리를 전달받아 방전하는 방전부,
상기 제어부의 명령에 따라 로봇 등의 기계적 수단으로 충전부와 방전부 사이에서 배터리를 운반하는 배터리 자동 운반부,
등으로 구성될 수 있다.
도 3의 개념적 실시예를 참고하여 설명하면,
상기 배터리 자동교환 시간을 단축시키고 전기 기기의 방전부 배터리를 충분히 방전시키며 안전성을 높이기 위한 것으로,
충전부에 배터리 충전박스 3개와, 방전부에 배터리 방전박스3개 및 배터리 3개가 한 세트로 구성되는 것과,
충전부 및 방전부에서 충전 또는 방전된 배터리를 대응하는 여분의 빈 박스 공간으로 상기 배터리 자동 운반부에 의해 옮겨 단 시간에 간단하게 배터리 교환이 이루어지는 것을 포함하며,
배터리가 소정의 규정 치까지 충분히 방전될 수 있도록 함으로서, 배터리 하나가 더 전기 기기 측에 남아 있을 수 있어 보다 안전하고 여유롭게 전력공급이 이루어지는 것을 특징으로 하는 여분의 빈 박스 공간을 갖는 듀얼 배터리 자동교환시스템이 가능하다.
그리고 전기 기기에,
상기 박스 4개에 배터리 2개가 한 세트로 구성되는 것(4-2세트)과,
상기 박스 6개에 배터리 3개가 한 세트로 구성되는 것(6-3세트)을 다양하게 조합하여 복수 세트로 구성할 수 있다.
도 4의 개념적 실시예를 참고하여 설명하면,
상기 배터리의 양측에 전극이 있어, 한 측은 충전부용 전극으로 사용되며, 다른 측은 방전부용 전극으로 사용되도록 한 것으로, 배터리 교환과정에서 전극을 맞추기 위해 배터리 방향을 바꾸지 않고도 신속하고 편리하게 충전 또는 방전이 이루어지는 것을 특징으로 하는 듀얼 전극 배터리가 가능하다.
그리고 상기 듀얼 전극 배터리의 교체 운반 이동을 편리하게 하기위하여 듀얼 전극 배터리에 바퀴를 달아 놓을 수 있다.
한편 상기 배터리 박스 부분을 허공으로 비워두는 것으로 하여 박스 중량을 줄인 것을 특징으로 하는 드론 전용 여분의 빈 공간을 갖는 듀얼 배터리 자동교환시스템이 가능하며,
상기 충전부와 방전부 간에 배터리가 상호 충돌이 일어나는 경우를 방지하기 위한 것으로, 충전부 박스 또는 방전부 박스 내부의 칸막이를 터서 배터리가 여분의 빈 공간으로 자리바꿈 이동을 할 수 있도록 할 수 있다.
그리고 상기 배터리 충전 박스 내부에 배터리가 복수개 들어가며, 충전박스 내에서 빈 공간으로 배터리가 자리이동을 할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 여분의 빈 공간을 갖는 듀얼 배터리 자동교환시스템은 매우 효율적이다.
물론 제 17도와 같이 로터리식 충전시스템으로 다량 충전을 할 수도 있다.
이제 상기 듀얼 배터리 자동교환시스템을 갖춘 스테이션을 전기자동차나 드론에 적용할 수 있다.
전기자동차에 듀얼 배터리 자동교환시스템을 적용할 경우 1기의 스테이션으로 보다 많은 다수의 전기자동차들을 감당할 수 있다.
이는 가령 전기자동차 가능 주유소에 동시에 많은 배터리교환을 위해 다수의 스테이션을 갖춰야 하는데 있어, 그 공간을 적게 만들 수 있다는 의미를 갖는다.
이러한 혁신적 경제성은 도시 내에 상기 전기자동차 전용 듀얼 배터리 자동교환시스템을 갖춘 스테이션을 소정의 간격으로 복수개 설치하여 전기자동차들이 수시로 배터리교환을 신속하게 할 수 있으며, 그 상용화를 의미하는 것이다.
이제 드론에 듀얼 배터리 자동교환시스템을 적용할 경우 1기의 스테이션으로 보다 많은 다수의 드론들을 감당할 수 있다.
도 6 ~ 도 8의 실시예를 참고하여,
드론 스테이션에 상기 듀얼 배터리 자동교환시스템을 탑재한 것을 특징으로 하는 듀얼 배터리 드론 스테이션에 대해 설명한다.
상기 듀얼 배터리 드론 스테이션에 복수개의 드론이 이착륙 할 수 있도록 하는 것과, 착륙 과정을 안전하고 신속 정확하도록 하기 위하여, 드론 착륙 유도장치가 구비된다.
그리고 상기 듀얼 드론 스테이션에 드론이 착륙 할 때 드론의 다리가 스테이션에 부딪혀 긁히지 않도록 드론의 다리 끝에 롤러 또는 베어링 등 구르는 장치가 구비될 수 있다.
상기 듀얼 드론 스테이션에 로봇 팔이 구비되어 있으며, 상기 로봇 팔에 배터리 충전박스 또는 충전부가 탑재된다.
그리고 상기 듀얼 드론 스테이션 본체에 배터리 충전박스가 더 구비될 수 있으며, 상기 로봇 팔에 탑재된 배터리 충전박스와 본체 충전박스 간에 상호 배터리 교환이 이루어 질 수 있도록 하기위하여, 로봇 팔이 본체의 충전박스에 접속할 수 있는 구조로 될 수 있다.
도 6 ~ 도 15는 듀얼 드론 스테이션에서 여분의 빈 박스 공간을 갖는 듀얼 배터리 자동교환시스템의 시뮬레이션 실시예이다.
도시 내에 상기 드론 전용 여분의 빈 박스 공간을 갖는 듀얼 배터리 자동교환시스템을 갖춘 스테이션을 소정의 간격으로 복수개 설치하여 다수의 드론들이 이동 중에 수시로 배터리교환을 신속하게 할 수 있으며,
상기 듀얼 배터리 드론 스테이션을 도시 내 빌딩 옥상에 설치할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (19)

  1. 전기 기기의 배터리 자동교환시스템에서,
    전기 충전부에 배터리 충전박스1과 배터리 충전박스2가 구비되며, 전기 기기의 방전부에 배터리 방전박스1과 배터리 방전박스2가 구비되어 있는 것으로,
    상기 박스 4개에 배터리 2개가 한 세트로 구성되는 것과,
    상기 충전부의 배터리 및 방전부의 배터리에서 충전 또는 방전된 배터리를 상호 대응하는 빈 박스 공간으로 배터리 자동 운반부에 의해 옮겨져 단 시간에 간단하게 배터리 교환이 이루어지는 것을 특징으로 하는 여분의 빈 박스 공간을 갖는 듀얼 배터리 자동교환시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 배터리 상태를 점검하여 제어부에 정보를 전송하는 검출부,
    상기 배터리 상태를 파악하고 상태가 양호하면 교체하지 않으며, 배터리상태가 불량이거나 잔량이 규정치 이하로 방전된 상태이면 교환 명령을 내리는 제어부,
    외부 전력으로 상기 배터리를 충전하는 충전부,
    상기 전기 기기에 탑재 되어 소비되는 전력을 공급하며 상기 충전부에서 충전된 배터리를 전달받아 방전하는 방전부,
    상기 제어부의 명령에 따라 로봇 등의 기계적 수단으로 충전부와 방전부 사이에서 배터리를 운반하는 배터리 자동 운반부,
    등으로 구성되는 것을 특징으로 하며, 전기 기기에 주요 전력을 원활하게 공급하기위한 듀얼 배터리 자동교환시스템.
  3. 제 1항 및 제 2항에 있어서,
    상기 배터리 자동교환 시간을 단축시키고 전기 기기의 방전부 배터리를 충분히 방전시키며 안전성을 높이기 위한 것으로,
    충전부에 배터리 충전박스 3개와, 방전부에 배터리 방전박스3개 및 배터리 3개가 한 세트로 구성되는 것과,
    충전부 및 방전부에서 충전 또는 방전된 배터리를 대응하는 여분의 빈 박스 공간으로 상기 배터리 자동 운반부에 의해 옮겨 단 시간에 간단하게 배터리 교환이 이루어지는 것을 포함하며,
    배터리가 소정의 규정 치까지 충분히 방전될 수 있도록 함으로서, 배터리 하나가 더 전기 기기 측에 남아 있을 수 있어 보다 안전하고 여유롭게 전력공급이 이루어지는 것을 특징으로 하는 여분의 빈 박스 공간을 갖는 듀얼 배터리 자동교환시스템.
  4. 제 1항 ~ 제 3항에 있어서,
    전기 기기에,
    상기 박스 4개에 배터리 2개가 한 세트로 구성되는 것(4-2세트)과,
    상기 박스 6개에 배터리 3개가 한 세트로 구성되는 것(6-3세트)을 다양하게 조합하여 복수 세트로 구성한 것을 특징으로 하는 여분의 빈 박스 공간을 갖는 듀얼 배터리 자동교환시스템.
  5. 제 1항 ~ 제 4항에 있어서,
    상기 배터리의 양측에 전극이 있어, 한 측은 충전부용 전극으로 사용되며, 다른 측은 방전부용 전극으로 사용되도록 한 것으로, 배터리 교환과정에서 전극을 맞추기 위해 배터리 방향을 바꾸지 않고도 신속하고 편리하게 충전 또는 방전이 이루어지는 것을 특징으로 하는 듀얼 전극 배터리.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 듀얼 전극 배터리의 교체 운반 이동을 편리하게 하기위하여 듀얼 전극 배터리에 바퀴를 달아 놓은 것을 특징으로 하는 바퀴 달린 듀얼 전극 배터리.
  7. 제 1항~제 6항에 있어서,
    상기 배터리 박스 부분을 허공으로 비워두는 것으로 하여 박스 중량을 줄인 것을 특징으로 하는 드론 전용 여분의 빈 공간을 갖는 듀얼 배터리 자동교환시스템.
  8. 제 1항~제 7항에 있어서,
    상기 충전부와 방전부 간에 배터리가 상호 충돌이 일어나는 경우를 방지하기 위한 것으로, 충전부 박스 또는 방전부 박스 내부의 칸막이를 터서 배터리가 여분의 빈 공간으로 자리바꿈 이동을 할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 듀얼 배터리 자동교환시스템.
  9. 제 1항~제 8항에 있어서,
    상기 배터리 충전 박스 내부에 배터리가 복수개 들어가며, 충전박스 내에서 빈 공간으로 배터리가 자리이동을 할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 여분의 빈 공간을 갖는 듀얼 배터리 자동교환시스템.
  10. 제 1항 ~ 제 9항에 있어서,
    상기 여분의 빈 박스 공간을 갖는 듀얼 배터리 자동교환시스템을 전기자동차에 적용한 것을 특징으로 하는 전기자동차 전용 여분의 빈 박스 공간을 갖는 듀얼 배터리 자동교환시스템.
  11. 제 1항 ~ 제 9항에 있어서,
    상기 여분의 빈 박스 공간을 갖는 듀얼 배터리 자동교환시스템을 드론에 적용한 것을 특징으로 하는 드론 전용 여분의 빈 박스 공간을 갖는 듀얼 배터리 자동교환시스템.
  12. 제 11항에 있어서,
    드론 스테이션에 상기 듀얼 배터리 자동교환시스템을 탑재한 것을 특징으로 하는 듀얼 배터리 드론 스테이션.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 듀얼 배터리 드론 스테이션에 복수개의 드론이 이착륙 할 수 있도록 하는 것과, 착륙 과정을 안전하고 신속 정확하도록 하기 위하여, 드론 착륙 유도장치가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 듀얼 배터리 드론 스테이션.
  14. 제 11항에 있어서,
    상기 듀얼 드론 스테이션에 드론이 착륙 할 때 드론의 다리가 스테이션에 부딪혀 긁히지 않도록 드론의 다리 끝에 롤러 또는 베어링 등 구르는 장치가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 듀얼 드론.
  15. 제 11항에 있어서,
    상기 듀얼 드론 스테이션에 로봇 팔이 구비되어 있는 것과, 상기 로봇 팔에 배터리 충전박스 또는 충전부가 탑재되어 있는 것을 특징으로 하는 듀얼 드론 스테이션.
  16. 제 11항 및 제 15항에 있어서,
    상기 듀얼 드론 스테이션 본체에 배터리 충전박스가 더 구비되어 있는 것과, 상기 로봇 팔에 탑재된 배터리 충전박스와 본체 충전박스 간에 상호 배터리 교환이 이루어 질 수 있도록 하기위하여, 로봇 팔이 본체의 충전박스에 접속할 수 있는 구조로 된 것을 특징으로 하는 듀얼 드론 스테이션.
  17. 제 10항에 있어서,
    도시 내에 상기 전기자동차 전용 여분의 빈 박스 공간을 갖는 듀얼배터리 자동교환시스템을 갖춘 스테이션을 소정의 간격으로 복수개 설치하여 전기자동차들이 수시로 배터리교환을 신속하게 할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 듀얼 배터리 전기자동차 스테이션.
  18. 제 11항에 있어서,
    도시 내에 상기 드론 전용 여분의 빈 박스 공간을 갖는 듀얼 배터리 자동교환시스템을 갖춘 스테이션을 소정의 간격으로 복수개 설치하여 다수의 드론들이 이동 중에 수시로 배터리교환을 신속하게 할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 듀얼 배터리 드론 스테이션.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 듀얼 배터리 드론 스테이션을 도시 내 빌딩 옥상에 설치하는 것을 특징으로 하는 듀얼 배터리 드론 스테이션.
KR1020180086526A 2018-07-25 2018-07-25 듀얼 배터리 자동교환시스템 KR20200011719A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180086526A KR20200011719A (ko) 2018-07-25 2018-07-25 듀얼 배터리 자동교환시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180086526A KR20200011719A (ko) 2018-07-25 2018-07-25 듀얼 배터리 자동교환시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20200011719A true KR20200011719A (ko) 2020-02-04

Family

ID=69571014

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180086526A KR20200011719A (ko) 2018-07-25 2018-07-25 듀얼 배터리 자동교환시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20200011719A (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021196529A1 (zh) * 2020-04-02 2021-10-07 同济人工智能研究院(苏州)有限公司 空地协同式智能巡检机器人及巡检方法
CN113977605A (zh) * 2021-11-19 2022-01-28 中滦科技股份有限公司 一种矿用本安型智能巡检机器人系统装置及其巡检方法
CN114435177A (zh) * 2022-01-11 2022-05-06 北京胜能能源科技有限公司 一种商用车换电系统及换电方法
WO2023122834A1 (en) * 2021-12-27 2023-07-06 Sanctuary Cognitive Systems Corporation Systems and methods for powering robots

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101682788B1 (ko) 2015-01-28 2016-12-12 중소기업은행 전기자동차의 배터리 교환 시스템 및 방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101682788B1 (ko) 2015-01-28 2016-12-12 중소기업은행 전기자동차의 배터리 교환 시스템 및 방법

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021196529A1 (zh) * 2020-04-02 2021-10-07 同济人工智能研究院(苏州)有限公司 空地协同式智能巡检机器人及巡检方法
CN113977605A (zh) * 2021-11-19 2022-01-28 中滦科技股份有限公司 一种矿用本安型智能巡检机器人系统装置及其巡检方法
CN113977605B (zh) * 2021-11-19 2023-02-17 中滦科技股份有限公司 一种矿用本安型智能巡检机器人系统装置及其巡检方法
WO2023122834A1 (en) * 2021-12-27 2023-07-06 Sanctuary Cognitive Systems Corporation Systems and methods for powering robots
CN114435177A (zh) * 2022-01-11 2022-05-06 北京胜能能源科技有限公司 一种商用车换电系统及换电方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20200011719A (ko) 듀얼 배터리 자동교환시스템
KR20200018003A (ko) 듀얼 배터리 자동교환시스템
CN103950673B (zh) 一种带转向功能的穿梭车
CN110816300B (zh) 具有双电池模块的车辆和电气系统
EP2463162B1 (de) System zur Energieversorgung von Elektrofahrzeugen
EP2709233B1 (en) Vehicle and non-contact power supply system
TW201918403A (zh) 電動汽車的自動換電站
WO2019085344A1 (zh) 快速换电系统、车载电池周转方法和车载电池操作平台
CN104210794B (zh) 一种电动缸驱动式转向的轨道穿梭车
US20220129010A1 (en) Transport robot and method for automated parking
US20180086560A1 (en) Racking system and method for operating a racking system having a vehicle
CN212667171U (zh) 电池传输系统及其换电站
CN112389262A (zh) 换电站以及更换动力电池的方法
CN111674286A (zh) 电池传输系统及其换电站
CN110461692B (zh) 用于在电驱动的机动车的装配期间运送该机动车的方法和车辆
KR20120041369A (ko) 수송수단 운용 시스템 및 그 방법
CN107757752B (zh) 运输器
CN112959917A (zh) 一种模块化换电站
CN112389264B (zh) 换电站以及更换动力电池的方法
JP6764987B1 (ja) 給電装置および給電システム
CN109501778B (zh) 电池转运系统、车辆换电系统及车辆换电方法
WO2020003716A1 (ja) 電動式搬送車両の蓄電ユニット装置
CN209366118U (zh) 电池转运系统及车辆换电系统
CN204056921U (zh) 一种电动缸驱动式转向的轨道穿梭车
CN216101642U (zh) 一种换电站