KR20210008471A - 충전 스테이션에 차량을 전기적으로 연결하기 위한 고속 충전 시스템 및 방법 - Google Patents

충전 스테이션에 차량을 전기적으로 연결하기 위한 고속 충전 시스템 및 방법 Download PDF

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티모 스타우바흐
피터 슈나이더
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슈운크 트랜지트 시스템즈 게엠베하
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Abstract

본 발명은 전기 구동 차량, 특히 전기 버스 또는 이와 유사한 것으로, 고속 충전 시스템(10) 및 차량과 고정 충전 스테이션 사이에 전기 전도성 연결을 형성하기 위한 방법에 관한 것으로서, 상기 고속 충전 시스템(10)은 컨택트 장치(11), 충전 컨택트 장치(12) 및 포지셔닝 장치(15)를 가지고, 상기 컨택트 장치 또는 상기 충전 컨택트 장치는 차량 상에서 이용 가능하고, 상기 충전 컨택트 장치는 컨택트 위치에 있을 때, 상기 컨택트 장치를 사용하여 전기적으로 접촉하고, 상기 컨택트 장치는 상기 포지셔닝 장치에 의해 상기 컨택트 위치로 이동될 뿐만 아니라 상기 충전 컨택트 장치에 대해 길이방향 및/또는 교차방향으로 위치되고, 상기 충전 컨택트 장치는 충전 컨택트 요소들을 가지는 충전-컨택트-요소 캐리어를 포함하고, 상기 충전 컨택트 요소들은 각각 스트립-형상의 충전 컨택트 표면을 형성하고, 상기 컨택트 장치는 컨택트 요소들을 가지는 컨택트 요소 캐리어(14)를 포함하고, 상기 컨택트 요소들은 각각 상기 충전 컨택트 표면들보다 작은 컨택트 표면을 형성하고, 상기 컨택트 요소들은 상기 컨택트 위치에 있을 때 각각의 경우에 컨택트 쌍들을 형성하기 위해 상기 충전 컨택트 요소들과 전기적으로 접촉하며, 상기 충전 컨택트 표면들 및 상기 컨택트 표면들은 상기 충전 컨택트 표면들 및 상기 컨택트 표면들 사이의 물리적인 접촉이 상기 충전 컨택트 표면들의 각각의 길이방향 단부들에서 정의된 순서로 형성되도록 서로에 대해 길이방향으로 배치된다.

Description

충전 스테이션에 차량을 전기적으로 연결하기 위한 고속 충전 시스템 및 방법
본 발명은 전기 구동 차량(electrically driven vehicles), 특히 전기 버스 또는 이와 유사한 것을 위한 고속 충전 시스템 및 차량과 고정 충전 스테이션(stationary charging station) 사이에 전기 전도성 연결을 형성하기 위한 방법에 관한 것으로서, 고속 충전 시스템은 컨택트 장치, 충전 컨택트 장치 및 포지셔닝 장치를 가지고, 상기 컨택트 장치 또는 상기 충전 컨택트 장치는 차량 상에서 이용 가능하고(disposable), 상기 충전 컨택트 장치는 컨택트 위치에 있을 때, 컨택트 장치를 사용하여 전기적으로 접촉하고, 상기 컨택트 장치는 포지셔닝 장치에 의해 컨택트 위치로 이동될 뿐만 아니라 충전 컨택트 장치에 대해 길이방향 및/또는 교차방향으로 위치되고, 상기 충전 컨택트 장치는 충전 컨택트 요소들을 가지는 충전-컨택트-요소-캐리어를 포함하고, 상기 충전 컨택트 요소들은 각각 스트립-형상의(strip-shaped) 충전 컨택트 표면을 형성하고, 상기 컨택트 장치는 컨택트 요소들을 가지는 컨택트 요소 캐리어를 포함하고, 상기 컨택트 요소들은 각각 상기 충전 컨택트 표면들보다 작은 컨택트 표면을 형성하며, 상기 컨택트 요소들은 상기 컨택트 위치에 있을 때 각각의 경우에 컨택트 쌍(contact pair)을 형성하기 위해 상기 충전 컨택트 요소들과 전기적으로 접촉한다.
이러한 종류의 고속 충전 시스템 및 방법은 최신 기술로 알려져 있으며, 일반적으로 버스 정류장(bus stop) 또는 정지 점(stopping point)에서 전기 구동 차량을 고속 충전하는데 사용된다. 따라서, 버스와 같은 지역 운송(local transport)에 사용되는 전기 구동 차량은 각각의 버스 정류장에서 지속적으로 전기 에너지를 공급받을 수 있다.
DE 10 2015 219 438 A1에서, 고속 충전 시스템은 대응하게 설계된 컨택트 장치에 의해 접촉되는 루프 형상의(roof-shaped) 충전 컨택트 장치가 공지되어 있다. 이러한 경우, 충전 컨택트 장치는 도체 스트립(conductor strips) 방식으로 구현되고 차량의 이동방향으로 연장되도록 배치되는 충전 컨택트 요소들을 포함한다. 컨택트 장치의 컨택트 요소들은 컨택트 위치에 있을 때 볼트처럼 형성되고 도체 스트립을 가지는 점 형태의 컨택트(punctiform contact)를 구현한다. 정확하게 컨택트 위치에 도달하는 것은 차량의 이동방향을 교차하여 수직방향으로 충전 컨택트 장치에 삽입되는 컨택트 장치에 의해 가능하다.
그러나, 최신 기술로 알려진 고속 충전 시스템은 불리한 조건 아래에서 충전 프로세스 동안 충전 컨택트 요소의 길이방향 단부에서 컨택트 요소와 충전 컨택트 요소 사이에 전기 아크가 발생할 수 있다는 점에서 불리하다. 특히, 전기 버스의 부하에 따라, 전기 버스가 정지할 때 충전 컨택트 장치 또는 컨택트 장치에 대해 더 높거나 더 낮게 위치할 수 있다. 승객의 승차를 돕기 위해 승객 측의 전기 버스를 하강시킬 때에도, 컨택트 장치 또는 컨택트 요소들은 전기 커낵트가 또한 차단될 수 있도록 충전 컨택트 장치에 대해 변위된다. 그러나, 이러한 변위는 예컨대, 상기 변위를 허용하는 교차 가이드(transverse guide) 상에 컨택트 장치를 장착함으로써 보상될 수 있다.
스트립-형상의 충전 컨택트 표면들을 가지는 충전 컨택트 요소들이 사용되는 경우, 이동방향에 대해 버스 정류장의 의도된 영역에 전기 버스를 또한 정확하게 배치할 필요가 있다. 예컨대, 스트립-형상의 충전 컨택트 표면들이 컨택트 요소들에 의해 충전 컨택트 요소들의 길이방향 단부들과 접촉할 때 전기 버스의 의도된 위치에서 벗어난 위치는 차량과 고정 충전 스테이션(stationary charging station) 사이의 안전한 접촉 또는 연결을 방지할 수 있다. 이동방향으로 또는 이동방향의 반대방향으로 차량을 하강시킬 때, 컨택트 요소들은 지금까지 시작되지 않은 충전 프로세스가 시작되거나, 이미 시작된 충전 프로세스가 차단되는 것을 기본적으로 방지하면서, 충전 컨택트 표면의 길이방향 단부를 넘어, 이동방향으로 또는 이동방향의 반대방향으로 이동할 수 있다. 이러한 방식으로 컨택트 쌍을 차단하는 것은 전기 아크가 원인이 될 수 있으며, 상당한 위험을 초래할 수 있다. 또한, 컨택트 요소 캐리어가 스트립-형상의 충전 컨택트 표면과 접촉하거나 이동방향으로 또는 이동방향의 반대방향으로 차량이 이동하는 것과 같은 간단한 것에 의해 예컨대 버스 정류장에 도착할 때 또는 떠날 때 상기 컨택트 쌍이 차단된다. 결과적으로, 컨택트 쌍들은 의도하지 않게 접촉되거나 차단될 수 있으며, 이는 고속 충전 시스템의 구성요소 또는 근처에 서 있는 사람을 손상시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 운송 수단의 저렴한 작동 및 안전한 접촉을 가능하게 하는 차량과 충전 스테이션 사이의 전기 전도성 연결을 형성하는 고속 충전 시스템 및 벙법을 제안하는 것이다.
이러한 목적은 청구항 1의 특징을 가지는 고속 충전 시스템과 청구항 22의 특징을 가지는 방법에 의해 달성된다.
본 발명에 따른 전기 구동 차량, 특히 전기 버스 또는 이와 유사한 것으로, 차량과 고정 충전 스테이션 사이에 전기 전도성 연결을 형성하기 위한 고속 충전 시스템으로서, 컨택트 장치, 충전 컨택트 장치 및 포지셔닝 장치를 포함하고, 상기 컨택트 장치 또는 상기 충전 컨택트 장치는 차량 상에서 이용 가능하고, 상기 충전 컨택트 장치는 컨택트 위치에 있을 때, 상기 컨택트 장치를 사용하여 전기적으로 접촉할 수 있고, 상기 컨택트 장치는 상기 포지셔닝 장치에 의해 상기 컨택트 위치로 이동될 뿐만 아니라 상기 충전 컨택트 장치에 대해 길이방향 및/또는 교차방향으로 위치될 수 있고, 상기 충전 컨택트 장치는 충전 컨택트 요소들을 가지는 충전-컨택트-요소 캐리어를 포함하고, 상기 충전 컨택트 요소들은 각각 스트립-형상의 충전 컨택트 표면을 형성하고, 상기 컨택트 장치는 컨택트 요소들을 가지는 컨택트 요소 캐리어를 포함하고, 상기 컨택트 요소들은 각각 상기 충전 컨택트 표면들보다 작은 컨택트 표면을 형성하고, 상기 컨택트 요소들은 상기 컨택트 위치에 있을 때 각각의 경우에 컨택트 쌍들을 형성하기 위해 상기 충전 컨택트 요소들과 전기적으로 접촉할 수 있으며, 상기 충전 컨택트 표면들 및 상기 컨택트 표면들은 상기 충전 컨택트 표면들 및 상기 컨택트 표면들 사이의 물리적인 접촉이 상기 충전 컨택트 표면들의 각각의 길이방향 단부들에서 정의된 순서로 형성될 수 있도록 서로에 대해 길이방향으로 배치된다.
스트립-형상의 충전 컨택트 표면들의 길이방향으로 각각 관련된 컨택트 표면들에 대해 충전 컨택트 표면들을 배치함으로써, 길이방향에 대해 컨택트 쌍들을 형성하고 분리하기 위해 정의된 순서가 구현될 수 있다. 이러한 경우, 길이방향은 스트립-형상의 충전 컨택트 표면들이 본질적으로 연장되는 방향을 나타낸다. 이것은 차량의 이동방향일 수 있기 때문에, 길이방향은 충전-컨택트-요소 캐리어가 수평으로 위치될 때 본질적으로 수평방향에 대응한다. 그러나, 충전-컨택트-요소 캐리어는 또한 차량이 주행하는 이동 경로에 평행하게 위치될 수 있고 또한 수평선에 대해 경사질 수 있다. 교차 방향은 스트립-형상의 충전 컨택트 표면들에 대해 교차하게 또는 직각으로 연장되는 수직 방향을 나타낸다.
컨택트 장치 및 충전 컨택트 장치를 수직 및/또는 수평방향으로 함께 안내할 때, 컨택트 쌍들을 형성하기 위해 정의된 순서에 의해 추가 컨택트 쌍을 형성하기 전에 제1 컨택트 쌍은 초기에 형성될 수 있다. 최신 기술로 알려진 장치의 경우, 또한 컨택트 쌍들은 상이한 시간들에 형성될 수 있지만 이것은 의도하지 않았거나 충전 컨택트 표면들 및 컨택트 표면들의 위치의 결과로 발생하지 않는다. 컨택트 요소 캐리어 상에 컨택트 요소들을 배치하고 충전-컨택트-요소 캐리어 상에 충전 컨택트 요소들을 배치함으로써, 이에 따라 컨택트 요소 캐리어와 충전-컨택트-요소 캐리어를 함께 안내할 때 컨택트 쌍들이 형성되는 순서를 보장하며, 특히 길이방향에서, 불가피하게 항상 부착되고 컨택트 표면들 및 충전 컨택트 표면들의 기하학적 위치때문에 쉽게 변경할 수 없다; 따라서, 컨택트 표면들 및 충전 컨택트 표면들의 위치는 길이방향으로 상대적인 이동 중에 컨택트 쌍들이 형성되는 순서를 규정한다. 이것은 길이방향으로 컨택트 요소 캐리어 및 충전-컨택트-요소 캐리어를 함께 안내하고 분리하는데 적용된다. 이것은 특히 충전 컨택트 표면들과 함께 각각의 컨택트 표면들을 안내할 때 그리고 또한 전기 아크 또는 원치 않는 컨택트가 방지되도록 보장하며, 이는 예컨대, 차량이 기울어졌을 때 의도하지 않게 발생할 수도 있다. 이러한 예방 조치는 특정 컨택트 쌍들이 형성될 때 고전류를 전송함으로써 수행될 수 있다. 보호-접지 컨택트 또는 신호 컨택트는 예컨대 컨택트 쌍들이 형성되기 전에 형성될 수 있거나, 해당 위치는 전원 컨택트(power contacts)의 위치 때문에 전원 컨택트가 분리될 때 전원 컨택트가 무전류(currentless)임을 보장할 수 있다. 고속 충전 시스템의 손상 가능성 또는 사람의 위험 가능성은 큰 노력 없이 이러한 방식으로 방지할 수 있다.
따라서, 컨택트 쌍들은 각각 고속 충전 시스템의 전원 컨택트, 신호 컨택트(signal contact) 및 보호-접지 컨택트(protective-ground contact)를 위해 형성될 수 있다. 이러한 경우, 전원 컨택트의 적어도 2개의 컨택트 쌍들은 컨택트 장치 및 충전 컨택트 장치 사이의 충전 전류를 전송하기 위해 필요하다. 충전 전류는 직류 또는 교류일 수 있다. 짧은 시간에 각각의 컨택트 표면들을 통해 고전류를 전송할 수 있도록 충전 전류를 전송하기 위한 추가 컨택트 쌍들이 제공될 수 있다. 또한, 많은 수의 컨택트 쌍들은 단일 컨택트 쌍이 차단되더라도, 충전 전류가 여전히 흐를 수 있도록 보장한다. 보호-접지 컨택트는 차량을 질량(mass) 또는 제로 전위(zero potential)로 연결하기 위한 역할을 할 수 있다. 신호 컨택트는 차량과 고속 충전 시스템 또는 충전 스테이션 사이에서 신호 및 데이터를 교환하는 역할을 할 수 있다. 특히, 신호 컨택트 및 보호-접지 컨택트용 컨택트 쌍이 형성될 때까지 전원 컨택트의 컨택트 쌍들을 통해 전류가 흐르지 않는 것으로 예상할 수 있다. 반대로, 신호 컨택트 및/또는 보호-접지 컨택트가 차단될 경우 전원 컨택트의 컨택트 쌍들을 통해 흐르는 충전 전류는 직접 스위치 오프될 수 있다. 따라서, 충전 컨택트 표면에서 컨택트 요소의 의도하지 않은 변위(unintentional displacement)는 우선 전원 컨택트의 컨택트 쌍이 분리되는 것을 보장할 수 있다. 이것은 신호 컨택트 및/또는 보호-접지 컨택트가 분리된 경우 전원 컨택트는 항상 무전류인 것을 보장한다.
또한, 충전 컨택트 표면들 및/또는 컨택트 표면들은 우선 보호-접지 컨택트, 다음으로 전원 컨택트 및 다음으로 신호 컨택트가 형성될 수 있도록 서로에 대해 길이방향으로 배치된다. 이것은 컨택트 장치 및 충전 컨택트 장치를 컨택트 위치에 배치하여 전기 컨택트를 생성하는데 적용되며, 우선 신호 컨택트, 다음으로 전원 컨택트 및 다음으로 보호-접지 컨택트가 분리된다는 사실로 인해 분리되는 반대의 경우도 마찬가지이다. 충전 컨택트 표면들 및/또는 컨택트 표면들은 각각의 경우에 충전 컨택트 표면들의 각각의 길이방향 단부에서 길이방향으로 대응하게 형성된다는 점에 유의해야 한다. 따라서, 컨택트 장치 및 충전 컨택트 장치가 차량의 길이방향 또는 이동방향으로 함께 안내될 때, 우선, 안전한 컨택트 그리고 다음으로 분리 시 안전한 분리가 가능하다는 것을 보장할 수 있다.
보호-접지 컨택트를 형성하기 위한 충전 컨택트 표면의 길이방향 단부들은 길이방향으로 나머지 충전 컨택트 표면들의 길이방향 단부들을 넘어 각각 돌출할 수 있다. 이것은 어떠한 경우에도 컨택트 장치와 충전 컨택트 장치를 함께 안내할 때 보호-접지 컨택트용 컨택트 쌍이 가장 먼저 형성되거나 컨택트 장치와 충전 컨택트 장치를 분리할 때 보호-접지 컨택트용 컨택트 쌍이 가장 마지막으로 형성되는 것을 보장하며, 이를 통해 더 높은 전기적 안전성이 도달될 수 있다.
전원 컨택트를 형성하기 위한 충전 컨택트 표면의 길이방향 단부들은 길이방향으로 신호 컨택트를 형성하기 위해 충전 컨택트 표면의 길이방향 단부들을 넘어각각 돌출할 수 있다. 이것은 또한 컨택트 장치와 충전 컨택트 장치를 함께 안내할 때, 신호 컨택트의 컨택트 쌍이 전원 컨택트에 대핸 컨택트 쌍들이 생성된 후 또는 컨택트 장치 및 충전 컨택트 장치를 분리할 때까지 형성되지 않도록 보장하며, 전원 컨택트의 컨택트 쌍들이 분리되기 전에 신호 컨택트의 컨택트 쌍이 분리된다. 폐쇄된 신호 컨택트로 인해 전원 컨택트의 각각의 컨택트 쌍들에 전류가 적용될 때, 신호 컨택트가 실제로 구현되는 경우에만 전원 컨택트가 전류에 노출되도록 항상 보장된다. 예컨대 차량이 길이방향 또는 이동방향으로 기울어질 때 전원 컨택트의 컨택트 쌍들의 컨택트 요소들의 의도하지 않은 변위가 신호 컨택트의 컨택트 쌍의 컨택트 요소들을 또한 초래하기 때문에 결과적으로, 다음으로 전원 컨택트가 분리되기 전에 신호 컨택트가 개방되거나 분리되었는지 확인한다. 이러한 방식으로 전기 아크는 안전하게 방지될 수 있다.
보호-접지 컨택트를 형성하기 위한 충전 컨택트 표면은 전원 컨택트를 형성하기 위한 충전 컨택트 표면보다 길 수 있고, 전원 컨택트를 형성하기 위한 상기 충전 컨택트 표면은 신호 컨택트를 형성하기 위한 충전 컨택트 표면보다 길 수 있다. 특히 컨택트 장치와 충전 컨택트 장치를 함께 안내하고, 분리할 때 컨택트 쌍들을 형성하기 위한 정의된 순서는 안전하게 준수할 수 있다.
대안적으로, 충전 컨택트 표면들 및/또는 컨택트 표면들은 보호-접지 컨택트 및 전원 컨택트 또는 신호 컨택트 및 전원 컨택트가 우선 형성될 수 있도록 서로에 대해 길이방향으로 배치될 수 있다. 이러한 경우, 보호-접지 컨택트 또는 신호 컨택트가 형성되지 않을 때, 예컨대 전원 컨택트에서 전류를 스위치 오프하여, 전기 아크를 방지함으로써 전원 컨택트를 통한 충전 프로세스가 또한 방지할 수 있다.
충전 컨택트 요소들은 도체 스트립들로 구현될 수 있으며, 상기 도체 스트립들은 서로 평행하게 배치될 수 있으며, 충전-컨택트-요소 캐리어의 길이방향 축의 방향으로 배치될 수 있다. 특히, 도체 스트립들은 차량의 이동방향에 본질적으로 대응하는 길이방향 또는 수평방향으로 배치될 수 있다. 예컨대, 도체 스트립들은 차량이 버스 정류장의 한 영역에서 정지할 수 있도록 1m의 길이를 초과할 수 있다. 따라서, 충전 컨택트 요소들은 컨택트 요소들에 대해 비교적 큰 접촉 가능한 표면을 형성할 수 있다. 결과적으로 도체 스트립은 예컨대, 반제품(semi-finished product)을 도체 스트립으로 사용하여 또한 쉽게 생산할 수 있다.
컨택트 요소들은 컨택트 위치에 있을 때 길이방향 축에 직각으로 연장할 수 있는 적어도 하나의 평면에 배치될 수 있다. 이것은 다음으로 컨택트 요소들이 길이방향 또는 이동방향으로 충전-컨택트-요소 캐리어에 동시에 삽입되거나 충전-컨택트-요소 캐리어로부터 추출될 수 있다는 것을 보장한다. 버스 정류장에서 차량의 포지셔닝 오류(positioning error)로 인해 비행기의 직각 위치와 다른 오프셋(offset)이 발생할 수 있으며, 이러한 경우 컨택트 장치 및 충전 컨택트 장치의 형상(shape)에 의해 컨택트 위치를 달성하는 것이 불가능하거나 컨택트 위치를 달성하는 것이 작은 각도 공차(angular tolerance) 내에서만 가능하도록 할 수 있다.
컨택트 요소들은 컨택트 위치에 있을 때 길이방향 축에 직각으로 연장하는 추가 평면에 배치될 수 있으며, 평면들은 길이방향 축의 방향으로 서로 이격될 수 있으며, 전원 컨택트를 형성하기 위한 컨택트 요소들은 각각 평면 및 추가 평면에 배치될 수 있다. 상기 위치에 의해 접촉 또는 분리 중에 정의된 순서를 달성하기 위한 충전 컨택트 표면들의 길이방향 단부들에 대해 원하는 위치를 또한 획득하기 위해 컨택트 요소 캐리어에서 차량의 길이방향 축 또는 이동방향의 방향으로 서로에 대해 오프셋에 컨택트 요소들을 배치하는 것을 예상할 수 있다.
컨택트 요소들은 볼트 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 컨택트 요소들은 컨택트 요소 캐리어 상에 스프링 장착될 수 있다. 따라서, 접촉 요소들(contacting elements)은 특히 쉽게 생산될 수 있으며, 스프링-장착은 컨택트 요소 내부 또는 컨택트 요소에서 간단한 압력 스프링을 통해 수행된다. 결과적으로, 충전 컨택트 요소와의 점 형태의 컨택트(punctiform contact)가 스프링-장착 방식으로 구현될 수 있다. 또한, 예컨대 전원 컨택트를 위한 컨택트 쌍을 위해, 여러 컨택트 쌍들을 의미하는 복수의 컨택트 요소들이 제공되는 것을 또한 예상할 수 있다. 바람직하게는, 2개의 컨택트 요소들은 위상(phase) 또는 전원 컨택트(power contact) 각각에 대해 예상할 수 있다.
결과적으로, 컨택트 표면은 또한 점 형태가 될 수 있다. 특히 이것은 볼트-형상의 컨택트 요소들이 사용되는 경우일 수 있다. 그러나, 일반적으로, 컨택트 요소들의 형상에 따라 다른 형태의 컨택트 표면들을 구현하는 것이 또한 가능하다. 그러나, 각각의 컨택트 표면은 항상 가장 작은 충전 컨택트 표면보다 작거나 길이방향으로 가장 짧은 충전 컨택트 표면보다 작아야 한다.
컨택트 장치 및 충전 컨택트 장치는 각각 수직축을 포함할 수 있으며, 상기 각각의 수직축들은 컨택트 위치에 있을 때 동일한 높이로 정렬될 수 있다. 수직축들은 컨택트 장치 및 충전 컨택트 장치를 수직방향으로 함께 안내할 수 있도록 이동 경로에 대해 수직으로 연장될 수 있다. 일반적으로, 컨택트 장치 및 충전 컨택트 장치가 추가로 수평방향으로 함께 안내되는 것이 또한 가능하다. 이것은 특히 컨택트 장치 및 충전 컨택트 장치를 함께 안내하거나 분리할 때 차량이 이동하는지 여부에 따라 달라질 수 있다.
또한, 안내장치는 컨택트 장치 및 충전 컨택트 장치를 함께 안내할 때 공유 정렬로 각각의 수직축들을 위치시킬 수 있다. 이것은 컨택트 장치 및 충전 컨택트 장치의 수직축들이 서로에 대해 동일한 높이가 아닐 경우 결과적으로 물리적인 접촉을 구현할 수 없는 것을 의미한다. 안내장치가 컨택트 장치 및 충전 컨택트 장치를 서로에 대해 위치하거나 배향하여, 각각의 수직축들이 동일한 높이로 정렬되거나 공유된 동일한 높이 정렬로 위치할 때만 물리적인 접촉이 구현될 수 있다.
따라서, 고속 충전 시스템이 컨택트 장치 및 충전 컨택트 장치를 컨택트 위치에 안내하기 위한 안내장치를 포함하는 것이 유리하며, 안내장치는 컨택트 장치 및 충전 컨택트 장치를 함께 안내할 때 구현될 수 있으며, 컨택트 위치에 도달하기 전에 컨택트 요소들 및 충전 컨택트 요소들 사이의 물리적인 접촉이 방지된다. 컨택트 장치 및 충전 컨택트 장치를 함께 안내할 때, 컨택트 요소들 및 충전 컨택트 장치 사이의 물리적인 접촉은 결과적으로 컨택트 위치에 도달하기 전에 안내 장치에 의해 가능하지 않게 된다. 물리적인 접촉은 컨택트 위치에 도달했을 때만 형성되거나 생성될 수 있다. 컨택트 요소들은 더 큰 간격들 위에서 충전 컨택트 장치 또는 그 표면들을 따라 슬라이드될 수 없으므로, 컨택트 요소들 또는 충전 컨택트 장치의 표면의 원하지 않은 마모가 방지된다.
컨택트 장치는 차량 루프에 배치될 수 있고 충전 컨택트 장치는 고정 충전 스테이션에 배치되거나 그 반대로 배치될 수 있다. 이러한 문맥에서, 차량 루프는 예컨대 전기 버스 또는 트롤리 카(trolley car)의 차량 지붕일 수 있다. 이러한 목적을 위해, 컨택트 장치 또는 충전 컨택트 장치가 이동방향으로 차량 루프의 운전자 측에 배열되도록 차량 루프 상에 컨택트 장치 또는 충전 컨택트 장치를 위치하도록 또한 의도될 수 있다. 컨택트 장치 또는 충전 컨택트 장치를 위치시키는 것은 이러한 컨택트 장치 또는 충전 컨택트 장치 또는 오히려 그 위치가 운전자의 시야(driver’s line of vision)에 있기 때문에 차량의 운전자에게 매우 용이하다.
충전-컨택트-요소 캐리어는 컨택트 요소 캐리어를 위한 수용 개구부를 형성할 수 있고, 상기 컨택트 요소 캐리어는 충전-컨택트-요소 캐리어의 수용 개구부 내로 삽입될 수 있다. 바람직하게는, 수용 개구부는 이러한 목적을 위해 V-형상으로 형성될 수 있다. 수용 개구부의 V-형상은 컨택트 요소 캐리어의 상대적인 편차(relative deviation)에서 컨택트 장치 및 충전 컨택트 장치를 수용 개구부를 향해 안내할 때 컨택트 요소 캐리어 또는 충전-컨택트-요소 캐리어가 중심이 되도록 한다. 역으로, 컨택트 요소 캐리어는 충전-컨택트-요소 캐리어를 위한 수용 개구부를 형성할 수 있고, 상기 충전-컨택트-요소 캐리어는 컨택트 요소 캐리어의 수용 개구 내에 삽입될 수 있다. 바람직하게는, 수용 개구부는 또한 이러한 목적을 위해 V-형상으로 형성될 수 있고, 컨택트 요소들은 V-형상의 수용 개구부 내에 배열될 수 있다.
수용 개구부는 컨택트 요소 캐리어 또는 충전-컨택트-요소 캐리어를 함께 안내할 때 컨택트 요소 캐리어 또는 충전-컨택트-요소 캐리어에 대한 가이드를 형성할 수 있다. 버스 정류장에서 정지할 때 의도된 정지 위치에서 차량 위치에서의 가능한 편차는 수용 개구부에 의해 야기된 컨택트 위치로 컨택트 요소 캐리어 또는 충전-컨택트-요소 캐리어를 안내함으로써 쉽게 보상될 수 있다.
충전-컨택트-요소 캐리어가 차량의 이동방향으로 배치될 수 있는 길이방향 루프-형상의 레일로 형성되는 경우 특히 유리하다. 충전 컨택트 요소들은 다음으로 길이방향 루프-형상의 레일의 밑면에 배치되어 충전 컨택트 요소들이 날씨의 영향에 직접 노출되지 않도록 할 수 있다. 길이방향 루프-형상의 레일은 비교적 길도록 설계될 수 있어, 버스 정류장에서 차량의 정확한 위치는 더 이상 필요하지 않다. 길이방향 루프-형상의 레일은 바람직하게는 그 단부에서 개방될 수 있어 컨택트 요소 캐리어는 또한 이동방향으로 길이방향 루프-형상의 레일로 삽입되거나 길이방향 루프-형상의 레일에서 추출될 수 있다. 충전-컨택트-요소 캐리어가 차량에 배치되는 경우, 충전-컨택트-요소 캐리어는 차량의 이동방향으로 배치될 수 있는 크로스피스(crosspiece)-형상의 높이(elevation)로 구현될 수 있다.
포지셔닝 장치는 팬터그래프(pantograph) 또는 로커(rocker)를 포함할 수 있으며, 이에 의해 컨택트 장치는 충전 컨택트 장치에 대해 수직방향으로 위치될 수 있다. 로커의 경우에, 충전 컨택트 장치에 대해 컨택트 장치를 안정화시키거나 그 반대의 경우도 마찬가지이거나 컨택트 장치를 대응하는 방향으로 배향시키는 보조 연결장치(a supplementary linkage)가 제공될 수 있다. 따라서, 컨택트 장치 또는 충전 컨택트 장치는 팬터그래프 또는 로커에 배치될 수 있다. 또한, 포지셔닝 장치는 차량 루프 또는 예컨대, 충전 스테이션 또는 버스 정류장의 폴(pole), 브릿지(bridge) 또는 지하도(underpass)에 배치될 수 있다. 팬터그래프 또는 로커 또는 각각, 대응하는 기계식 드라이브(mechanical drive)는 특히 쉽게 그리고 저렴하게 생산될 수 있다.
특히 전기 버스 또는 이와 유사한 것과 같은 전기 구동 차량용 고속 충전 시스템을 위한 차량과 정 충전 스테이션 사이에 전기 전도성 연결을 형성하기 위한 본 발명에 따른 방법에서, 고속 충전 시스템은 컨택트 장치, 충전 컨택트 장치 및 포지셔닝 장치를 포함하고, 상기 충전 컨택트 장치는 컨택트 위치에 있을 때 컨택트 장치를 사용하여 전기적으로 접촉하고, 상기 컨택트 장치는 포지셔닝 장치에 의해 컨택트 위치로 이동될 뿐만 아니라 충전 컨택트 장치에 대해 길이방향 및/또는 교차방향으로 위치되고, 상기 충전 컨택트 장치는 충전 컨택트 요소들을 가지는 충전-컨택트-요소 캐리어를 포함하고, 상기 충전 컨택트 요소들은 각각 스트립-형상의 충전 컨택트 표면을 형성하고, 상기 컨택트 장치는 컨택트 요소들을 가지는 컨택트 요소 캐리어를 포함하고, 상기 컨택트 요소들은 각각 상기 충전 컨택트 표면들보다 작은 컨택트 표면을 형성하고, 상기 컨택트 요소들은 상기 컨택트 위치에 있을 때 각각의 경우에 컨택트 쌍들을 형성하기 위해 상기 충전 컨택트 요소들과 전기적으로 접촉하고, 적어도 하나의 충전 컨택트 표면은 상기 충전 컨택트 표면의 길이방향 단부에서 컨택트 표면과 접촉하며, 상기 충전 컨택트 표면들 및 상기 컨택트 표면들은 상기 충전 컨택트 표면들 및 상기 컨택트 표면들을 함께 안내할 때 우선 상기 보호-접지 컨택트, 다음으로 상기 전원 컨택트 그리고 다음으로 상기 신호 컨택트가 형성되도록 서로에 대해 상기 길이방향으로 배치된다. 본 발명에 따른 방법의 장점과 관련하여, 본 발명에 따른 고속 충전 시스템의 장점에 대한 설명이 참조된다.
충전 컨택트 표면들 및 컨택트 표면들은 분리될 때, 우선 신호 컨택트, 다음으로 전원 컨택트 및 다음으로 보호-접지 컨택트가 분리될 수 있다.
충전 컨택트 표면들 및 컨택트 표면들은 충전 컨택트 표면들 및 컨택트 표면들 사이에 각각의 물리적인 접촉이 충전 컨택트 표면들의 각각의 길이방향 단부들에서 정의된 순서로 형성되도록 서로에 대해 길이방향으로 배치될 수 있다.
방법의 추가로 유리한 실시예는 청구항 1을 참조하는 종속항들로부터 유도된다.
다음에서, 본 발명의 바람직한 실시예는 첨부된 도면을 참조하여 추가로 설명된다.
도면에서,
도 1은 측면도에서 고속 충전 시스템의 실시예를 도시한다.
도 2는 정면도에서 고속 충전 시스템을 도시한다.
도 3은 고속 충전 시스템의 충전 컨택트 장치를 사시도로 도시한다.
도 4는 충전 컨택트 장치를 단면도로 도시한다.
도 5는 제1 컨택트 위치에 있는 고속 충전 시스템의 컨택트 장치 및 충전 컨택트 장치의 개략적인 평면도를 도시한다.
도 6은 제2 컨택트 위치에 잇는 도 5의 컨택트 장치 및 충전 컨택트 장치의 개략적인 평면도를 도시한다.
도 7은 제1 컨택트 위치에 있는 추가 고속 충전 시스템의 추가 컨택트 장치 및 추가 충전 컨택트 장치의 개략적인 평면도를 도시한다.
도 8은 제2 컨택트 위치에 있는 도 7의 고속 충전 시스템의 컨택트 장치 및 충전 컨택트 장치의 개략적인 평면도를 도시한다.
도 1 및 도 2의 개요는 컨택트 장치(11) 및 충전 컨택트 장치(12)로 구성된 고속 충전 시스템(10)을 도시한다. 단순화를 위해, 장착 장치는 도시되어 있지 않지만 존재할 수 있다. 컨택트 장치(11)는 전기적으로 절연된 피트(13, feet)를 통해 차량 또는 전기 버스(미도시)의 루프 상에 부착된다. 충전 컨택트 장치(12)는 서스펜션 장치(미도시)에 의해 전기 버스의 버스 정류장의 영역에서 전기 버스 위에 매달려 있다. 컨택트 장치(11)는 충전 컨택트 장치(12)와 접촉할 수 있는 컨택트 요소 캐리어(14, contact element carrier) 및 충전 컨택트 장치(12)에 대해 컨택트 요소 캐리어(14)를 위치시킬 수 있는 포지셔닝 장치(15)를 포함한다. 컨택트 요소 캐리어(14)는 충전 컨택트 장치(12)의 충전 컨택트 요소들(18)과 접촉할 수 있는 컨택트 요소들(17)을 가지는 몸체(16)를 더 포함한다. 예시된 실시예에서, 포지셔닝 장치(15)는 컨택트 장치(11)의 부착 프레임(21) 상의 피봇 베어링(20)을 통해 피봇될 수 있는 로커(19)를 가진다. 또한, 포지셔닝 장치(15)의 연결 장치(22, linkage)가 제공되고, 연결 장치(22)의 로드(23)는 포지셔닝 장치(15)의 교차 가이드(25)의 레버(24)에 연결된다. 로커(19)가 로커(19)의 하단부(26)에서 피봇 베어링(20) 주위에 피봇될 때, 로커(19)의 상단부(27)에 배치된 교차 가이드(25)는 연결 장치(22)를 통해 수평 위치에 지속적으로 유지된다. 따라서, 몸체(16)는 피봇하는 동안 수평 면(80)에 대해 기울어질 수 없다. 컨택트 요소 캐리어(14)는 화살표(28)로 표시된 차량의 이동방향을 교차하는 자유롭게 변위 가능한 방식으로 교차 가이드(25) 상에 배치된다. 이러한 방식으로, 컨택트 요소 캐리어(14) 및 충전 컨택트 장치(12)가 함께 안내될 때, 전기 버스가 정지했을 때 컨택트 요소 캐리어(14)가 수직축(29)과 직접 동일한 높이로 위치하지 않는 경우 충전 요소 캐리어(14)는 충전 컨택트 장치(12)의 수직축(29)에 대해 자체적으로 자유롭게 정렬할 수 있는 것을 보장할 수 있다. 충전 컨택트 장치(12)의 수용 개구부(30)에 컨택트 요소 캐리어(14)를 위치시킴으로써 충전 컨택트 장치(12)와 접촉한 후, 전기 버스는 필요에 따라 편측 하강(one-sided lowering)에 의해 수직축(29)에 대해 기울어질 수 있으며, 그리고나서 컨택트 요소 캐리어(14)는 전기 버스의 이동방향에 교차하여 교차 가이드(25) 상에서 자유롭게 변위될 수 있다. 특히, 로커(19)는 수직축(29)에 대해 비스듬히(at an angle)(미도시) 기울어진다.
도 3 및 도 4의 개요는 본질적으로 플라스틱 재료로 만들어진 충전-컨택트-요소 캐리어(31, charging-contact-element carrier) 및 충전 컨택트 요소들(18)로 구성된 충전 컨택트 장치(12)를 도시한다. 충전 컨택트 요소들(18) 자체는 각각 도체 스트립들(32,33,34,35)으로 구현되고 충전-컨택트-요소 캐리어(31)의 길이방향으로 연장된다. 도체 스트립들(32,33)은 충전 전류를 전달하는 역할을 하며, 상기 도체 스트립(34)은 보호-접지 도체(protective-ground conductor)를 나타내고 상기 도체 스트립(35)은 제어 라인을 나타낸다. 이와 별도로, 라인(미도시)을 연결하기 위한 컨택트 러그(36 내지 39)가 제공된다. 충전-컨택트-요소 캐리어(31)는 본질적으로 일체형으로 형성되고 그 중에서도, 폴(미도시, pole) 또는 이와 유사한 것으로부터 충전-컨택트-요소 캐리어(31)를 매달기 위한 통로 개구부(42)를 가지는 보강 리브들(40, reinforcement ribs) 및 부착 리브들(41, attachment ribs)을 가진다. 수용 개구부(30)는 2개의 대칭 레그들(43, symmetrical legs)이 수평형 크로스피스(44, horizontal cross-piece)를 통해 서로 연결되도록 V-형상으로 형성된다. 부착 리브들(41)은 크로스피스(44) 및 다른 요소를 형성하고, 보강 리브 들(40)은 레그들(43)을 형성한다. 수용 개구부(30) 내에서, 충전 컨택트 장치(12)는 컨택트 요소 캐리어(14)를 위한 컨택트 표면(45,46)을 형성한다. 레그들(43) 상의 각각의 컨택트 표면(45) 내에서, 도체 스트립들(32,33)을 각각 동일한 방식(flush manner)으로 수용하기 위한 리세스들(47)이 형성된다; 도체 스트립들(34,35)을 각각 수용하기 위한 리세스들(48,49)은 크로스피스(44)의 컨택트 표면(46) 내에 형성되는 동일한 방식으로 형성된다. 특히, 충전 컨택트 요소들(18)은 각각 스트립-형상의 충전 컨택트 표면들(50,51,52,53)을 형성하며, 이는 각각 컨택트 쌍(미도시)을 구현하기 위해 컨택트 요소들(17)의 컨택트 표면들(54,55,56,57)과 전기적으로 접촉할 수 있다. 또한, 충전 컨택트 표면들(50,51,52,53)과 컨택트 표면들(54,55,56,57)은 서로에 대해 길이 방향(화살표 28로 표시)으로 배치되어 각각 충전 컨택트 표면들(50,51,52,53) 및 각각 대응하는 컨택트 표면들(54,55,56,57) 사이의 각각의 물리적인 접촉이 각각 충전 컨택트 표면들(50,51,52,53)의 각 길이방향 단부들에서 정의된 순서로 형성 및/또는 분리될 수 있다(미도시).
도 5 및 도 6은 고속 충전 시스템(미도시)의 컨택트 장치(58) 및 충전 컨택트 장치(59)의 개략적인 평면도를 도시한다. 이러한 경우, 충전 컨택트 장치(59)는 4개의 충전 컨택트 표면들(60,61,62,63)을 형성한다. 컨택트 장치(58)는 충전 컨택트 표면들(60,61,62,63)의 이동방향 또는 길이방향(화살표 67로 표시)에 대해 평면(65) 및 추가 평면(66)에서 직각으로 배치되는 다수의 컨택트 요소(64)를 포함한다. 따라서, 평면(65) 및 추가 평면(66) 및 각각의 컨택트 요소들(64)은 또한 서로에 대해 이격되어 배치된다. 컨택트 요소들(64)은 각각 컨택트 표면들(68,69,70,71) 자체를 형성한다. 충전 컨택트 표면(60)은 컨택트 표면(68)과 접촉하고, 충전 컨택트 표면(61)은 각각 충전 전류를 전달하기 위한 전원 컨택트(power contact)를 구현하기 위해 컨택트 표면(69)과 접촉한다. 이러한 경우, 충전 전류는 직류(direct current)이다. 충전 컨택트 표면(63)은 신호 컨택트(signal contact)를 구현하기 위해 컨택트 표면(70)과 접촉하고, 충전 컨택트 표면(62)은 보호-접지 컨택트(protective-ground contact)를 구현하기 위해 컨택트 표면(71)과 접촉한다.
도 5에서, 컨택트 표면(69,70)은 형성된 신호 컨택트 및 전원 컨택트가 쉽게 차단될 수 있도록 충전 컨택트 표면들(60,61,62,63)의 길이방향 단부(72)에서 멀리 이동되지만, 신호 컨택트가 또한 차단되어 충전 전류가 스위치 오프되는 원인이 되기 때문에 컨택트 표면(69) 및 충전 컨택트 표면(61) 사이의 전원 컨택트에서 전기 아크를 일으킬 수 없다. 충전 컨택트 표면들(60,61,62,63)의 반대쪽 길이방향 단부(73)(도 6에 도시)에서, 컨택트 표면(68,71)은 반대쪽 길이방향 단부(73)에서 형성되는 전기 아크가 본질적으로 배제될 수 있도록 충전 컨택트 표면(60,62) 상에 위치된다.
또한, 도 7 및 도 8은 고속 충전 시스템(미도시)의 컨택트 장치(74) 및 충전 컨택트 장치(75)의 개략적인 평면도를 도시한다. 충전 컨택트 장치(75)는 각각 충전 컨택트 표면들(81,82,83,84)을 각각 형성하는 충전 컨택트 요소들(76,77,78,79)을 포함한다. 컨택트 장치(74)는 컨택트 표면들(86,87,88,89)을 차례로 형성하는 다수의 컨택트 요소들(85)을 포함한다. 컨택트 요소들(85)은 평면(90) 또는 추가 평면(91)에 배치되고, 상기 평면들(90,91)은 길이방향(화살표 92로 표시된 차량의 이동방향에 대응)에 대해 직각으로 배치된다. 충전 컨택트 표면들(80,81,82,83)은 길이방향 단부(93) 및 반대쪽 길이방향 단부(94)에서 상이한 길이로 형성된다. 특히, 컨택트 표면(88)과 함께 보호-접지 컨택트를 형성하기 위한 충전 컨택트 표면(83)은 각각 컨택트 표면들(86,87)과 함께 전원 컨택트를 형성하기 위한 충전 컨택트 표면들(81,82)보다 길며, 전원 컨택트를 형성하기 위한 충전 컨택트 표면들(81,82)은 각각 컨택트 표면(89)과 함께 신호 컨택트를 형성하기 위한 충전 컨택트 표면(84)보다 길다.
도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이, 각각의 충전 컨택트 표면들(81,82,83,84)의 상이한 길이는 다른 컨택트 쌍이 또한 형성되었을 때 신호 컨택트를 형성하기 위해 충전 컨택트 표면(84)이 항상 컨택트 표면(89)과 접촉하는 것을 보장한다. 컨택트 표면(87)이 충전 컨택트 표면(82)(도 7에 도시한 바와 같이)과 완전히 접촉하지 않더라도, 충전 컨택트 표면(84)은 컨택트 표면(89)과 접촉하지 않으므로 신호 컨택트가 컨택트 표면(89) 및 충전 컨택트 표면(84)을 통해 생성되지 않고, 충전 전류가 충전 컨택트 표면들(82,81)에 적용된다. 길이방향 단부(93)와 마찬가지로, 이것은 충전 컨택트 표면들(81,84)의 길이의 차이에 의해, 반대쪽 길이방향 단부(94)에서 컨택트 표면들(89,86)에 대해 보장될 수 있다. 각각의 충전 컨택트 표면들(81,82,83,84)과 각각의 대응하는 컨택트 표면들(86,87,88,89) 사이의 이러한 각각의 물리적인 접촉은 어떠한 경우에도 정의된 순서로 형성되거나 분리될 수 있다.

Claims (24)

  1. 전기 구동 차량, 특히 전기 버스 또는 이와 유사한 것으로, 차량과 고정 충전 스테이션 사이에 전기 전도성 연결을 형성하기 위한 고속 충전 시스템(10)으로서, 상기 고속 충전 시스템(10)은 컨택트 장치(11,58,74), 충전 컨택트 장치(12,59,75) 및 포지셔닝 장치(15)를 가지고, 상기 컨택트 장치 또는 상기 충전 컨택트 장치는 차량 상에서 이용 가능하고, 상기 충전 컨택트 장치는 컨택트 위치에 있을 때, 상기 컨택트 장치를 사용하여 전기적으로 접촉하고, 상기 컨택트 장치는 상기 포지셔닝 장치에 의해 상기 컨택트 위치로 이동될 뿐만 아니라 상기 충전 컨택트 장치에 대해 길이방향 및/또는 교차방향으로 위치되고, 상기 충전 컨택트 장치는 충전 컨택트 요소들(18,76,77,78,79)을 가지는 충전-컨택트-요소 캐리어(31)를 포함하고, 상기 충전 컨택트 요소들은 각각 스트립-형상의 충전 컨택트 표면(50,51,52,53,60,61,62,63,81,82,83,84)을 형성하고, 상기 컨택트 장치는 컨택트 요소들(17,64,85)을 가지는 컨택트 요소 캐리어(14)를 포함하고, 상기 컨택트 요소들은 각각 상기 충전 컨택트 표면들보다 작은 컨택트 표면(54,55,56,57,68,69,70,71,86,87,88,89)을 형성하고, 상기 컨택트 요소들은 상기 컨택트 위치에 있을 때 각각의 경우에 컨택트 쌍들을 형성하기 위해 상기 충전 컨택트 요소들과 전기적으로 접촉하며,
    상기 충전 컨택트 표면들 및 상기 컨택트 표면들은 상기 충전 컨택트 표면들 및 상기 컨택트 표면들 사이의 물리적인 접촉이 상기 충전 컨택트 표면들의 각각의 길이방향 단부들(72,73,93,94)에서 정의된 순서로 형성되도록 서로에 대해 상기 길이방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 고속 충전 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 컨택트 쌍은 상기 고속 충전 시스템의 전원 컨택트, 신호 컨택트 및 보호-접지 컨택트를 위해 형성된 것을 특징으로 하는 고속 충전 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 충전 컨택트 표면들(50,51,52,53,60,61,62,63,81,82,83,84) 및/또는 상기 컨택트 표면들(54,55,56,57,68,69,70,71,86,87,88,89)은 우선 상기 보호-접지 컨택트, 다음으로 상기 전원 컨택트 및 다음으로 상기 신호 컨택트가 형성되도록 서로에 대해 상기 길이방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 고속 충전 시스템.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 보호-접지 컨택트를 형성하기 위한 상기 충전 컨택트 표면(52,83)의 상기 길이방향 단부들(93,94)은 상기 길이방향으로 나머지 상기 충전 컨택트 표면들(50,51,53,81,82,84)의 상기 길이방향 단부들(93,94)을 넘어 각각 돌출되는 것을 특징으로 하는 고속 충전 시스템.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전원 컨택트를 형성하기 위한 상기 충전 컨택트 표면(50,51,81,82)의 상기 길이방향 단부들(93,94)은 상기 길이방향으로 상기 신호 컨택트를 형성하기 위한 상기 충전 컨택트 표면(53,84)의 상기 길이방향 단부들(93,94)을 넘어 각각 돌출되는 것을 특징으로 하는 고속 충전 시스템.
  6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보호-접지 컨택트를 형성하기 위한 상기 충전 컨택트 표면(52,83)은 상기 전원 컨택트를 형성하기 위한 상기 충전 컨택트 표면(50,51,81,82)보다 길고, 상기 전원 컨택트를 형성하기 위한 상기 충전 컨택트 표면은 상기 신호 컨택트를 형성하기 위한 상기 충전 컨택트 표면(53,84)보다 긴 것을 특징으로 하는 고속 충전 시스템.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 충전 컨택트 표면들(50,51,52,53,60,61,62,63) 및/또는 상기 컨택트 표면들(54,55,56,57,68,69,70,71)은 상기 보호-접지 컨택트 및 전원 컨택트 또는 상기 신호 컨택트 및 전원 컨택트가 우선 형성될 수 있도록 서로에 대해 상기 길이방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 고속 충전 시스템.
  8. 이전 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 충전 컨택트 요소들(18,76,77,78,79)은 도체 스트립들(32,33,34,35)로 구현되고, 상기 도체 스트립들은 상기 충전-컨택트-요소 캐리어(31)의 길이방향 축의 방향으로 서로 평행하게 배치되는 것을 특징으로 하는 고속 충전 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 컨택트 요소들(17,64,85)은 상기 컨택트 위치에 있을 때 상기 길이방향 축에 직각으로 연장되는 적어도 하나의 평면(65,90)에 배치되는 것을 특징으로 하는 고속 충전 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 컨택트 요소들(17,64,85)은 상기 컨택트 위치에 있을 때 상기 길이방향 축에 직각으로 연장되는 추가 평면(66,91)에 배치되고, 상기 평면들(65,66,90,91)은 상기 길이방향 축의 방향으로 서로 이격되며, 전원 컨택트를 형성하기 위한 컨택트 요소들은 각각 상기 평면 및 상기 추가 평면에 배치되는 것을 특징으로 하는 고속 충전 시스템.
  11. 이전 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 컨택트 요소들(17,64,85)은 볼트 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 고속 충전 시스템.
  12. 이전 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 컨택트 표면(54,55,56,57,68,69,70,71,86,87,88,89)은 점 형태(punctiform)인 것을 특징으로 하는 고속 충전 시스템.
  13. 이전 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 컨택트 장치(11,58,74) 및 상기 충전 컨택트 장치(12,59,75)는 각각 수직축(29)을 포함하고, 각각의 상기 수직축들은 상기 컨택트 위치에 있을 때 동일한 높이로 정렬되는 것을 특징으로 하는 고속 충전 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    안내장치는 상기 컨택트 장치(11,58,74) 및 상기 충전 컨택트 장치(12,59,75)를 함께 안내할 때 각각의 상기 수직축들(29)을 공유 정렬(shared alignment)로 위치시키는 것을 특징으로 하는 고속 충전 시스템.
  15. 이전 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고속 충전 시스템(10)은 상기 컨택트 장치(11,58,74) 또는 상기 충전 컨택트 장치(12,59,75)를 상기 컨택트 위치로 안내하기 위한 안내장치를 포함하고, 상기 안내장치는 상기 컨택트 장치와 상기 충전 컨택트 장치를 함께 안내할 때 상기 컨택트 위치에 도달하기 전에 상기 컨택트 요소들(17,64,85)과 상기 충전 컨택트 요소들(18,76,77,78,79) 사이의 물리적인 접촉이 방지되도록 구현되는 것을 특징으로 하는 고속 충전 시스템.
  16. 이전 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 컨택트 장치(11,58,74)는 차량 루프 상에 배치되고 상기 충전 컨택트 장치(12,59,75)는 고정 충전 스테이션 상에 배치되며 또는 그 반대로 배치되는 것을 특징으로 하는 고속 충전 시스템.
  17. 이전 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 충전-컨택트-요소 캐리어(31)는 상기 컨택트 요소 캐리어(14)를 위한 수용 개구부(30)를 형성하고, 상기 컨택트 요소 캐리어는 상기 충전-컨택트-요소 캐리어의 상기 수용 개구부 내에 삽입되는 것을 특징으로 하는 고속 충전 시스템.
  18. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 컨택트 요소 캐리어는 상기 충전-컨택트-요소 캐리어를 위한 수용 개구부를 형성하고, 상기 충전-컨택트-요소 캐리어는 상기 컨택트 요소 캐리어의 상기 수용 개구부 내에 삽입되는 것을 특징으로 하는 고속 충전 시스템.
  19. 제17항 또는 제18항에 있어서,
    상기 수용 개구부(30)는 상기 컨택트 요소 캐리어(14) 및 상기 충전-컨택트-요소 캐리어(31)를 함께 안내할 때 상기 컨택트 요소 캐리어 또는 상기 충전-컨택트-요소 캐리어를 위한 가이드를 형성하는 것을 특징으로 하는 고속 충전 시스템.
  20. 이전 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 충전-컨택트-요소 캐리어(31)는 상기 차량의 이동방향으로 배치되는 길이방향의 루프-형상의 레일로 형성된 것을 특징으로 하는 고속 충전 시스템.
  21. 이전 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 포지셔닝 장치(15)는 팬터그래프 또는 로커를 포함하며, 이에 의해 상기 컨택트 장치(11,58,84)는 상기 충전 컨택트 장치(12,59,75)에 대해 수직방향으로 위치되는 것을 특징으로 하는 고속 충전 시스템.
  22. 특히 전기 버스 또는 이와 유사한 것과 같은 전기 구동 차량용 고속 충전 시스템(10)을 위한 차량과 고정 충전 스테이션 사이에 전기 전도성 연결을 형성하기 위한 벙법으로서, 상기 고속 충전 시스템(10)은 컨택트 장치(11,58,74), 충전 컨택트 장치(12,59,75) 및 포지셔닝 장치(15)를 가지고, 상기 충전 컨택트 장치는 컨택트 위치에 있을 때 상기 컨택트 장치를 사용하여 전기적으로 접촉하고, 상기 컨택트 장치는 상기 포지셔닝 장치에 의해 상기 컨택트 위치로 이동될 뿐만 아니라 상기 충전 컨택트 장치에 대해 길이방향 및/또는 교차방향으로 위치되고, 상기 충전 컨택트 장치는 충전 컨택트 요소들(18,76,77,78,79)을 가지는 충전-컨택트-요소 캐리어(31)를 포함하고, 상기 충전 컨택트 요소들은 각각 스트립-형상의 충전 컨택트 표면(50,51,52,53,60,61,62,63,81,82,83,84)을 형성하고, 상기 컨택트 장치는 컨택트 요소들(17,64,85)을 가지는 컨택트 요소 캐리어(14)를 포함하고, 상기 컨택트 요소들은 각각 상기 충전 컨택트 표면들보다 작은 컨택트 표면(54,55,56,57,68,69,70,71,86,87,88,89)을 형성하고, 상기 컨택트 요소들은 상기 컨택트 위치에 있을 때 각각의 경우에 컨택트 쌍들을 형성하기 위해 상기 충전 컨택트 요소들과 전기적으로 접촉하며,
    적어도 하나의 충전 컨택트 표면은 상기 충전 컨택트 표면의 길이방향 단부(72,73,93,94)에서 컨택트 표면과 접촉하고, 상기 충전 컨택트 표면들 및 상기 컨택트 표면들은 상기 충전 컨택트 표면들 및 상기 컨택트 표면들을 함께 안내할 때 우선 상기 보호-접지 컨택트, 다음으로 상기 전원 컨택트 그리고 다음으로 상기 신호 컨택트가 형성되도록 서로에 대해 상기 길이방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 충전 컨택트 표면들(50,51,52,53,81,82,83,84) 및 상기 컨택트 표면들(54,55,56,57,86,87,88,89)이 분리될 때, 우선 상기 신호 컨택트, 다음으로 상기 전원 컨택트 그리고 다음으로 상기 보호-접지 컨택트가 분리되는 것을 특징으로 하는 방법.
  24. 제22항 또는 제23항에 있어서,
    상기 충전 컨택트 표면들(50,51,52,53,60,61,62,63,81,82,83,84) 및 상기 컨택트 표면들(54,55,56,57,68,69,70,71,86,87,88,89)은 상기 충전 컨택트 표면 각각의 길이방향 단부들(72,73,93,94)에서 상기 충전 컨택트 표면들 및 상기 컨택트 표면들 사이의 물리적인 접촉이 정의된 순서로 형성되도록 서로에 대해 상기 길이방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 방법.












KR1020207028504A 2018-03-15 2019-03-12 충전 스테이션에 차량을 전기적으로 연결하기 위한 고속 충전 시스템 및 방법 KR20210008471A (ko)

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