KR20210130975A - 전기자동차용 이동형 충전시스템 - Google Patents

전기자동차용 이동형 충전시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명의 전기자동차용 이동형 충전시스템은, 차량의 트레일러에 탑재되며 전기자동차를 충전하는 충전 배터리; 상기 트레일러 상판에 형성된 가이드 슬릿을 따라 이동되며 상기 충전 배터리를 지지하는 가이드 장치; 상기 전기자동차의 충전 및 상기 가이드 장치의 위치 이동을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

전기자동차용 이동형 충전시스템{Mobile Charging System for Electric Vehicles}
본 발명은 전기자동차용 이동형 충전시스템에 관한 것으로, 더 구체적으로는 트럭과 같은 이동형 차량에 복수의 배터리를 탑재하고 충전이 필요한 전기자동차의 주차 위치에 대응하여 배터리의 위치가 가변될 수 있는 전기자동차용 이동형 충전시스템에 관한 것이다.
최근 친환경적인 자동차에 대한 관심이 증가하면서　전기자동차에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있으며, 그 결과물로서 여러 자동차 생산업체에서 다양한 종류의 전기자동차를 개발하여 판매하고 있다.
이러한 전기자동차는 배터리에 충전되어 있는 전력으로 자동차를 구동하게 되므로, 배터리의 충전 및 방전 관리가 일반적인 내연기관 자동차보다 훨씬 중요하게 된다.
그에 따라 현재 출시되고 있는 전기자동차의 경우 이론적인 스펙상 1회 충전시 최대 주행거리를 명시하고 있지만, 충전된 전력이 주행에만 소모되지 않고 전기자동차에 설치되어 있는 내비게이션이나 블랙박스, 공조기 등 다른 부대장치들을 동작시키는 데에도 사용되므로, 실질적인 주행거리는 스펙상에 명시된 주행거리에 미치지 못하게 됨이 일반적이다.
예를 들어, 기아 2014 쏘울 EV의 경우 스펙(Spec)상 주행거리는 148km이지만 실제 주행거리는 90~118km에 불과하고, 르노삼성 SM3 Z.E.의 경우 스펙상 주행거리는 135km이지만 실제 주행거리는 108~121km에 불과하며, 쉐보레 스파크 EV의 경우 스펙상 주행거리는 128km이지만 실제 주행거리는 103km에 불과하고, 기아 레이 EV의 경우 스펙상 주행거리는 91km이지만 실제 주행거리는 68km에 불과하게 된다.
이러한 스펙상 주행거리와 실제 주행거리 사이의 차이는 다른 요인보다는 주행 중 다른 부대장치를 동작하는데 전력이 사용되기 때문인 바, 배터리에 충전되어 있는 전력 중 어느 정도를 다른 부대장치 동작에 사용하는지 여부에 따라 다르게 된다.
그러나, 통상적인 전기자동차의 경우 이렇게 부대장치에서 사용되는 전력을 고려하여 주행가능거리를 산출하지 않게 됨은 물론, 날씨에 따라 부대장치에서 어느 정도의 전력이 사용될지 여부를 고려하여 제공하지 않곤 하는 바, 운전자가 예상하였던 주행가능거리보다 실질적인 주행거리는 많이 줄어들게 되곤 하였다.
운전자의 예상보다 실질적인 주행거리가 짧아지게 되어 운전 중 차량의 운행이 정지되는 것은 비단 전기자동차에 국한된 문제는 아니지만, 소량의 가솔린이나 경유를 주입하여 주는 것만으로도 상당한 거리를 다시 이동할 수 있는 내연기관 차량과 달리, 충전소의 수가 절대적으로 부족한 전기자동차의 경우 방전으로 인해 운행하지 못하게 되면 간편하게 다시 운행을 시작하기 어려운 문제점이 많이 있었다.
한국등록특허 제10-185487호(출원일: 2018.02.22)
본 발명은 위치를 자유롭게 가변할 수 있는 복수개의 충전 배터리가 이동형 차량에 탑재된 전기자동차용 이동형 충전시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 전기자동차용 이동형 충전시스템은, 차량의 트레일러에 탑재되며 전기자동차를 충전하는 충전 배터리; 상기 트레일러 상판에 형성된 가이드 슬릿을 따라 이동되며 상기 충전 배터리를 지지하는 가이드 장치; 상기 전기자동차의 충전 및 상기 가이드 장치의 위치 이동을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 가이드 장치는, 상기 가이드 슬릿에 이동가능하게 삽입설치되며 상기 충전 배터리와 고정결합되며 상기 상판의 상측면을 지지하는 상부 헤드, 상기 상판의 하측면을 지지하는 하부 헤드 및 상기 상부 헤드와 하부 헤드를 연결하며 상기 가이드 슬릿에 삽입되는 몸체부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 가동 지지부의 상기 하부 헤드에 고정되게 결합되는 구동부를 더 포함하며, 상기 구동부는 상기 상판의 하측면에 설치된 가이드 레일의 레일기어와 치합되는 태양기어와 상기 태양기어를 회전시키는 구동모터를 포함할 수 있다.
또한, 상기 구동부를 상기 가이드 레일에 선택적으로 고정시키기 위해 상기 구동부에 스토퍼가 일체로 구비되며, 상기 스토퍼는 상기 가이드 레일에 형성된 고정홀에 선택적으로 삽입되는 고정돌기를 포함할 수 있다.
이와 달리, 상기 가동 지지부의 상기 몸체에 내장되는 구동부를 더 포함하며, 상기 구동부는 가이드 슬릿의 내측면에 형성된 레일기어와 치합되는 태양기어와 상기 태양기어를 회전시키는 구동모터를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 가동 지지부를 상기 상판에 선택적으로 고정시키기 위해 상기 상부 헤드 및 하부 헤드에 스토퍼가 일체로 구비되며, 상기 스토퍼는 상기 상판에 형성된 고정홀에 선택적으로 삽입되는 고정돌기를 포함할 수 있다.
또한, 상기 충전 배터리는 상기 트레일러에 적어도 두 개 이상이 설치되고 상기 가이드 슬릿을 따라 시계방향 또는 반시계방향으로 선택적으로 이동되어 고정될 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 차량의 전방 좌우측 또는 후방 좌우측에 주차된 전기자동차의 위치에 대응하여 상기 충전 배터리를 이동시키도록 상기 가이드 장치를 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 충전 배터리의 잔여 충전량을 모니터링하고 상기 충전 배터리의 방전시 보조 배터리의 전원을 상기 방전된 충전 배터리로 전송하도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 충전 배터리의 잔여 충전량을 모니터링하고 상기 충전 배터리의 방전시 상기 방전된 충전 배터리를 초기 위치에서 중립 위치로 이동시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 충전소가 부족한 지역이나 방전된 전기자동차의 주차위치로 간편하게 이동되어 전기자동차를 충전할 수 있는 전기자동차용 이동형 충전시스템을 제공할 수 있다.
또한, 충전차량 주변에 주차하는 전기자동차의 위치에 대응하여 충전 배터리를 이동시킴으로써 사용 편의성이 향상된 충전시스템을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차용 이동형 충전시스템의 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예의 이동형 충전시스템의 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예의 이동형 충전시스템의 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 가변 충전 배터리의 이동을 나타내는 개략도이다.
도 5는 본 발명의 전기자동차용 이동형 충전시스템의 개략도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참고부호를 붙였다.
본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차용 이동형 충전시스템의 개략적인 사시도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차용 이동형 충전시스템(100)은 충전 배터리(130)가 탑재되는 윙탑 트레일러 타입의 차량(110) 및 위치 가변형 충전 배터리(130)를 포함한다.
차량(110)은 적재를 위한 트레일러(112)에 날개 형태로 절첩되는 두 개의 윙바디(118)를 포함하는 윕탑 트레일러 차량으로, 트레일러(112)의 좌우에 주차된 전기자동차에 대응하여 복수개의 충전 배터리(130)가 탑재될 수 있다. 또한, 트레일러 상판(113)에는 복수개의 충전 배터리(130)의 이동을 안내하기 위한 가이드 슬릿(114)이 형성되어 있으며, 이 가이드 슬릿(114)은 상판(113)을 관통하도록 연장되어 형성될 수 있다. 가이드 슬릿(114)은 전체적으로 직사각형 형상을 가지나 네 꼭지점 부위는 소정의 곡률을 갖도록 형성됨으로써 충전 배터리(130)의 안정된 위치 이동을 안내할 수 있다.
또한, 차량(110)은 복수개의 충전 배터리(130)들 중 방전되거나 충전량이 적은 충전 배터리(130)를 충전하기 위한 별도의 보조 배터리(111)를 포함할 수 있다. 이 보조 배터리는 복수개의 충전 배터리(130)에 각각 연결되어 충전 배터리(130)를 충전할 수 있다. 즉, 본 실시예의 이동형 충전시스템(100)은 차량(110)에 탑재된 복수개의 충전 배터리(130)의 충전량을 모니터링하는 제어부(120)를 포함하며, 이러한 제어부는 방전되거나 충전량이 적은 충전 배터리(130)를 보조 배터리로 자동 충전할 수 있다. 또한, 제어부는 전기자동차의 충전 및 충전 배터리(130)의 위치 이동을 위해 운전자의 입력을 받는 입력부(121)를 구비하며, 입력부(121)는 충전 배터리(130)의 전면부에 설치될 수 있다. 이러한 입력부(121)에는 전기자동차의 전력 충전량에 대응하여 비용을 결제할 수 있는 카드 리더기 등의 결제수단이 포함될 수 있다.
도 1을 참조로, 본 실시예의 전기자동차용 이동형 충전시스템(100)은 차량(110)의 상판(113)에 모두 4개의 충전 배터리(130)가 설치되었으나, 설치되는 충전 배터리(130)의 수량은 자유롭게 설계 변경 가능할 수 있다. 전기자동차의 운전자는 충전을 위해 트레일러(112)의 좌측 전방 또는 후방에, 또는 트레일러(112)의 우측 전방 또는 후방에 전기자동차를 주차한 후, 충전 배터리(130)의 충전 케이블(131)을 전기자동차에 연결하여 충전을 실시할 수 있다. 이때, 전기자동차가 주차된 위치의 충전 배터리(130)가 모두 방전되거나 충전량이 적어 충전이 불가능한 경우, 운전자는 전기자동차를 다른 위치로 이동 주차하지 않고 충전 배터리(130)의 위치 이동을 실시하여 충전을 실시할 수 있다. 이때 방전된 충전 배터리(130)는 기존 충전 배터리(130)가 위치하지 않은 중립위치로 이동되고, 다른 자리에 배치된 다른 충전 배터리(130)가 가이드 슬릿(114)을 따라 운전자가 원하는 위치로 이동될 수 있다. 이를 위해, 본 실시예의 전기자동차용 이동형 충전시스템(100)은 차량(110)의 상판(113)에서 충전 배터리(130)를 위치이동 시킬 수 있는 가이드 장치(140)를 포함할 수 있으며, 가이드 장치(140)는 도 2를 참조로 구체적으로 설명하기로 한다.
더불어, 본 실시예의 전기자동차용 이동형 충전시스템(100)은 태양광으로 보조 배터리(111)를 충전하기 위한 태양광 패널(150)을 더 포함할 수 있다. 태양광 패널(150)은 태양 에너지를 수신하여 전기 에너지로 변환하는 것으로, 본 실시예의 태양광 패널(150)은 윙바디(118)에 복수개가 설치될 수 있다. 구체적으로 태양광 패널(150)은 각각의 윙바디(118)의 상측부 및 측면부에 설치될 수 있다. 윙바디(118)의 측면부에 설치된 태양광 패널(150)과 상측부에 설치된 태양광 패널(150)은 윙바디(118)로 트레일러(112)를 오픈했을 시 하늘을 향해 배치되어 용이하게 태양광을 수광할 수 있다. 태양광 패널(150)은 차량(110)에 설치된 보조 배터리(111)에 연결되어 보조 배터리(111)를 충전하게 된다. 이와 달리 태양광 패널(150)은 충전 배터리(130)에 각각 연결되어 제어부(120)의 제어에 의해 방전되거나 충전량이 부족한 충전 배터리(130)를 직접 충전할 수도 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예의 이동형 충전시스템의 개략적인 단면도이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 충전 배터리(130)는 상판(113) 위에서 자유롭게 이동될 수 있도록 적어도 4개의 바퀴(132)를 포함한다. 이 바퀴(132)는 통상의 의자에 설치되어 자유롭게 회전되는 의자 바퀴와 동일한 구성을 갖는다. 또한, 충전 배터리(130)를 상판(113) 위에서 가이드 슬릿(114)을 따라 이동시키기 위한 가이드 장치(140)가 가이드 슬릿(114)에 설치될 수 있다.
가이드 장치(140)는 가이드 슬릿(114)에 슬라이드 가능하게 끼워져 설치되는 가동 지지부(141)와 이 가동 지지부(141)를 이동시키기 위한 구동부(142)를 포함할 수 있다.
가동 지지부(141)는 상판(113)의 가이드 슬릿(114)에 삽입되는 몸체(141-1)와 이 몸체(141-1)에 일체로 연결되되 상판(113)의 상측면을 지지하는 상부 헤드(141-2), 상판(113)의 하측면을 지지하는 하부 헤드(141-3)로 구성되며, 단면이 I자 형태를 가질 수 있다. 몸체(141-1)는 가이드 슬릿(114)보다 미세하게 작은 길이 또는 직경을 가질 수 있으며, 몸체(141-1)와 가이드 슬릿(114)의 내부 사이에 몸체(141-1)와 가이드 슬릿(114) 사이의 원활한 슬라이드 이동 및 요동을 방지하기 위한 댐핑부재(141-5)가 구비될 수 있다. 상부 헤드(141-2)는 충전 배터리(130)의 하측면에 볼트를 통해 고정되게 결합되며, 상부 헤드(141-2)와 상판(113)의 상측면 사이에 가동 지지부(141)의 원활한 슬라이드 이동을 위한 복수개의 볼베어링(141-4)이 설치될 수 있다. 하부 헤드(141-3)는 구동부(142)의 상측면에 볼트를 통해 고정되게 결합되며, 하부 헤드(141-3)와 상판(113)의 하측면 사이에 가동 지지부(141)의 원활한 슬라이드 이동을 위한 복수개의 볼베어링(141-4)이 설치될 수 있다.
구동부(142)는 가동 지지부(141)에 슬라이드 구동력을 인가하기 위한 것으로, 구동력을 생성하기 위한 적어도 2개의 구동모터(142-1)를 포함할 수 있다. 구동모터(142-1)는 차량(110)으로부터 인가되는 전원을 통해 회전 구동력을 생성하여 태양기어(142-2)를 회전시키며, 제어부(120)의 제어에 의해 회전 방향이 제어될 수 있다. 태양기어(142-2)는 상판(113)의 하측부에 가이드 슬릿(114)을 중심으로 하여 한 쌍으로 설치되는 가이드 레일(115)의 레일기어(116)와 치합된다. 본 실시예에서 구동부(142)는 2개의 구동모터(142-1)를 구비하고 있으며, 각 구동모터(142-1)는 가동 지지부(141)를 선형 이동시키기 위해 태양기어(142-2)를 서로 반대 방향으로 회전시킬 수 있다. 이와 같은 구동모터(142-1)는 제어부(120)의 제어에 의해 태양기어(142-2)를 회전시킴으로써, 가동 지지부(141)를 선형 이동시키며, 구동모터(142-1)는 비구동시 태양기어(142-2)와 레일기어(116)가 맞물린 상태에서 고정됨에 따라 가동 지지부(141)의 자유이동을 방지할 수 있다. 이때, 구동모터(142-1)의 비구동시 구동모터(142-1)의 고정력만으로 고중량의 충전 배터리(130) 및 가동 지지부(141)를 고정시킴에 따라 충전 배터리(130)가 자중에 의해 이동될 가능성이 있다. 이를 방지하기 위해 충전 배터리(130)의 안정적인 위치 고정을 위해 스토퍼(143)가 구동부(142)에 더 구비될 수 있다. 스토퍼(143)는 제어부(120)의 제어에 의해 가이드 레일(115)의 하측면에 복수개로 형성되는 고정홀(117)에 고정돌기(143-1)를 삽입함으로써 가동 지지부(141)의 자유 이동을 억제할 수 있다. 스토퍼(143)는 모터와 기어조립체 또는 솔레노이드 등을 통해 고정돌기(143-1)를 상하로 이동시키며, 고정돌기(143-1)와 고정홀(117)의 위치 정합은 제어부(120)에 의해 정밀 제어될 수 있다. 고정홀(117)은 가이드 슬릿(114)의 네 꼭지점 부위에 가동 지지부(141)가 위치했을 시 고정돌기(143-1)와 마주하도록 가이드 레일(115)에 형성될 수 있다. 또한 고정홀(117)은 중립위치, 즉 가이드 슬릿(114)의 모서리 부위에 가동 지지부(141)가 위치했을 시 고정돌기(143-1)와 마주하도록 가이드 레일(115)에 형성될 수 있다. 즉, 제어부(120)는 고정홀(117)이 형성된 기 설정된 위치에 가동 지지부(141)를 이동시킨 후 고정홀(117)에 고정돌기(143-1)를 삽입하도록 스토퍼(143)를 구동 제어함으로써 가동 지지부(141)를 기 설정된 위치에 고정시킬 수 있다.
상술한 구성을 갖는 본 발명의 일실시예의 전기자동차용 이동형 충전시스템(100)은 복수개의 충전 배터리(130)가 차량(110)에 탑재되어 충전소가 설비되지 않은 다양한 위치에서 전기자동차를 충전하도록 자유롭게 위치 이동될 수 있다. 또한, I자 모양의 가동 지지부(141)가 차량(110)에 충전 배터리(130)를 견고하게 지지함과 동시에 구동부(142)의 구동력에 의해 트레일러(112)의 상판(113)에서 가이드 슬릿(114)을 따라 위치 가변될 수 있는 효과가 있다. 또한, 충전 배터리(130)와 구동부(142)가 볼트와 같은 수단에 의해 가동 지지부(141)에 고정 체결됨으로써, 충전 배터리(130) 또는 구동부(142)의 유지보수시 용이하게 분리 및 체결할 수 있는 효과도 있다.
한편, 상술한 구성의 전기자동차용 이동형 충전시스템(100)은 구동부(142)가 가동 지지부(141)의 하부에 결합되기 때문에 설치 공간이 비교적 많이 요구될 수 있다. 이를 위해 본 발명의 다른 실시예의 전기자동차용 이동형 충전시스템(100)은 구동부(142)를 가동 지지부(141)에 내장함으로써 요구되는 설치 공간을 감소시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예의 이동형 충전시스템의 개략적인 단면도이다. 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예의 이동형 충전시스템(200)은 차량의 트레일러 상판(213)에 안착되며 바퀴(232)에 의해 지지되는 충전 배터리(230)와 상판(213)의 가이드 슬릿(214)에 설치되어 충전 배터리(230)의 선형 이동을 안내하는 가이드 장치(240)를 포함할 수 있다.
가이드 장치(240)는 가이드 슬릿(214)에 슬라이드 가능하게 끼워져 설치되는 가동 지지부(241)와 이 가동 지지부(241)를 이동시키기 위한 구동부(242)를 포함할 수 있다.
가동 지지부(241)는 상판(213)의 가이드 슬릿(214)에 삽입되는 몸체(241-1)와 이 몸체(241-1)에 일체로 연결되되 상판(213)의 상측면을 지지하는 상부 헤드(241-2), 상판(213)의 하측면을 지지하는 하부 헤드(241-3)로 구성되며, 단면이 I자 형태를 가질 수 있다. 상부 헤드(241-2)는 충전 배터리(230)의 하측면에 볼트를 통해 고정되게 결합되며, 상부 헤드(241-2)와 상판(213)의 상측면 사이에 가동 지지부(241)의 원활한 슬라이드 이동을 위한 복수개의 볼베어링(241-4)이 설치될 수 있다. 하부 헤드(241-3)는 상판(213)의 하측면과의 사이에 가동 지지부(241)의 원활한 슬라이드 이동을 위한 복수개의 볼베어링(241-4)이 설치될 수 있다.
구동부(242)는 가동 지지부(241)에 슬라이드 구동력을 인가하기 위한 것으로, 구동력을 생성하기 위한 적어도 2개의 구동모터(242-1)를 포함할 수 있다. 구동모터(242-1)는 차량으로부터 인가되는 전원을 통해 회전 구동력을 생성하여 태양기어(242-2)를 회전시키며, 제어부(120)의 제어에 의해 회전 방향이 제어될 수 있다.
본 실시예의 구동부(242)는 가동 지지부(241)의 몸체(241-1)에 내장되게 설치될 수 있다. 즉, 구동모터(242-1)는 가동 지지부(241)의 몸체(241-1)의 내부에 고정되게 설치되어 태양기어(242-2)를 회전시킨다. 태양기어(242-2)는 레일기어(216)에 치합되도록 일부가 몸체(241-1)의 외측으로 돌출된다. 즉, 레일기어(216)는 태양기어(242-2)와 치합되도록 가이드 슬릿(214)의 내면에 구비된다.
본 실시예에서 구동모터(242-1)는 비구동시 태양기어(242-2)와 레일기어(216)가 맞물린 상태에서 고정됨에 따라 가동 지지부(241)의 자유이동을 방지할 수 있다. 이때, 구동모터(242-1)의 비구동시 구동모터(242-1)의 고정력만으로 고중량의 충전 배터리(230) 및 가동 지지부(241)를 고정시킴에 따라 충전 배터리(230)가 자중에 의해 이동될 수 있는 가능성이 있다. 이를 방지하기 위해, 충전 배터리(230)의 안정적인 위치 고정을 위해 스토퍼(243)가 더 구비될 수 있다.
스토퍼(243)는 가동 지지부(241)의 상부 헤드(241-2)와 하부 헤드(241-3)에 상판의 상측면과 하측면을 마주하도록 각각 설치되며, 제어부(120)의 제어에 의해 상판(213)의 상측면 및 하측면에 복수개로 형성되는 고정홀(217)에 고정돌기(243-1)를 삽입함으로써 가동 지지부(241)의 자유 이동을 억제할 수 있다. 스토퍼(243)는 모터와 기어조립체 또는 솔레노이드 등을 통해 고정돌기(243-1)를 상하로 이동시키며, 고정돌기(243-1)와 고정홀(217)의 위치 정합은 제어부(120)에 의해 정밀 제어될 수 있다. 고정홀(217)은 가이드 슬릿(214)의 네 꼭지점 부위에 가동 지지부(241)가 위치했을 시 고정돌기(243-1)와 마주하도록 상판(213)에 형성될 수 있다. 또한 고정홀(217)은 중립위치, 즉 가이드 슬릿(214)의 모서리 부위에 가동 지지부(241)가 위치했을 시 고정돌기(243-1)와 마주하도록 상판(213)에 형성될 수 있다. 즉, 제어부(120)는 고정홀(217)이 형성된 기 설정된 위치에 가동 지지부(241)를 이동시킨 후 고정홀(217)에 고정돌기(243-1)를 삽입하도록 스토퍼(243)를 구동 제어함으로써 가동 지지부(241)를 기 설정된 위치에 고정시킬 수 있다.
상술한 구성을 갖는 본 발명의 다른 실시예의 이동형 충전시스템(200)은 충전 배터리(230)를 이동시키기 위한 구동력을 생성하는 구동부(242) 및 충전 배터리(230)의 위치를 고정시키는 스토퍼(243)를 가동 지지부(241)에 내장함으로써 설치 공간을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
도 4는 본 발명의 가변 충전 배터리의 이동을 나타내는 개략도이다. 도 4에 도시한 바와 같이, 차량(110)의 트레일러(112)에 모두 4개의 충전 배터리(130)가 설치되어 있다. 트레일러(112)의 후방 좌측 및 우측에는 충전을 위한 전기자동차가 이미 주차되어 충전을 실시하고 있으며, 트레일러(112)의 전방 우측에 충전을 위해 새로운 전기자동차가 주차한 상태를 기준으로 한다.
신규 전기자동차의 운전자가 충전을 위해 우측 전방의 충전 배터리(130)의 입력부를 터치하여 충전 배터리(130)의 충전량을 확인한다. 충전 배터리(130)의 잔여 충전량이 부족하거나 이미 방전된 상태여서 충전이 불가하게 되면, 운전자에 의한 제어 또는 제어부(120)에 의한 제어에 의해, 방전된 충전 배터리(130)는 중립위치로 이동(화살표 A)하게 된다. 이때 제어부(120)는 충전 배터리(130)를 트레일러(112)의 상판(113)에 고정시키는 스토퍼(143)를 구동하여 충전 배터리(130)를 이동 가능한 상태로 제어한다. 이후 제어부(120)는 구동부(142)의 구동모터(142-1)에 전원을 인가하여 태양기어(142-2)를 회전시킴으로써 충전 배터리(130)를 지지하는 가동 지지부(141)를 이동시킨다. 방전된 충전 배터리(130)의 이동이 완료되면, 제어부(120)는 현재 충전이 진행되고 있지 않은 충전 배터리(130) 중 이동 가능한 충전 배터리(130)를 검색하여 차량(110)의 전방 우측으로 이동(화살표 B)시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 전기자동차용 이동형 충전시스템의 개략도이다. 도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 이동형 충전시스템의 제어부(120)는 차량(110)에 탑재된 복수개의 충전 배터리(130)의 충전량을 모니터링하고 충전 배터리(130)의 위치 이동을 제어하기 위한 것으로, 입력부(121), 모니터링부(122), 충전 배터리 제어부(123), 충전 배터리 충전부(124), 이동 위치 결정부(125), 구동 제어부(126)를 포함할 수 있다.
입력부(121)는 충전이 필요한 전기자동차의 운전자의 입력을 받기 위한 것으로, 터치스크린 패널 등의 입력수단일 수 있다. 입력부(121)는 운전자로부터 충전량을 입력받을 수 있으며 입력된 충전량 정보를 충전 배터리 제어부(123)로 전송한다. 또한, 입력부(121)는 운전자의 충전량에 대응하여 요금 결제를 위한 결제수단을 추가로 구비할 수 있다. 또한, 입력부(121)는 충전 배터리(130)의 위치 이동을 위해 운전자의 입력을 입력받을 수 있다.
모니터링부(122)는 차량(110)에 탑재된 복수개의 충전 배터리(130)의 잔여 충전량을 모니터링하며, 방전되거나 충전량이 충분하지 않은 충전 배터리(130)에 대한 정보를 충전 배터리 충전부(124)로 전송한다. 즉, 모니터링부(122)에 의해 선정된 충전 배터리(130)는 충전 배터리 충전부(124)의 제어에 의해 보조 배터리(111)로부터 전원을 공급받아 충전을 실시하게 된다.
충전 배터리 제어부(123)는 입력부(121)로부터 전송된 충전량 정보에 대응하여 전기자동차로 전원을 공급하여 전기자동차의 충전을 실시한다.
충전 배터리 충전부(124)는 방전되거나 충전량이 부족한 충전 배터리(130)에 대한 정보를 모니터링부(122)로부터 수신하며, 이 충전 배터리(130)에 보조 배터리(111)의 전원을 공급하여 충전할 수 있다.
이동 위치 결정부(125)는 방전되거나 충전량이 부족한 충전 배터리(130)의 이동 위치를 결정하기 위한 것으로, 방전된 충전 배터리(130)의 주변의 중립위치를 결정할 수 있다. 이동 위치 결정부(125)는 방전된 충전 배터리(130)의 이동위치를 결정하기 위해 방전된 충전 배터리(130)의 위치로 이동 가능한 다른 충전 배터리(130)를 검색한다. 이동 가능한 다른 충전 배터리(130)가 검색되면 검색된 충전 배터리(130)가 위치한 방향과 반대의 방향으로 방전된 충전 배터리(130)의 이동 위치가 결정될 수 있다. 예를 들면, 도 4를 참조로, 방전된 충전 배터리(130)의 반시계 방향에 이동 가능한 다른 충전 배터리(130)가 위치하면, 방전된 충전 배터리(130)는 시계 방향의 중립위치로 이동될 수 있다.
구동 제어부(126)는 방전되어 이동되어야 하는 충전 배터리(130)를 이동 위치 결정부(125)에서 결정된 중립위치로 이동시키도록 방전된 충전 배터리(130)의 스토퍼(143) 및 구동부(142)를 구동 제어할 수 있다. 또한 구동 제어부(126)는 방전된 충전 배터리(130)의 중립위치로의 이동이 완료된 후, 이동 가능하게 선택된 다른 충전 배터리(130)를 기존 방전된 충전 배터리(130)의 위치로 이동시키도록 구동부(142) 및 스토퍼(143)를 제어할 수 있다.
한편, 제어부(120)는 충전 배터리(130)의 위치 이동을 위한 운전자의 입력 없이 방전된 충전 배터리(130)의 위치이동 및 다른 충전 배터리(130)의 위치이동을 자동으로 수행하기 위해 센싱부(127)를 더 포함할 수 있다. 센싱부(127)는 차량(110)의 전방 좌우측, 후방 좌우측에 설치되어, 차량(110)의 주변에 주차되어 있는 전기자동차를 센싱하고, 이 정보를 제어부(120)로 전송할 수 있다. 도 4를 참조로, 차량(110)의 전방 우측에 신규 전기자동차가 주차된 것이 센싱부(127)에서 감지되면, 모니터링부(122)는 해당 위치의 충전 배터리(130)의 잔여 충전량을 검색하고, 해당 위치의 충전 배터리(130)가 방전된 경우 해당 충전 배터리(130)를 자동으로 위치 이동시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 전기자동차용 이동형 충전시스템은 전기자동차 운전자의 수동 입력에 의해, 또는 센싱부에 의한 전기자동차의 센싱 정보에 따라, 방전된 충전 배터리를 이동시키고 다른 충전 배터리를 신규 전기자동차의 위치로 이동시킬 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
100,200: 이동형 충전시스템 110: 차량
120: 제어부 130,230: 충전 배터리
140,240: 가이드 장치 141,241: 가동 지지부
142,242: 구동부 143,243: 스토퍼

Claims (10)

  1. 차량의 트레일러에 탑재되며 전기자동차를 충전하는 충전 배터리;
    상기 트레일러 상판에 형성된 가이드 슬릿을 따라 이동되며 상기 충전 배터리를 지지하는 가이드 장치;
    상기 전기자동차의 충전 및 상기 가이드 장치의 위치 이동을 제어하는 제어부를 포함하는 전기자동차용 이동형 충전시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 가이드 장치는,
    상기 가이드 슬릿에 이동가능하게 삽입설치되며 상기 충전 배터리와 고정결합되며 상기 상판의 상측면을 지지하는 상부 헤드, 상기 상판의 하측면을 지지하는 하부 헤드 및 상기 상부 헤드와 하부 헤드를 연결하며 상기 가이드 슬릿에 삽입되는 몸체부를 포함하는 가동 지지부를 포함하는 전기자동차용 이동형 충전시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 가동 지지부의 상기 하부 헤드에 고정되게 결합되는 구동부를 더 포함하며, 상기 구동부는 상기 상판의 하측면에 설치된 가이드 레일의 레일기어와 치합되는 태양기어와 상기 태양기어를 회전시키는 구동모터를 포함하는 전기자동차용 이동형 충전시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 구동부를 상기 가이드 레일에 선택적으로 고정시키기 위해 상기 구동부에 스토퍼가 일체로 구비되며, 상기 스토퍼는 상기 가이드 레일에 형성된 고정홀에 선택적으로 삽입되는 고정돌기를 포함하는 전기자동차용 이동형 충전시스템.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 가동 지지부의 상기 몸체에 내장되는 구동부를 더 포함하며, 상기 구동부는 가이드 슬릿의 내측면에 형성된 레일기어와 치합되는 태양기어와 상기 태양기어를 회전시키는 구동모터를 포함하는 전기자동차용 이동형 충전시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 가동 지지부를 상기 상판에 선택적으로 고정시키기 위해 상기 상부 헤드 및 하부 헤드에 스토퍼가 일체로 구비되며, 상기 스토퍼는 상기 상판에 형성된 고정홀에 선택적으로 삽입되는 고정돌기를 포함하는 전기자동차용 이동형 충전시스템.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 충전 배터리는 상기 트레일러에 적어도 두 개 이상이 설치되고 상기 가이드 슬릿을 따라 시계방향 또는 반시계방향으로 선택적으로 이동되어 고정되는 전기자동차용 이동형 충전시스템.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제어부는 상기 차량의 전방 좌우측 또는 후방 좌우측에 주차된 전기자동차의 위치에 대응하여 상기 충전 배터리를 이동시키도록 상기 가이드 장치를 제어하는 전기자동차용 이동형 충전시스템.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제어부는 상기 충전 배터리의 잔여 충전량을 모니터링하고 상기 충전 배터리의 방전시 보조 배터리의 전원을 상기 방전된 충전 배터리로 전송하도록 제어하는 전기자동차용 이동형 충전시스템.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 제어부는 상기 충전 배터리의 잔여 충전량을 모니터링하고 상기 충전 배터리의 방전시 상기 방전된 충전 배터리를 초기 위치에서 중립 위치로 이동시키는 전기자동차용 이동형 충전시스템.
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