KR20220044007A - Battery swapping method for electric truck - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to an electric truck battery replacement method and, more specifically, to a method of charging an electric truck by replacing a battery of the electric truck with another battery, which is pre-charged in a charging space, in a replacement space for a short time so as to supply a large amount of electric energy required for the electric truck transporting a heavy object. In the case of a small electric truck, since a battery is fixed to the vehicle and an electric wire is directly connected to the vehicle to charge the battery, the electric truck cannot be driven during the charging time, which can result in a driving loss, and cannot be driven for a long time, which can lead to inconvenience, and also, in the case of a large electric truck including a trailer, the large electric truck cannot satisfy a required massive battery charging amount and is still on a development stage while not being able to be commercialized. The electric truck battery replacement method can fundamentally solve these charging issues as well as can save electricity costs for electric trucks by charging an electric truck with low-cost surplus electricity generated from a battery during a midnight period, and can enable a separated battery to be used an ESS for a domestic power grid supplying backup power for preventing a blackout of a power station during a maximum electricity consumption demand period.

Description

전기트럭 배터리 교체 방법 {Battery swapping method for electric truck}{Battery swapping method for electric truck}

본 발명은 전기트럭 배터리 교체 방법에 관한 것으로, 구체적으로 본 발명은 중량물을 운반하는 전기트럭에서 필요한 많은 전기에너지를 공급할 수 있도록 충전공간에서 미리 충전한 배터리를 교체공간에서 짧은 시간에 교체하여 전기트럭을 충전하는 방법으로, 소형 전기트럭은 배터리를 차량에 고정하고 차량에 직접 전선을 연결하여 충전하기 때문에 충전시간동안 전기트럭을 운행하지 못하여 운행 손실을 발생하고 장거리 운행이 불가능하여 불편하며, 트레일러를 포함하는 대형 전기트럭은 필요한 막대한 배터리 충전을 감당하지 못하여 실용화되지 못하고 아직도 개발 단계를 유지하는 전기트럭의 충전문제를 근본적으로 해결할 뿐 아니라, 분리한 배터리를 이용하여 심야시간에 발생하는 저렴한 잉여전기를 활용하여 충전하면 전기트럭의 전기비용을 절감하고, 분리된 배터리로 전기소비의 최대 수요 시간에 발전소의 블랙아웃을 방지하는 예비전력을 공급하는 국가 전력망의 ESS 장치로 사용할 수 있는 전기트럭 배터리 교체방법에 관한 것이다.The present invention relates to a battery replacement method for an electric truck, and more specifically, the present invention relates to an electric truck by replacing a battery previously charged in a charging space in a short time in a replacement space so as to supply a lot of electric energy required for an electric truck carrying heavy goods. As a way to charge the vehicle, small electric trucks fix the battery to the vehicle and connect the electric wire directly to the vehicle to charge, so the electric truck cannot be operated during the charging time, resulting in loss of operation, inconvenient to travel long distances, and inconvenient to use a trailer. Including large electric trucks can not be put into practical use because they cannot handle the huge amount of battery charge required, and it not only fundamentally solves the charging problem of electric trucks that are still in the development stage, but also uses the separated battery to reduce the cheap surplus electricity generated at night time. Electric truck battery replacement method that can be used as an ESS device in the national power grid to reduce electricity costs for electric trucks by utilizing and charging, and to supply reserve power to prevent blackout of power plants during peak demand hours of electricity consumption with a separate battery is about

이를 위하여 발명은 전기트럭의 하부에 배터리를 결합하거나 분리하는 배터리결합유닛을 만들어 전기트럭에서 배터리를 교체하는 분리구조로 만들고, 분리된 배터리가 자율주행 이동장치로 교체공간과 충전공간 사이를 주행평면을 따라 자동으로 이동하고, 배터리결합유닛과 충전실에 견인장치를 설치하고 배터리에 와이어홀더를 설치하여 와이어를 이용하여 배터리의 위치를 자동으로 정확히 조정하면서 수직으로 이동시켜 배터리를 자동으로 충전단자에 결합하고 분리시켜, 외부 장치의 도움 없이 자동으로 배터리를 1분 정도에 교체하고 충전할 수 있는 전기트럭 배터리 교체방법에 관한 것이다.To this end, the invention makes a battery combining unit that combines or separates the battery in the lower part of the electric truck to create a separation structure that replaces the battery in the electric truck, and the separated battery is an autonomous driving moving device and a driving plane between the replacement space and the charging space The battery automatically moves to the charging terminal by moving it vertically while automatically accurately adjusting the position of the battery using a wire by installing a traction device in the battery combination unit and charging room, and installing a wire holder on the battery. It relates to a battery replacement method for an electric truck that can be combined and separated to automatically replace and charge the battery in about 1 minute without the help of an external device.

대형 전기트럭은 500kwh 정도의 엄청난 배터리가 필요한데 이를 충전하려면 막대한 시간이 필요하기 때문에 아직도 대형 전기트럭은 실용화되지 못하고 있다.A large electric truck requires a huge battery of about 500 kwh, and it takes a huge amount of time to charge it, so a large electric truck is still not put to practical use.

대형 전기트럭은 차량이 크고 무거워 전기에너지 1km 주행에 2kwh 정도의 전기를 사용하여 1km 주행에 0.2kwh정도의 전기를 사용하는 일반 승용차보다 10배 정도 많은 전기를 사용하기 때문에 운전자가 연속운전이 가능한 250km 이상의 주행거리를 확보하려면 500kwh 이상의 배터리가 필요하다.Large electric trucks use about 2 kwh of electricity for 1 km of electric energy because their vehicles are large and heavy, and use about 10 times more electricity than ordinary passenger cars that use about 0.2 kwh of electricity for 1 km of driving. A battery of 500 kwh or more is required to secure a driving range of more than 500 kwh.

용량 500kwh 의 전기트럭 배터리를 전기케이블을 이용하여 시간당 7kw 의 완속충전기로 충전하는 경우 71시간 이상의 충전시간이 필요하고, 시간당 200kw의 고속충전기를 사용하여도 2.5시간 이상의 충전시간이 필요하여 운전자가 휴게소에서 잠시 휴식하는 시간에 충전이 불가능하여 전기트럭을 운행할 수 없어서 전기트럭의 상업 운행에서 근본적인 문제를 발생시키기 때문에 실용화가 늦어지는 것이다.When charging an electric truck battery with a capacity of 500kwh with a slow charger of 7kw per hour using an electric cable, it takes more than 71 hours to charge, and 2.5 hours or more is required even with a fast charger of 200kw per hour. The practical use of electric trucks is delayed because it is impossible to charge the electric truck during a brief rest period, which causes a fundamental problem in the commercial operation of electric trucks.

전기트럭의 배터리를 1분 정도의 빠른 시간에 저렴하게 교체할 수 있도록 만든다면 배터리 교체시간이 주유시간보다 짧아져 전기트럭 도입의 최대 장애 요인인 충전 문제를 해결하여 전기트럭이 보급될 수 있고 대기오염 문제 등을 해결하여 지구 환경을 획기적으로 향상시키게 된다.If you make it possible to replace the battery of an electric truck at a low cost in about 1 minute, the battery replacement time will be shorter than the refueling time. It will dramatically improve the global environment by solving the pollution problem.

중량물을 실고 장거리를 운행하는 대형 트럭의 경우 1개에 400kg 정도 나가는 100kwh의 배터리 5개를 각각 교환하는 구조로 구성하고 고속도로 휴게소마다 배터리 교환소를 설치하여 1분 정도의 시간에 100kwh의 배터리 5개를 동시에 교체하여 운행할 수 있다.In the case of a large truck carrying heavy loads and running long distances, it is structured in a structure in which five 100kwh batteries each weighing about 400kg are exchanged. They can be replaced and operated at the same time.

뿐만 아니라, 분리된 방전배터리를 충전공간에 모아서 저렴한 잉여전력을 이용하여 충전하면 충전비용을 절감하여 경제성을 높일 수 있고, 충전부하가 몰리지 않도록 충전시간을 계획적으로 관리하여 최대 전기수요 발생을 방지하여 국가 전력망의 안정성과 효율성도 크게 향상된다.In addition, if the separated discharged batteries are collected in a charging space and charged using inexpensive surplus power, the economic feasibility can be increased by reducing the charging cost, and the charging time is systematically managed so that the charging load is not overloaded to prevent the occurrence of maximum electricity demand. The stability and efficiency of the national power grid are also greatly improved.

전기트럭이 자율주행한다면 배터리가 이동하여 자동으로 자율전기트럭의 배터리를 교체하여 자율주행의 편리성을 한층 높일 수 있을 것이다.If the electric truck drives autonomously, the battery will move and the battery of the autonomous electric truck will be automatically replaced, further enhancing the convenience of autonomous driving.

미세먼지와 이산화탄소를 배출하여 지구 온난화와 기후변화를 일으키는 엔진트럭를 대체하는 전기트럭의 보급에 가장 큰 걸림돌이 되고 있는 배터리 충전에 있어서 오랜 충전시간동안 운행을 못하는 문제를 해결하고, 저렴한 잉여전기로 충전하여 경제성을 확보하며 기존의 발전시설의 안정성과 효율성도 높일 수 있는 새로운 전기트럭 배터리 충전 방법이 필요하다.Solves the problem of not being able to run for a long time in battery charging, which is the biggest obstacle to the spread of electric trucks replacing engine trucks that emit fine dust and carbon dioxide, causing global warming and climate change, and charging with cheap surplus electricity Therefore, there is a need for a new electric truck battery charging method that can secure economic feasibility and increase the stability and efficiency of existing power generation facilities.

본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 전기트럭의 최고 문제점인 충전 시간동안 차량 운행을 하지 못하는 불편함을 해결할 수 있도록 전기트럭의 배터리를 엔진트럭의 주유 시간보다 짧은 시간에 자동으로 교체할 수 있는 전기트럭 배터리 교체방법을 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is an electric truck capable of automatically replacing the battery of an electric truck in a shorter time than the refueling time of an engine truck so as to solve the inconvenience of not being able to drive the vehicle during the charging time, which is the greatest problem of the electric truck. To provide a battery replacement method.

본 발명에서 해결하고자 하는 또 다른 과제는 중량물을 운송하는 분리형 대형트럭에서 견인하는 트렉터에만 동력을 의존하지 않는 전기트럭 배터리 교체방법을 제공하는 것이다.Another problem to be solved by the present invention is to provide a battery replacement method for an electric truck that does not rely on power only on a tractor towed by a detachable heavy-duty truck that transports heavy goods.

본 발명에서 해결하고자 하는 또 다른 과제는 발전기에서 일정하게 생산되지만 소비되지 않아서 발생하는 저렴한 잉여전기를 이용하여 배터리를 충전하여 전기트럭의 경제성을 높일 수 있는 전기트럭 배터리 교체방법을 제공하는 것이다.Another problem to be solved by the present invention is to provide an electric truck battery replacement method that can increase the economic feasibility of an electric truck by charging the battery using cheap surplus electricity that is produced but not consumed constantly by the generator.

본 발명에서 해결하고자 하는 또 다른 과제는 폐차 단계에서 제거하는 배터리가 일으키는 환경오염을 최소화하여 배터리를 효율적으로 재활용할 수 있는 전기트럭 배터리 교체방법을 제공하는 것이다.Another object to be solved by the present invention is to provide an electric truck battery replacement method capable of efficiently recycling the battery by minimizing environmental pollution caused by the battery removed in the scrap car step.

상술한 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 차체의 하부에 배터리결합유닛을 설치하여 배터리를 결합하고 분리하여 배터리를 교체하는 전기트럭에서, 상기 배터리에서 공급되는 전기로 상기 전기트럭을 주행하다가 상기 배터리를 교체하는 교체공간으로 들어오는 주행단계와, 상기 주행단계에서 전기를 사용하여 방전된 상기 배터리를 상기 교체공간에서 상기 전기트럭의 하부로 분리하는 분리단계와, 분리한 상기 배터리는 바퀴를 포함한 이동유닛으로 상기 전기트럭의 하부를 빠져나가 충전공간으로 이동하는 제1이동단계와, 상기 충전공간에서 발전소에서 공급하는 전기를 이용하여 상기 배터리를 충전하는 충전단계와, 충전된 상기 배터리를 상기 이동유닛을 이용하여 상기 충전공간에서 상기 교체공간의 상기 전기트럭 하부로 이동하는 제2이동단계와, 상기 전기트럭 하부에 위치한 상기 배터리를 들어올려 상기 배터리결합유닛에 결합하는 결합단계로 이루어진 이루어진 전기트럭 배터리 교체방법을 제공할 수 있다..In order to achieve the above-described problem, the present invention is an electric truck that installs a battery coupling unit in the lower part of a vehicle body to combine and separate a battery to replace a battery, and the electric truck is driven by electricity supplied from the battery. A driving step of entering the replacement space for replacing the battery, a separation step of separating the battery discharged using electricity in the driving step from the replacement space to the lower part of the electric truck, and the separated battery using a wheel A first moving step of moving out of the lower part of the electric truck to a charging space with a moving unit including a charging step of charging the battery using electricity supplied from a power plant in the charging space; Electricity consisting of a second moving step of moving from the charging space to the lower part of the electric truck in the replacement space using a moving unit, and a combining step of lifting the battery located under the electric truck and coupling it to the battery combining unit We can provide a way to replace the truck battery.

또한, 상기 결합단계는, 상기 배터리를 상기 배터리결합유닛 아래에 위치하는 배터리위치단계와, 상기 전기트럭에 설치된 견인장치에 감긴 와이어를 내려서 상기 와이어를 상기 배터리에 부착된 와이어홀더와 연결하는 와이어연결단계와, 상기 와이어로 상기 배터리를 공중으로 들어서 중력에 의하여 상기 배터리가 상기 전기트럭의 상기 배터리결합유닛에 삽입되는 위치로 조정되는 위치조정단계와, 상기 견인장치로 상기 와이어를 더 견인하여 상기 배터리가 상기 배터리결합유닛 속으로 삽입되는 삽입단계; 로 이루어진다.In addition, the coupling step includes a battery positioning step of positioning the battery under the battery coupling unit, and lowering a wire wound on a towing device installed in the electric truck to connect the wire with a wire holder attached to the battery. a position adjustment step of lifting the battery in the air with the wire and adjusting the battery to a position where the battery is inserted into the battery coupling unit of the electric truck by gravity; an insertion step of being inserted into the battery coupling unit; is made of

또한, 상기 와이어연결단계는, 상기 전기트럭에 설치된 상기 견인장치에서 도르래를 거쳐 내려오는 상기 와이어에 연결된 와이어추를 상기 배터리에 부착된 상기 와이어홀더 내부의 와이어추구멍에 넣는 와이어추삽입단계와, 상기 와이어홀더를 덮는 슬라이딩덮개를 닫아서 상기 와이어추가 연결된 상기 와이어의 중심을 상기 와이어홀더의 지정위치에 고정시키는 와이어추고정단계로 구성되어, 상기 위치조정단계에서 상기 견인장치에 연결된 상기 도르래의 수직와이어중심위치와 상기 와이어홀더의 상기 지정위치가 중력에 의하여 자동으로 조정된다.In addition, the wire connection step includes a wire weight insertion step of inserting a wire weight connected to the wire coming down through a pulley in the traction device installed in the electric truck into a wire weight hole inside the wire holder attached to the battery, and the It consists of a wire weight fixing step of closing the sliding cover covering the wire holder to fix the center of the wire to which the wire weight is connected to a designated position of the wire holder, and the vertical wire center of the pulley connected to the traction device in the positioning step. The position and the specified position of the wire holder are automatically adjusted by gravity.

또한, 상기 와이어추삽입단계는, 상기 와이어추 속에 설치되는 와이어자석과 상기 와이어추구멍에 설치되는 배터리자석이 서로 연결되는 자석연결단계를 포함할 수 있다.In addition, the wire weight insertion step may include a magnet connection step in which the wire magnet installed in the wire weight and the battery magnet installed in the wire weight hole are connected to each other.

또한 상기 와이어추는, 상기 와이어와 연결된 원판이 한 쪽에 결합된 원통과, 상기 원통의 다른 한쪽에 설치되는 상기 와이어자석을 포함할 수 있다.In addition, the wire weight may include a cylinder coupled to one side of the disk connected to the wire, and the wire magnet installed at the other side of the cylinder.

또한, 상기 와이어홀더의 상기 슬라이딩덮개에서, 상기 슬라이딩덮개 하부에는 상기 원통에 맞는 반원형함몰부와, 상기 배터리에 고정되어 상기 배터리의 무게를 상기 슬라이딩덮개에 전달하며 상기 슬라이딩덮개를 열고 닫도록 작동하는 슬라이딩유닛이 추가로 구성되고, 2개의 상기 슬라이딩덮개를 닫으면 상기 원통을 고정할 수 있는 원형함몰부가 형성되면서 상기 원통을 상기 원형함몰부의 중심으로 이동시켜 상기 와이어홀더의 와이어중심위치를 고정시킨다.In addition, in the sliding cover of the wire holder, a semi-circular recessed portion that fits the cylinder at the lower portion of the sliding cover, is fixed to the battery, transmits the weight of the battery to the sliding cover, and operates to open and close the sliding cover A sliding unit is additionally configured, and when the two sliding covers are closed, a circular depression capable of fixing the cylinder is formed, and the cylinder is moved to the center of the circular depression to fix the wire center position of the wire holder.

또한, 상기 배터리위치단계에서는 상기 수직와이어중심위치와 상기 지정위치의 차이가 50mm 이내이고, 상기 자석연결단계에서는 상기 와이어추의 와이어중심위치와 상기 지정위치의 차이가 10mm 이내이고, 상기 와이어추고정단계에서는 상기 와이어추의 와이어중심위치와 상기 지정위치의 차이가 1mm 이내이고, 상기 위치조정단계에서는 상기 수직와이어중심위치와 상기 지정위치의 차이가 1mm 이내가 되어, 단계적으로 차이를 줄이며 상기 배터리를 상기 배터리결합유닛에 삽입한다.In addition, in the battery position step, the difference between the vertical wire center position and the specified position is within 50 mm, and in the magnet connection step, the difference between the wire center position and the specified position of the wire weight is within 10 mm, and the wire weight is fixed In the step, the difference between the wire center position and the specified position of the wire weight is within 1 mm, and in the position adjustment step, the difference between the vertical wire center position and the specified position is within 1 mm, reducing the difference step by step and removing the battery. Inserted into the battery coupling unit.

또한, 삽입된 상기 배터리를 상기 배터리결합유닛에 설치된 배터리고정유닛으로 고정하는 고정단계를 추가하여, 상기 고정단계에서는 상기 배터리고정유닛이 상기 배터리의 고정구멍에 결합하여 고정하고, 상기 배터리고정유닛을 2개 이상 설치할 수 있다.In addition, by adding a fixing step of fixing the inserted battery to the battery fixing unit installed in the battery coupling unit, in the fixing step, the battery fixing unit is coupled to the fixing hole of the battery and fixed, and the battery fixing unit is fixed Two or more can be installed.

또한, 상기 배터리의 이동은, 상기 배터리에 바퀴를 장착하여 직접 자율주행으로 이동하거나, 상기 바퀴가 장착된 이동유닛에 상기 배터리를 실어서 자율주행으로 이동하고, 상기 바퀴는,상기 배터리에 설치되는 4개의 메카넘휠과, 상기 메카넘휠 각각에 장착된 모터로 이루어져, 상기 메카넘휠의 회전 조합에 따라서 상기 배터리의 전진, 후진, 좌측이동, 우측이동, 회전의 움직임을 만들어, 상기 배터리가 자율주행으로 이동할 수 있다.In addition, the movement of the battery is to move directly to autonomous driving by mounting a wheel on the battery, or to move to autonomous driving by loading the battery on a mobile unit equipped with the wheel, and the wheel is installed in the battery It consists of four Mecanum wheels and a motor mounted on each of the Mecanum wheels, and according to the rotation combination of the Mecanum wheel, the battery moves forward, backward, left, right, and rotates. can move

또한, 상기 와이어는, 금속선 또는 탄소섬유로 만들거나 체인을 이용하여 구성하할 수 있다.In addition, the wire may be made of a metal wire or carbon fiber, or configured using a chain.

또한, 상기 분리단계는, 상기 견인장치로 상기 와이어를 풀어 상기 배터리가 하강하여 상기 배터리가 상기 교체공간에 착륙하는 착륙단계와, 상기 와이어홀더를 열어서 상기 배터리를 상기 와이어와 분리하는 와이어분리단계로 이루어진다.In addition, the separation step includes a landing step in which the battery is lowered by releasing the wire with the traction device to land the battery in the replacement space, and a wire separation step of opening the wire holder to separate the battery from the wire. is done

또한, 상기 충전공간은, 상기 배터리의 충전이 이루어지는 충전실이 수직 다단으로 여러 개 적치되도록 구성되는 충전유닛과, 상기 충전실의 바닥면과 상기 배터리 이동평면 사이의 높이 차이를 해결할 수 있도록 상기 충전유닛과 상기 이동평면 사이에서 상기 배터리를 적재하여 수직으로 승강시키는 승강유닛이 추가로 포함될 수 있다.In addition, the charging space includes a charging unit configured such that a plurality of charging chambers in which the battery is charged are vertically stacked, and the charging unit to solve a height difference between the floor surface of the charging chamber and the battery movement plane. An elevating unit for vertically elevating the battery by loading the battery between the unit and the moving plane may be further included.

또한, 상기 충전실에서는, 상기 견인장치를 상기 충전실에 설치하고 상기 와이어로 상기 배터리를 들어 올리는 충전견인단계와, 견인된 상기 배터리를 상기 충전실의 충전단자와 연결하는 충전단자연결단계가 이루어질 수 있다.In addition, in the charging chamber, a charging traction step of installing the traction device in the charging chamber and lifting the battery with the wire, and a charging terminal connection step of connecting the towed battery with the charging terminal of the charging chamber are performed can

또한, 상기 충전공간에서 충전된 상기 배터리를 발전소에 필요한 예비전력을 공급하는 ESS 장치의 일부로 활용하는 ESS 활용단계가 추가된다.In addition, an ESS utilization step is added in which the battery charged in the charging space is used as a part of the ESS device for supplying spare power required for the power plant.

또한, 상기 전기트럭은 화물을 적재하는 트레일러가 분리되는 분리형 트럭이고, 상기 트래일러의 하부에 상기 배터리를 결합하고 분리하는 상기 배터리결합유닛을 배치하여 화물 운송에 필요한 전기를 상기 트레일러에서 공급할 수 있다.In addition, the electric truck is a detachable truck from which a trailer for loading cargo is separated, and by arranging the battery coupling unit for coupling and separating the battery under the trailer, electricity required for cargo transportation can be supplied from the trailer. .

또한, 상기 트레일러에 모터를 설치하고, 상기 트레일러에 설치된 배터리결합유닛에 결합한 상기 배터리로 전기를 공급하여 상기 모터로 상기 트레일러의 바퀴를 회전시켜, 상기 트레일러의 이동에 필요한 구동력을 제공하도록 구성할 수 있다.In addition, it can be configured to install a motor in the trailer, supply electricity to the battery coupled to a battery coupling unit installed in the trailer, and rotate the wheels of the trailer with the motor to provide a driving force necessary for moving the trailer. there is.

본 발명에 따른 전기트럭 배터리 교체방법은 배터리를 자동으로 이동시키고 와이어를 이용하여 1개에 400kg 정도인 무거운 100kwh의 배터리를 외부장치의 도움 없이 1분 정도의 시간에 자동으로 교체함으로서 충전 시간동안 운행을 하지 못하는 전기트럭 충전의 불편함을 해결하는 이점이 있다.The electric truck battery replacement method according to the present invention automatically moves the battery and uses a wire to automatically replace the 100kwh heavy 100kwh battery weighing about 400kg per unit in about 1 minute without the help of an external device. There is an advantage in solving the inconvenience of charging electric trucks that cannot be used.

또한, 본 발명에 따른 전기트럭 배터리 교체방법은 분리형 대형트럭에서 화물을 싣는 트레일러의 하부공간을 이용하여 규격화된 배터리를 트레일러에 필요한 수량을 장착하고 운전자가 휴식없이 운전하는 거리에 필요한 주행하고 휴계소에서 배터리를 1분 정도에 자동으로 교체함으로서 전기트럭의 운행 효율도 높이는 이점이 있다.In addition, the electric truck battery replacement method according to the present invention uses the lower space of a trailer for loading cargo in a detachable large truck, installs standardized batteries in the trailer, and drives necessary for the distance the driver drives without a break, and at a rest area By automatically replacing the battery in about one minute, it has the advantage of increasing the operating efficiency of electric trucks.

또한, 본 발명에 따른 전기트럭 배터리 교체방법은 저렴한 잉여전기를 활용하여 충전할 수 있어서 배터리 충전 단가를 낮추어 전기트럭의 연료비를 더욱 절감함으로서 전기트럭의 경쟁력을 높이는 이점이 있다.In addition, the electric truck battery replacement method according to the present invention can be charged by utilizing inexpensive surplus electricity, thereby lowering the battery charging unit cost and further reducing the fuel cost of the electric truck, thereby increasing the competitiveness of the electric truck.

또한, 본 발명에 따른 전기트럭 배터리 교체방법은 규격이 표준화된 배터리를 전문적인 충전설비에서 충분한 시간동안 최상의 조건이 유지되도록 충전하고 점검과 관리를 주기적으로 하여 수명을 연장시키고 재활용이 용이하며 대기 오염물질 배출을 방지하여 환경 보호에 기여하는 이점이 있다. In addition, the electric truck battery replacement method according to the present invention charges a standardized battery to maintain the best condition for a sufficient time in a professional charging facility, and periodically inspects and manages it to extend the lifespan, facilitate recycling, and air pollution. It has the advantage of contributing to environmental protection by preventing the emission of substances.

도 1은 전기트럭 하부에 배터리가 결합한 개념도이다.
도 2는 전기트럭에서 배터리가 분리한 개념도이다.
도 3은 전기트럭에서 분리된 배터리가 이동하는 개념도이다.
도 4는 배터리의 바퀴를 구성하는 매카넘휠 사진이다.
도 5는 메카넘휠 4개의 회전 조합에 따른 배터리의 이동 및 회전 방향 표시도이다.
도 6은 배터리의 와이어홀더와 고정구멍과 바퀴의 배치도이다.
도 7은 배터리 위치단계의 구성도이다.
도 8은 와이어추 삽입단계의 구성도이다.
도 9는 와이어추 고정단계의 구성도이다.
도 10은 위치조정단계의 구성도이다.
도 11은 삽입단계의 구성도이다.
도 12는 전기트럭의 배터리를 이용한 ESS 개념도이다.
도 13는 전력 곡선을 이용한 잉여전기 발생 개념도이다.
도 14는 전기트레일러 하부에 배터리가 결합한 개념도
도 15는 전기트레일러에서 배터리가 분리한 개념도
1 is a conceptual diagram in which a battery is combined under an electric truck.
2 is a conceptual diagram in which the battery is separated from the electric truck.
3 is a conceptual diagram in which a battery separated from an electric truck moves.
4 is a photograph of the McCannum wheel constituting the wheel of the battery.
5 is a view showing the movement and rotation direction of the battery according to the rotation combination of the four Mecanum wheels.
6 is a layout view of the wire holder, fixing hole, and wheels of the battery.
7 is a block diagram of a battery location step.
8 is a block diagram of the wire weight insertion step.
9 is a block diagram of the wire weight fixing step.
10 is a block diagram of a position adjustment step.
11 is a block diagram of an insertion step.
12 is a conceptual diagram of an ESS using a battery of an electric truck.
13 is a conceptual diagram of surplus electricity generation using a power curve.
14 is a conceptual view in which a battery is combined in the lower part of the electric trailer;
15 is a conceptual diagram in which the battery is separated from the electric trailer;

이하 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명에 대하여 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 전기트럭 하부에 배터리가 결합한 개념도로 전기트럭(100)의 뼈대를 이루는 차체(103)의 하부에 배터리(200)을 수용하는 배터리결합유닛(110)을 배치하고 배터리결합유닛(110) 내부에 배터리(200)을 결합한 상태를 보여준다.1 is a conceptual view in which a battery is combined in the lower part of an electric truck 100, a battery combining unit 110 for accommodating the battery 200 is disposed in the lower part of the vehicle body 103 constituting the skeleton of the electric truck 100, and the battery combining unit 110 It shows a state in which the battery 200 is coupled therein.

전기트럭(100)은 화물을 운송하기 위한 적재함(104)의 바닥면이 평편해야 하기 때문에 뒷바퀴(102)보다 높게 위치하기 때문에 차체(103)의 높이도 높아서 차체(103)의 하부에 배터리결합유닛(110)을 설치할 충분한 공간을 가지고 있다.Since the electric truck 100 is positioned higher than the rear wheel 102 because the bottom surface of the loading box 104 for transporting cargo must be flat, the height of the vehicle body 103 is also high, so that the battery coupling unit is located in the lower part of the vehicle body 103 . (110) has enough space to install.

소형 전기트럭은 주로 도시 내부에서 택배나 용달 영업을 수행하여 차량의 가속과 감속이 빈번하게 발생하는데 이러한 가속과 감속이 많은 주행에는 전기트럭이 운동에너지를 전기에너지로 전환하여 배터리에 저장할 수 있기 때문에 에너지 효율도 높고 브레이크를 적게 사용하여 분진 발생도 저감하여 환경에 더욱 유리하기 때문에 정부에서 환경보조금을 지급하며 소형 전기트럭의 보급을 장려하고 있다.Small electric trucks mainly carry out courier or delivery services inside the city, so the acceleration and deceleration of the vehicle occur frequently. Since it is more energy efficient and uses less brakes to reduce dust generation, which is more beneficial to the environment, the government is paying environmental subsidies and encouraging the spread of small electric trucks.

도2는 전기트럭에서 배터리가 분리된 개념도이며 도3은 전기트럭에서 분리된 배터리가 이동하는 개념도로 전기트럭(100)에서 분리하거나 결합하는 배터리(200)가 배터리결합유닛(110)의 하부에 위치하는 모습을 보여주며, 전기트럭(100)과 분리한 배터리(200)는 교체공간(400)에서 전기트럭(100)의 하부의 이동평면(300)을 따라서 배터리(200)에 장착된 배터리바퀴(230)로 쉽게 충전공간(500)과 교체공간(400) 사이를 이동하는 모습을 보여주고 있다.2 is a conceptual diagram in which the battery is separated from the electric truck, and FIG. 3 is a conceptual diagram in which the battery separated from the electric truck moves. The battery 200, which is separated from the electric truck 100, is mounted on the battery 200 along the moving plane 300 of the lower part of the electric truck 100 in the replacement space 400. (230) shows how to easily move between the charging space (500) and the replacement space (400).

도면에서는 배터리(200)에 배터리바퀴(230)가 부착된 형태로 도시하고 있지만 바퀴가 장착된 이동유닛에 바퀴가 없는 배터리를 실고 이동하는 방식으로 구성할 수도 있다.Although the figure shows the battery 200 with the battery wheel 230 attached to it, it may be configured in such a way that a wheel-less battery is loaded and moved on a wheel-mounted mobile unit.

도 1에서 도 3까지는 전기트럭의 배터리 교체 방법을 설명하기 위하여 소형트럭을 이용한 배터리가 1개인 경우를 도시한 것으로, 대형 트럭의 경우 배터리 용량이 많이 필요하고 차체 하부의 공간도 충분하므로 배터리결합유닛을 필요한 만큼 설치하여 배터리를 2개 이상 결합할 수 있으며 배터리의 용량과 크기를 표준화하여 모든 전기트럭에 공동으로 사용하면 더 효율적이다.1 to 3 show a case where there is one battery using a small truck in order to explain a battery replacement method of an electric truck. In the case of a large truck, a large amount of battery capacity is required and the space under the vehicle body is sufficient, so the battery combination unit Two or more batteries can be combined by installing as many as needed.

도 4은 배터리바퀴를 구성하는 메카넘휠의 사진이고 도 5은 메카넘휠 4개의 회전 조합이 만드는 배터리의 이동 및 회전 방향 표시도이다.4 is a picture of the Mecanum wheel constituting the battery wheel, and FIG. 5 is a view showing the movement and rotation direction of the battery made by the combination of four rotations of the Mecanum wheel.

메카넘휠은 1972년 스웨덴의 메카넘사에서 개발한 바퀴의 외면에 45도 기울어진 롤러를 여러 개 장착한 바퀴로 이 메카넘휠 4개를 창착하고 메카넘휠 4개의 회전 방향을 다르게 조합하여 전진, 후진, 좌측 이동, 우측이동, 좌회전, 우회전, 사선이동 등 필요한 모든 운동을 자유자재로 정밀하게 구현할 수 있어서 최근에는 자동으로 주행하는 물류로봇에 많이 사용하고 있다.The Mecanum Wheel was developed in 1972 by Mecanum, Sweden, and has several rollers inclined at 45 degrees on the outer surface of the wheel. Since all necessary movements such as left movement, right movement, left turn, right turn, and diagonal movement can be freely and precisely implemented, these days, they are widely used in logistics robots that drive automatically.

배터리바퀴(230)로 메커넘휠을 사용하면 배터리(200)의 이동을 자동으로 구성하기 용이할 뿐 아니라 전기트럭(100)의 배터리결합유닛(110) 하부에 오차 50mm 이내로 정확하게 위치할 수 있다.If the mecanum wheel is used as the battery wheel 230 , it is easy to automatically configure the movement of the battery 200 , and it can be accurately positioned within an error of 50 mm below the battery combining unit 110 of the electric truck 100 .

도 6은 배터리의 와이어홀더와 바퀴의 배치도로 배터리(200) 하부에 4개의 배터리바퀴(230)로 장착하고, 상부에는 배터리 수직이동에 필요한 와이어와 연결하는 4개의 와이어홀더(240)과, 배터리결합유닛(110)에 배터리(200)를 고정하기 위한 2개 이상의 고정구멍(280)을 가지고 있으며 배터리(200)의 내부에는 배터리셀을 결합한 배터리모듈과 배터리를 제어하는 제어유닛과 배터리의 열을 방출하는 냉각유닛이 들어있다.6 is a layout view of the battery wire holder and wheels mounted on the battery 200 with four battery wheels 230 on the lower part, and four wire holders 240 connected to the wires required for vertical movement of the battery on the upper part, and the battery It has two or more fixing holes 280 for fixing the battery 200 to the coupling unit 110, and inside the battery 200, the battery module that combines the battery cells and the control unit for controlling the battery and the heat of the battery It contains a cooling unit that discharges.

배터리바퀴(230)는 메카넘휠에 독립적인 모터를 연결하여 구성하고 4개의 메카넘휠의 회전방향과 속도를 적절하게 제어하면 중량 400kg 이상의 무거운 배터리(200)도 원하는 곳으로 정확하게 이동할 수 있어서 전기트럭(100) 하부나 충전공간(500)으로 이동할 수 있다.The battery wheel 230 is configured by connecting an independent motor to the Mecanum wheel, and if the rotation direction and speed of the four Mecanum wheels are appropriately controlled, even the heavy battery 200 with a weight of 400 kg or more can be accurately moved to the desired place, so the electric truck ( 100) It can move to the lower part or the charging space 500 .

외경 200mm의 메커넘휠 4개를 사용하면 400kg 이상의 하중을 충분히 지지하며 이동할 수 있으며 이 메커넘휠의 구동은 모터를 이용하고 이 모터에 필요한 동력은 배터리에서 공급하며, 배터리의 자동운전에 필요한 제어장치는 물류시설에서 사용하는 물류로봇처럼 구성할 수 있다.If 4 Mecanum wheels with an outer diameter of 200mm are used, they can be moved while sufficiently supporting a load of 400kg or more. It can be configured like a logistics robot used in a logistics facility.

전기트럭 배터리 교체 방법을 설명하면 전기트럭(100) 차체(103)의 하부에 배터리결합유닛(110)을 설치하여 배터리(200)를 결합하고 분리하여 배터리(200)를 교체하는 전기트럭(100)에서, 배터리(200)에서 공급되는 전기로 전기트럭(100)을 주행하다가 배터리(200)를 교체하는 교체공간(400)으로 들어오는 주행단계, 주행단계에서 전기를 사용하여 방전된 배터리를 교체공간(400)에서 전기트럭(100)의 하부로 분리하는 분리단계, 분리한 배터리(200)를 바퀴(230)를 포함하는 이동유닛으로 교체공간(400)의 이동평면(300)을 통하여 전기트럭의 하부로 빠져나가 충전공간(500)으로 이동하는 제1이동단계, 충전공간(500)에서 발전소에서 공급하는 전기를 이용하여 배터리(200)를 충전하는 충전단계, 충전된 배터리(200)를 이동유닛을 이용하여 충전공간(500)에서 교체공간(400)의 전기트럭(100) 하부로 이동하는 제2이동단계, 전기트럭(100) 하부에 위치한 배터리(200)을 들어올려 배터리결합유닛(110)에 결합하는 결합단계로 본 발명의 전기트럭 배터리 충전 방법을 구성한다.When explaining the electric truck battery replacement method, the electric truck 100 installs the battery coupling unit 110 in the lower part of the vehicle body 103 of the electric truck 100 to combine and separate the battery 200 to replace the battery 200. In the driving stage, the battery discharged using electricity in the driving stage, which is driven into the replacement space 400 to replace the battery 200 while driving the electric truck 100 with electricity supplied from the battery 200, is replaced in the replacement space ( The separation step of separating the electric truck 100 from the 400) to the lower part of the electric truck through the moving plane 300 of the replacement space 400 with the separated battery 200 as a moving unit including wheels 230. The first moving step of moving out to the charging space 500, the charging step of charging the battery 200 using electricity supplied from the power plant in the charging space 500, and moving the charged battery 200 to the moving unit The second moving step of moving from the charging space 500 to the lower part of the electric truck 100 in the replacement space 400, lifting the battery 200 located in the lower part of the electric truck 100 to the battery combining unit 110 The combining step constitutes the electric truck battery charging method of the present invention.

전기트럭(100)의 배터리(200) 교체는 방전된 배터리를 분리하는 분리단계와 충전된 배터리를 결합하는 결합단계로 구성되는데, 배터리(200)를 배터리결합유닛(110)에 결합하는 결합단계가 배터리(200)와 배터리결합유닛(110)의 위치를 정확하게 일치시켜 하기 때문에 배터리(200)를 내려놓기만 하면 되는 분리단계보다 훨씬 어려운 과정이므로 배터리(200)의 결합 단계를 먼저 설명한다.Replacing the battery 200 of the electric truck 100 consists of a separation step of separating the discharged battery and a coupling step of combining the charged battery, and the coupling step of coupling the battery 200 to the battery coupling unit 110 is Since the positions of the battery 200 and the battery combining unit 110 are precisely matched, the process of combining the battery 200 is first described because it is a much more difficult process than the separation step that only needs to be put down the battery 200 .

배터리교체에서 배터리(200)를 배터리결합유닛(110)에 결합하는 결합단계는, 충전공간(500)에서 충전된 배터리(200)를 교체공간(400)에 정지된 전기트럭(100) 하부로 이동시켜 배터리결합유닛(110)의 아래에 위치하는 배터리 위치단계, 배터리결합유닛(100) 상부에 설치된 견인장치(140)에서 와이어(130)를 내려보내 와이어(130)를 배터리(200)에 부착된 와이어홀더(240)와 연결하는 와이어연결단계, 와이어(130)로 배터리(200)를 공중으로 들어서 중력에 의하여 배터리(200)가 전기트럭(100)의 배터리결합유닛(110)에 삽입되는 위치로 정확하게 자동으로 조정되는 위치조정단계, 견인장치(140)로 와이어(130)를 더 견인하여 배터리(200)가 배터리결합유닛(110) 속으로 삽입되는 삽입단계로 이루어진다.In the battery replacement, the coupling step of coupling the battery 200 to the battery coupling unit 110 moves the battery 200 charged in the charging space 500 to the lower part of the electric truck 100 stopped in the replacement space 400 . In the battery position step located below the battery combining unit 110, the wire 130 is sent down from the traction device 140 installed on the upper battery combining unit 100 to attach the wire 130 to the battery 200. In the wire connection step of connecting the wire holder 240, the battery 200 is lifted in the air with the wire 130 and the battery 200 is inserted into the battery combining unit 110 of the electric truck 100 by gravity. It consists of an insertion step in which the battery 200 is inserted into the battery coupling unit 110 by further pulling the wire 130 with the traction device 140 and the position adjustment step that is precisely and automatically adjusted.

본 발명의 전기트럭 배터리 교체방법에서 핵심적인 특징 2가지는 첫째, 규격을 표준화한 100kwh 급 배터리(200)에 바퀴를 설치하거나 이동유닛에 실어서 전기트럭(100)의 하부로 이동시킬 수 있도록 만들고 자동으로 이동하도록 기능을 추가하여 배터리(200)의 기동성을 확보하는 것이 배터리 교체에 필요한 시간을 단축할 뿐 아니라 분리된 배터리(200)는 자동으로 충전공간(500)으로 바로 이동하여 자동으로 배터리가 충전되고 충전된 배터리는 교체공간(400)으로 돌아와 교체되는 순환구조를 만들어 배터리 교체의 자동화 기초를 구축하여 효율을 높이는 것이다.The two key features in the electric truck battery replacement method of the present invention are first, by installing wheels on the standardized 100 kwh class battery 200 or by loading it on a moving unit so that it can be moved to the lower part of the electric truck 100 and automatically To secure the mobility of the battery 200 by adding a function to move to the battery 200 not only shortens the time required for battery replacement, but also automatically moves the separated battery 200 directly to the charging space 500 to automatically charge the battery. The charged battery returns to the replacement space 400 to create a circulating structure to be replaced, and build an automated basis for battery replacement to increase efficiency.

둘째, 배터리의 결합에 필요한 정확한 위치 정밀도를 단계적으로 확보하는 과정으로 (1) 메커넘휠을 바퀴로 이용하여 자율주행하면 발생할 수 있는 50mm 이하의 위치오차를 (2) 전기트럭에 설치한 와이어(130)와 견인장치(140) 그리고 배터리(200)에 설치한 와이어홀더자석(260)을 이용하여 10mm 이하의 연결오차로 감소시키고 (3) 와이어홀더(240)의 슬라이딩덮개(270)를 닫아서 1mm 이하의 결합오차로 감소시키고 (4) 와이어(130)를 견인하여 배터리(200)를 들어 올리면 중력에 의하여 위치가 자동으로 조정되어 1mm 이내의 위치오차로 배터리의 정확도를 확보하는 것으로 이렇게 여러 번의 오차 감소단계를 거쳐 최종적으로 전기트럭과 배터리를 정확하게 결합하는 것이다.Second, it is a step-by-step process of securing the precise positional precision required for battery assembly. ), the traction device 140, and the wire holder magnet 260 installed in the battery 200 to reduce the connection error to 10 mm or less and (3) close the sliding cover 270 of the wire holder 240 to 1 mm or less (4) When the battery 200 is lifted by pulling the wire 130, the position is automatically adjusted by gravity to ensure the accuracy of the battery with a position error of less than 1 mm, thus reducing several errors. The final step is to accurately combine the electric truck and the battery.

와이어 연결단계는, 전기트럭(100)에 설치된 견인장치(140)에서 도르래(170)을 거쳐 내려오는 와이어(130)에 연결된 와이어추(120)를 배터리(200)에 부착된 와이어홀더(240) 내부의 와이어추구멍250)에 넣는 와이어추삽입단계와, 와이어홀더(240)를 덮는 슬라이딩덮개(270)를 닫아서 와이어추(120)가 연결된 와이어(130)의 중심을 와이어홀더(240)의 특정 위치에 고정시키는 와이어추고정단계로 구성되고, 위치조정단계에서 견인장치(140)로 와이어추(120)를 끌어올리면 배터리(200)가 공중에 들려지면 견인장치(140)의 와이어 중심위치와 와이어홀더(240)의 와이어 중심위치가 중력에 의하여 자동으로 조정되어 전기트럭(100)의 배터리(200)가 배터리결합유닛(110)에 삽입되도록 위치하게 된다.In the wire connection step, the wire weight 120 connected to the wire 130 coming down through the pulley 170 from the traction device 140 installed in the electric truck 100 is attached to the battery 200 with the wire holder 240 attached to the battery 200. The wire weight insertion step into the internal wire weight hole 250, and the wire holder 240 by closing the sliding cover 270 covering the wire weight 120 is connected to the center of the wire 130 to the specific of the wire holder 240 It consists of a wire weight fixing step to fix the position, and when the wire weight 120 is pulled up by the traction device 140 in the position adjustment step, the battery 200 is lifted in the air, the wire center position and the wire of the traction device 140 The wire center position of the holder 240 is automatically adjusted by gravity to position the battery 200 of the electric truck 100 to be inserted into the battery coupling unit 110 .

와이어추삽입단계는 와이어추 속에 설치되는 와이어자석(160)과 와이어추구멍(250)에 설치되는 배터리자석(260)이 서로 연결되는 자석연결단계를 포함하는데, 이 단계를 통하여 오차가 큰 상태로 내려오는 와이어추를 영구자석의 자력을 이용하여 와이어구멍의 중심으로 잡아당겨 오차를 줄일 수 있다.The wire weight insertion step includes a magnet connection step in which the wire magnet 160 installed in the wire weight and the battery magnet 260 installed in the wire weight hole 250 are connected to each other, through this step, the error is large. The error can be reduced by pulling the falling wire weight to the center of the wire hole using the magnetic force of a permanent magnet.

도 7에서 도 11까지 배터리(200)가 전기트럭(100)의 배터리결합유닛(110)에 결합하는 단계를 순서대로 보여주는데, 도 7은 배터리 위치단계를 설명하고, 도 8은 와이어추 삽입단계를 설명하고, 도 9는 와이어추 고정단계를 설명하고, 도10은 위치조정단계를 성명하고, 도11은 삽입단계를 설명한다.7 to 11, the steps of the battery 200 are coupled to the battery coupling unit 110 of the electric truck 100 in sequence. Figure 9 explains the wire weight fixing step, Figure 10 describes the position adjustment step, Figure 11 describes the insertion step.

도 7은 배터리 위치단계의 구성도로, 바퀴(230)를 장착하여 자율주행하는 배터리(200)를 정지된 전기트럭(100) 하부로 이동시켜 배터리결합유닛(110)의 아래에 위치하는 배터리 위치단계로, 전기트럭(100)이 교체공간(400)에 들어와 정차하고 기존의 방전된 배터리를 분리하여 배터리결합유닛(110)이 빈 상태에서 새로 충전된 배터리가 배터리결합유닛(110)의 하부로 들어와 위치한 것으로 배터리결합유닛(110)과 배터리(200)의 위치오차가 크게 발생하는 것을 보여주고 있으며, 전기트럭(100)의 와이어(130)는 견인장치(140)로 당겨진 상태이고 배터리결합유닛(110)도 비어있는 상태이다. 전기트럭(100)에 설치된 견인장치(140)을 견인모터(150)를 돌려서 와이어(130)를 풀어주면 와이어(130)가 도르래(170)를 통과하여 내려가고 와이어(130) 끝에 부착된 와이어추(120)를 하강시킬 수 있다.7 is a configuration diagram of the battery positioning step, by moving the battery 200 for autonomous driving by mounting the wheels 230 to the lower part of the stopped electric truck 100 to position the battery positioned under the battery combining unit 110 As a result, the electric truck 100 enters the replacement space 400 and stops, and by separating the existing discharged battery, the newly charged battery enters the lower part of the battery combining unit 110 while the battery combining unit 110 is empty. It shows that the position error between the battery coupling unit 110 and the battery 200 is large, and the wire 130 of the electric truck 100 is pulled by the traction device 140 and the battery coupling unit 110 ) is also empty. When the traction device 140 installed in the electric truck 100 is rotated by the traction motor 150 to release the wire 130, the wire 130 passes through the pulley 170 and goes down, and the wire weight attached to the end of the wire 130 (120) can be lowered.

도 6을 참고하여 와이어추(120)가 연결되는 와이어홀더(240)를 설명하면, 유연한 와이어(130)에 매달려 와이어추(120)가 배터리(200)에 설치되는 와이어홀더(240) 속으로 들어가기 위하여 바퀴(230)의 이동에서 발생하는 위치오차를 50mm까지 수용할 수 있도록 와이어추구멍(250)을 100mm 이상으로 충분히 크게 만든다.When the wire holder 240 to which the wire weight 120 is connected is described with reference to FIG. 6 , the wire weight 120 is hung on the flexible wire 130 and enters the wire holder 240 installed in the battery 200 . For this purpose, the wire weight hole 250 is made large enough to be 100 mm or more to accommodate the position error occurring in the movement of the wheel 230 up to 50 mm.

도 8은 전기트럭(100)에 설치된 견인장치(140)에서 도르래(170)을 거쳐 내려오는 와이어(130)에 연결된 와이어추(120)를 배터리(200)에 부착된 와이어홀더(240) 내부의 와이어추구멍250)에 넣는 와이어추 삽입단계를 설명하는 도면으로 이 와이어추 삽입단계에는 와이어추(120) 속에 설치되는 와이어자석(160)과 와이어추구멍(250)에 설치되는 배터리자석(260)이 서로 연결되는 자석연결단계를 추가할 수 있다.8 shows the wire weight 120 connected to the wire 130 coming down through the pulley 170 from the traction device 140 installed in the electric truck 100 and the wire holder 240 attached to the battery 200. A diagram for explaining the wire weight insertion step into the wire weight hole 250. In this wire weight insertion step, the wire magnet 160 installed in the wire weight 120 and the battery magnet 260 installed in the wire weight hole 250 It is possible to add a magnet connection step in which these are connected to each other.

와이어추(120)를 와이어추구멍(250)에 넣는 과정에서 와이어추(120) 하부에 와이어자석(160)을 설치하고 와이어추구멍(250) 중앙에 배터리자석(260)을 설치하면 두 강력한 영구자석의 힘으로 유연한 와이어(130)에 메달린 와이어추(120)를 잡아당겨 와이어추구멍(250)의 중심쪽으로 와이어추(120)를 이동시켜 오차를 줄이게 된다.In the process of putting the wire weight 120 into the wire weight hole 250 , when the wire magnet 160 is installed under the wire weight 120 and the battery magnet 260 is installed in the center of the wire weight hole 250 , two powerful permanent By pulling the wire weight 120 suspended on the flexible wire 130 by the force of the magnet and moving the wire weight 120 toward the center of the wire weight hole 250, the error is reduced.

도 9는 와이어홀더(240)를 덮는 슬라이딩덮개(270)를 닫아서 와이어추(120)가 연결된 와이어(130)의 중심을 와이어홀더(240)의 특정 위치에 고정시키면서 와이어추(120)에 배터리(200)의 무게를 전달할 수 있도록 만드는 와이어추 고정단계를 설명하는 도면으로, 와이어추 고정단계에서 슬라이딩덮개(270)를 2개로 구성하여 와이어추구멍(250)을 양쪽에서 덮어서 와이어추(120)를 고정한다.9 shows the battery (120) on the wire weight 120 while fixing the center of the wire 130 to which the wire weight 120 is connected to a specific position of the wire holder 240 by closing the sliding cover 270 covering the wire holder 240. 200) is a diagram for explaining the fixing step of the wire weight making it possible to transmit the weight of the wire weight, the wire weight 120 by covering the wire weight hole 250 from both sides by configuring the sliding cover 270 in two in the wire weight fixing step Fix it.

와이어홀더(240)에는 와이어추구멍(250)과 배터리자석(260)과 슬라이딩덮개270)가 포함되고, 슬라이딩덮개 하부에는 상기 원통에 맞도록 형성되는 반원형함몰부(미도시), 배터리(200)에 고정되어 배터리의 무게를 슬라이딩덮개(270)에 전달하면서 슬라이딩덮개(270)를 열고 닫도록 작동하는 슬라이딩유닛(미도시)이 추가로 구성되고, 2개의 슬라이딩덮개(270)를 닫으면 반원형 함몰부 2개가 만나서 원통(121)을 고정할 수 있는 원형함몰부를 형성하면서 와이어추(120)을 구성하는 원통(121)을 원형함몰부의 중심으로 이동시켜 와이어홀더(240)의 와이어 중심위치를 고정시키게 된다.The wire holder 240 includes a wire weight hole 250 , a battery magnet 260 and a sliding cover 270 , and a semi-circular depression (not shown) formed to fit the cylinder at the lower portion of the sliding cover, and the battery 200 . A sliding unit (not shown) that is fixed to and operates to open and close the sliding cover 270 while transferring the weight of the battery to the sliding cover 270 is additionally configured, and when the two sliding covers 270 are closed, a semicircular recessed part The two meet to form a circular depression capable of fixing the cylinder 121 while moving the cylinder 121 constituting the wire weight 120 to the center of the circular depression to fix the wire center position of the wire holder 240. .

와이어홀더(240)의 슬라이딩덮개(270)는 와이어추구멍(250)을 열고 닫는 과정에서 2가지의 중요한 기능을 수행하는데 하나는 와이어의 중심을 고정하는 것이고 다른 하나는 배터리의 하중을 와이어에 전달하는 것이다.The sliding cover 270 of the wire holder 240 performs two important functions in the process of opening and closing the wire weight hole 250. One is to fix the center of the wire, and the other is to transfer the load of the battery to the wire. will do

중심고정은 슬라이딩덮개(270)가 결합을 시작하면서 형성되는 원형함몰부가 먼저 원통(121)을 밀어내면서 와이어추(120)가 와이어추구멍(250)의 중심쪽으로 이동하고 원형함몰부가 완전한 원형이 되면 중심에 위치하게 되며, 하중전달은 원판(122)이 와이어의 견인력을 슬라이딩덮개의 원형함몰부 평면을 통하여 전달하면서 이루어진다.Center fixation is when the circular depression formed when the sliding cover 270 starts to couple first pushes the cylinder 121 and the wire weight 120 moves toward the center of the wire weight hole 250 and the circular depression becomes a complete circle. It is located in the center, and the load transfer is made while the disk 122 transmits the traction force of the wire through the plane of the circular depression of the sliding cover.

와이어추(120)의 구성은, 와이어(130)와 연결된 원판(122)이 한 쪽에 결합된 원통(121), 원통(121)의 다른 한쪽에 설치되는 와이어자석(160)을 포함하여 구성된다.The configuration of the wire weight 120, the wire 130 and the circular plate 122 connected to one side is coupled to the cylinder 121, the cylinder 121 is configured to include a wire magnet 160 installed on the other side.

전기트럭(100)의 배터리결합유닛(110)에 설치된 견인장치(140)를 견인모터(150)으로 작동시켜 와이어(130)에 견인력을 전달하면, 그 힘이 도르래(170)를 지나서 와이어추(120)로 전달되고, 와이어추(120)는 와이어홀더(240)의 슬라이딩덮개(270)에 견인력을 전달하게 되고, 슬라이딩덮개(270)는 슬라이딩유닛(미도시)을 통해서 배터리(200)에 전달하여 배터리(200)가 들려 올라갈 수 있는 것이다.When the traction device 140 installed in the battery coupling unit 110 of the electric truck 100 is operated with the traction motor 150 to transmit traction force to the wire 130, the force passes through the pulley 170 and the wire weight ( 120), the wire weight 120 transmits traction to the sliding cover 270 of the wire holder 240, and the sliding cover 270 is transmitted to the battery 200 through a sliding unit (not shown). Thus, the battery 200 can be lifted up.

도 10은 견인장치(140)로 와이어(130)를 끌어올려 배터리(200)를 공중으로 들어서 중력에 의하여 전기트럭(100)의 배터리(200)가 배터리결합유닛(110)에 삽입될 수 있도록 위치가 조정되는 위치조정단계를 설명하는 도면으로 이렇게 배터리가 공중에 들려지면 중력에 의하여 위치오차가 일시에 제거되어 견인장치(140)와 연결된 도르래(170)의 수직와이어(180) 중심위치와 와이어홀더(240)의 와이어 중심위치의 차이가 1mm 이내가 된다.10 is a position so that the battery 200 of the electric truck 100 can be inserted into the battery coupling unit 110 by gravity by lifting the wire 130 with the traction device 140 to lift the battery 200 into the air. When the battery is lifted in the air, the position error is temporarily removed by gravity, and the vertical wire 180 center position of the pulley 170 connected to the traction device 140 and the wire holder The difference in the wire center position of 240 is within 1 mm.

도 11은 견인장치(140)로 와이어(130)를 더 견인하여 배터리(200)가 배터리결합유닛(110) 속으로 삽입되는 삽입단계를 설명하는 도면으로, 위치조정이 된 배터리(200)는 와이어(130)를 견인장치(140)로 계속 견인하면 전기트럭(100)의 배터리결합유닛(110) 속으로 들어가서 완전히 밀착이 이루어지고 견인모터(150)의 회전이 중단되어 배터리 삽입이 완료된다.11 is a view for explaining an insertion step in which the battery 200 is inserted into the battery coupling unit 110 by further pulling the wire 130 with the traction device 140, and the battery 200 with the position adjusted is the wire If the 130 is continuously towed by the traction device 140, it enters into the battery coupling unit 110 of the electric truck 100 and is completely in close contact, and the rotation of the traction motor 150 is stopped to complete the battery insertion.

배터리(200)가 자율주행하여 발생하는 위치오차는 배터리의 결합과정에서 단계적으로 감소하는 방식으로, 배터리위치단계에서는 견인장치(140)와 연결된 도르래(170)의 수직와이어중심위치(180)와 상기 와이어홀더(240)의 와이어 중심위치의 차이가 50mm 이내이고, 자석연결단계에서는 와이어추(120)의 와이어 중심위치와 와이어홀더(240)의 와이어 중심위치의 차이가 10mm 이내이고, 와이어고정단계에서는 와이어추(120)의 와이어 중심위치와 와이어홀더(240)의 와이어 중심위치의 차이가 1mm 이내이고, 위치조정단계에서는 견인장치(140)와 연결된 도르래(170)의 수직와이어중심위치(180)와 와이어홀더(240)의 와이어 중심위치의 차이가 1mm 이내가 되어, 단계적으로 배터리(200)의 위치오차를 감소시켜 정확하게 배터리결합유닛(110)에 삽입한다.The position error generated by the autonomous driving of the battery 200 is reduced step by step during the battery assembly process. In the battery position stage, the vertical wire center position 180 of the pulley 170 connected to the traction device 140 and the The difference between the wire center position of the wire holder 240 is within 50 mm, and in the magnet connection step, the difference between the wire center position of the wire weight 120 and the wire center position of the wire holder 240 is within 10 mm, and in the wire fixing step The difference between the wire center position of the wire weight 120 and the wire center position of the wire holder 240 is within 1 mm, and in the position adjustment step, the vertical wire center position 180 of the pulley 170 connected to the traction device 140 and The difference between the wire center position of the wire holder 240 is within 1 mm, and the position error of the battery 200 is reduced step by step and is accurately inserted into the battery coupling unit 110 .

이 과정에서 전기트럭(100)에 설치한 와이어(130)와 도르래(170)가 만드는 수직와이어중심위치(180)와 그리고 배터리(200)에 설치한 와이어홀더(240)에 생기는 외이어홀더 와이어 중심위치 사이의 와이어의 연결오차가 단계적으로 감소하게 되고 이렇게 연결오차가 감소한 와이어를 견인하여 공중으로 들어 올리면 중력에 의하여 자동적으로 1mm 이내로 위치오차가 감소하여 배터리 정확도가 확보되어 전기트럭(100)에 배터리(200)를 정확하게 결합하게 된다.In this process, the vertical wire center position 180 made by the wire 130 and the pulley 170 installed in the electric truck 100 and the outer ear holder wire center generated in the wire holder 240 installed in the battery 200 The connection error of the wire between the positions is reduced step by step, and when the wire with the reduced connection error is towed and lifted in the air, the position error is automatically reduced to within 1mm by gravity and the battery accuracy is secured and the battery is supplied to the electric truck 100. (200) is correctly combined.

와이어(130)는 인장강도가 큰 금속선이나 탄소섬유로 만들거나 체인으로 구성할 수 있으며 와이어 4개로 배터리를 들어 올리지만 무게 균형이 사라져 순간적으로 와이어 2개로 지지하는 상황에서도 견딜 수 있도록 200kg 이상의 충분한 장력을 가지도록 만든다.The wire 130 may be made of metal wire or carbon fiber with high tensile strength, or it may be configured as a chain. Although the battery is lifted with four wires, the weight balance is lost and sufficient tension of 200 kg or more to withstand the situation of being supported by two wires momentarily make it to have

와이어로 체인을 사용하는 경우 도르레(170) 대신 체인용 스프로켓을 사용하며, 견인장치(140)로는 와이어를 감는 방식 대신 견인모터(150)가 회전시키는 나사를 따라 직선 이동하는 이동체가 체인을 견인하는 방식을 사용할 수 있다 When using a chain as a wire, a chain sprocket is used instead of the pulley 170, and as the traction device 140, a moving body that moves linearly along the screw rotated by the traction motor 150 pulls the chain instead of winding the wire. method can be used

배터리를 자율주행하기 위한 배터리에 설치되는 4개의 메카넘휠, 각각의 메카넘휠에 장착된 모터로 이루어져, 메카넘휠의 회전 조합에 따라서 배터리의 전진, 후진, 좌측이동, 우측이동, 회전의 움직임을 만들어, 배터리가 자율주행으로 이동할 수 있게 된다.It consists of four Mecanum wheels installed on the battery for autonomous driving of the battery, and a motor mounted on each Mecanum wheel, and according to the combination of rotation of the Mecanum wheel, the battery moves forward, backward, left, right, and rotates. , the battery will be able to move into autonomous driving.

이러한 메커넘휠 4개를 이용하는 바퀴 구성은 물류창고에서 자율주행으로 이동하며 선반의 아래에 들어가서 선반을 들어 운반하는 물류로봇(Automatic Guided Vehicle : AGV)에서 잘 활용하고 있는 방식으로 4개 바퀴의 회전방향을 구성하는 것만으로 전진 후진 이동은 물론 제자리 회전과 측면이동 까지도 가능한 최고의 이동능력을 보유하여 본 발명의 배터리 자율주행 이동에 있어서 50mm 이하로 이동 정확도를 유지하는 것은 충분히 가능하며, 물류창고에서 자동으로 이동하는 물류로봇의 제어장치를 배터리에 장착하면 배터리가 자동운전으로 이동한다.The wheel configuration using these four Mecanum wheels is a method that is well utilized in a logistics robot (Automatic Guided Vehicle: AGV) that moves from a warehouse to autonomous driving and moves under a shelf and lifts a shelf, and the direction of rotation of the four wheels Only by configuring the If the control device of the moving logistics robot is mounted on the battery, the battery moves to automatic operation.

삽입된 배터리(200)를 배터리결합유닛(110)에 설치된 배터리고정유닛(190)으로 고정하는 고정단계를 추가하여, 삽입단계에서는 배터리(200)가 배터리결합유닛(110)으로 삽입되면서 상기 배터리(200)의 십자형 고정구멍(280) 속으로 상기 배터리결합유닛(110)에 설치된 배터리고정유닛(190)이 동시에 삽입되는데 고정단계에서는 이 배터리고정유닛(190)을 회전시키면 고정구멍(280)에 단단히 조여져 고정되고, 배터리고정유닛(190)을 2개 이상 설치하고 조이는 회전방향을 다르게 구성하여 배터리(200)가 배터리결합유닛(110) 내부에서 움직이지 않고 단단히 고정되도록 한다.By adding a fixing step of fixing the inserted battery 200 to the battery fixing unit 190 installed in the battery coupling unit 110, in the insertion step, the battery 200 is inserted into the battery coupling unit 110 while the battery ( 200), the battery fixing unit 190 installed in the battery coupling unit 110 is simultaneously inserted into the cross-shaped fixing hole 280 of the 200). It is tightened and fixed, and two or more battery fixing units 190 are installed and the tightening rotation directions are configured differently so that the battery 200 is firmly fixed without moving inside the battery coupling unit 110 .

한편, 전기트럭(100)에서 배터리(200)를 분리하는 분리단계는, 견인장치(140)로 와이어(130)를 풀어 배터리(200)가 하강하여 바퀴(230)가 교체공간의 이동평면(4000에 착륙하는 착륙단계와, 와이어홀더(240)를 열어서 배터리(200)를 와이어(130)와 분리하는 와이어분리단계로 이루어진다.On the other hand, in the separation step of separating the battery 200 from the electric truck 100, the battery 200 is lowered by loosening the wire 130 with the traction device 140, and the wheel 230 is moved to the moving plane 4000 of the replacement space. It consists of a landing step of landing on the pole, and a wire separation step of opening the wire holder 240 to separate the battery 200 from the wire 130 .

배터리의 제1이동단계 이후에 배터리(200)가 충전공간(500)에서 충전이 이루어지는 충전단계가 추가되고, 충전된 배터리(200)는 다시 교체공간(400)으로 이동하는 제2이동단계를 거쳐서 전기트럭(100)과 결합한다.A charging step in which the battery 200 is charged in the charging space 500 is added after the first moving step of the battery, and the charged battery 200 goes through a second moving step of moving back to the replacement space 400 , It is combined with the electric truck 100 .

충전공간(500)은, 배터리의 충전이 이루어지는 충전실이 수직 다단으로 여러 개 적치되도록 구성되는 충전유닛과, 충전실 각각의 바닥면과 배터리의 이동평면 사이에서 존재하는 높이 차이를 해결하여 배터리가 이동할 수 있도록 충전유닛과 이동평면 사이에서 배터리를 적재하여 수직으로 승강시키는 승강유닛이 추가로 포함되어, 배터리가 자동운전으로 이동하여 충전될 수 있도록 구성한다.The charging space 500 is a charging unit configured so that a plurality of charging chambers in which the batteries are charged are vertically stacked, and a height difference existing between the floor surface of each charging chamber and the movement plane of the battery is resolved, so that the battery An elevating unit is additionally included to vertically elevate and load the battery between the charging unit and the moving plane so that it can be moved, and the battery is configured to be charged by moving in automatic operation.

배터리의 충전 과정에서도 배터리가 충전실에서 자동으로 충전이 이루어지도록 구성할 수 있는데, 이를 위하여 충전실에서는 견인장치를 충전실에 설치하고 와이어로 배터리를 들어올리는 충전견인단계와, 견인된 배터리를 충전실의 충전단자와 연결하는 충전단자연결단계로 이루어져, 와이어를 배터리의 와이어홀더에 연결하여 배터리를 들어 올려 배터리의 위치가 자동으로 조정되면서 배터리 충전단자가 설치된 충전배터리결합유닛으로 들어가서 배터리를 충전단자와 결합하여 자동으로 충전된다.In the charging process of the battery, the battery can be configured to be charged automatically in the charging room. It consists of a charging terminal connection step that connects to the charging terminal of the seal, and by connecting the wire to the wire holder of the battery and lifting the battery, the position of the battery is automatically adjusted. It is automatically charged when combined with

충전실에 각각 설치되는 충전단자는 전기 공급과 차단이 전자스위치로 작동되며 이러한 모든 과정은 발전소의 잉여전기를 활용하여 충전이 이루어지도록 제어장치가 구성되어 저렴한 잉여전기를 사용하여 경제적으로 충전할 수 있다.Each charging terminal installed in the charging room is operated by an electronic switch to supply and cut off electricity, and the control device is configured so that charging takes place using the surplus electricity of the power plant. there is.

도 12는 전기트럭에서 분리한 배터리를 이용한 ESS 개념도로 충전공간에서 충전된 배터리를 발전소에 필요한 예비전력을 공급하는 ESS 장치의 일부로 활용하는 ESS 활용단계를 추가한 것이다.12 is a conceptual diagram of an ESS using a battery separated from an electric truck, adding an ESS utilization step that utilizes the battery charged in the charging space as a part of the ESS device for supplying spare power required for the power plant.

ESS 장치는 배터리로 전기를 저장하여 필요시 발전소를 대신하여 전력망에 전력을 공급하는 장치로, 이러한 ESS 장치를 전기트럭에서 분리한 배터리를 이용하여 충전공간(500)에 설치하면 전기트럭의 배터리 교체 시간과 전기수요가 최대로 발생하는 시간의 차이를 이용하여 최대 전기수요에 대비한 에비전력을 공급하는 장치로 구성할 수 있다.The ESS device is a device that stores electricity with a battery and supplies power to the power grid instead of the power plant when necessary. When this ESS device is installed in the charging space 500 using a battery separated from the electric truck, the battery of the electric truck is replaced. It can be configured as a device that supplies standby power in preparation for the maximum electricity demand by using the difference between the time and the time when the electricity demand is maximum.

도 13은 전력곡선을 이용한 잉여전기 발생 개념도로 대한민국 전력거래소 홈페이지에서 실시간으로 제공한 24시간 사용전기 그래프를 이용하여 전기트럭 배터리 충전에 활용할 수 있는 잉여전기 활용의 개념을 설명하기 위한 것이다.13 is a conceptual diagram of surplus electricity generation using a power curve to explain the concept of utilizing surplus electricity that can be utilized for charging an electric truck battery using a 24-hour electricity graph provided in real time from the Korea Power Exchange website.

발전 전기량은 일정한데 비하여 사용전기량은 야간에 급감하는 특성을 가지고 있고 유도전기로 생산하는 발전기로 발생하는 블랙아웃을 방지하기 위하여 반드시 잉여전기량이 발생하는 것이며 이 잉여전기는 발전소의 복수기 장치에서 별도로 잉여 수증기를 냉각하여 제거하는 방식으로 사라지고 있기 때문에 잉여전기는 매우 저렴하게 활용할 수 있다.Although the amount of electricity generated is constant, the amount of electricity used has a characteristic that it decreases sharply at night, and a surplus amount of electricity is necessarily generated to prevent blackout caused by generators produced by induction electricity. The surplus electricity can be used very cheaply, as it disappears by cooling and removing water vapor.

이렇게 저렴한 잉여전기를 사용하여 배터리를 충전하여 사용전기량이 많은 시간에 비싸게 공급할 수 있는 ESS 장치로 전기트럭에서 분리한 배터리를 활용하는 것이다.By using this cheap surplus electricity to charge the battery, the battery separated from the electric truck is used as an ESS device that can supply expensive electricity at a time when the amount of electricity used is high.

도 14는 트레일러 하부에 배터리가 결합한 개념도이며 도 15는 트레일러에서 배터리가 분리된 개념도이다.14 is a conceptual diagram in which a battery is coupled to the lower part of the trailer, and FIG. 15 is a conceptual diagram in which the battery is separated from the trailer.

화물을 더 많이 운반하기 위해 고안된 트럭의 한 종류인 트레일러는 차체에 엔진이 부착되지 않고 엔진이 부착된 견인트럭인 트렉터에 의해 끌려가는 차량으로 하중을 트렉터에 전달하는 구조인 세미트레일러와 자체 바퀴가 모두 지지하는 풀트레일러로 나누어진다.A trailer, a type of truck designed to carry more cargo, is a vehicle that is towed by a tractor, a tow truck with an engine attached to it, without an engine attached to the body. It is divided into full trailers that all support.

트레일러(600)도 화물칸과 바퀴를 지지하는 트레일러차체(601)을 가지고 있으며 트레일러차체(601) 하부에 충분한 공간을 가지고 있으므로 이 공간을 이용하여 배터리결합유닛(110)을 부착하여 배터리(200)을 결합하고 분리하며 전기트럭에 필요한 전기를 공급하도록 구성한다.The trailer 600 also has a trailer body 601 that supports the cargo compartment and wheels, and has a sufficient space under the trailer body 601, so using this space, the battery coupling unit 110 is attached to the battery 200. It combines and separates and configures to supply the necessary electricity to the electric truck.

즉, 전기트럭은 화물을 적재하는 트레일러가 분리되는 분리형 트럭이고, 트레일러의 하부에 배터리를 결합하고 분리하는 배터리결합유닛을 배치하여 화물운송에 필요한 전기를 트레일러에서 공급할 수 있다.That is, the electric truck is a detachable truck in which a trailer for loading cargo is separated, and by arranging a battery coupling unit that combines and separates a battery in the lower part of the trailer, electricity required for cargo transportation can be supplied from the trailer.

또한 트레일러에 모터를 설치하고, 트레일러에 설치된 배터리결합유닛에 결합한 배터리로 전기를 공급하여 모터로 트레일러의 바퀴를 회전시켜 트레일러의 이동에 필요한 구동력을 제공할 수 있다.In addition, a motor may be installed in the trailer, and electricity may be supplied to a battery coupled to a battery coupling unit installed in the trailer to rotate the wheels of the trailer with the motor, thereby providing driving force necessary for the movement of the trailer.

최근에는 바퀴 내부에 설치하는 인휠모터도 개발이 되고 있는데 이러한 인휠보터를 트레일러의 바퀴에 설치하면 트레일러도 견인력을 보유하여 견인력이 분산되어 가속능력이 개선되고 동력의 전달이 훨씬 효율적인 전기트럭을 구성할 수 있게 된다.Recently, an in-wheel motor installed inside the wheel is also being developed. If such an in-wheel motor is installed on the wheel of the trailer, the trailer also has traction, and the traction force is dispersed to improve acceleration ability and to construct an electric truck with much more efficient power transmission. be able to

트레일러의 하부에 화물의 중량에 필요한 전기를 공급하기 위하여 규격화된 배터리를 필요한 수량을 장착할 수 있으며 이 배터리는 메커넘휠을 이용하면 전면과 측면으로 이동이 지유로와 트레일러의 측면에서 진입이 동시에 이루어지고 자동으로 교체가 이루어져 1∼2분 정도의 시간으로 모든 배터리가 교체되므로 고속도로의 휴게소에 배터리 교체공간을 설치하면 전기트럭의 충전과 운행에 문제가 없고, 운전자가 휴식 없이 한 번에 운전할 수 있는 최대 300km 정도를 주행하기 필요한 전기를 공급하도록 배터리 수량을 구성하면 된다.In order to supply electricity required for the weight of the cargo in the lower part of the trailer, a standardized battery can be installed in the required quantity. This battery can be moved to the front and the side at the same time by using the Mecanum wheel, and the entry is made from the side of the trailer and the oil passage at the same time. All batteries are replaced in about 1 to 2 minutes after the engine is installed and replaced automatically, so if a battery replacement space is installed at a rest area on the highway, there is no problem in charging and operating the electric truck, and the driver can drive it at once without a break. You can configure the number of batteries to supply the electricity required to drive up to 300 km.

또한 트레일러는 화물하중의 일부를 트레일러를 견인하는 트렉터(700)가 지지하는 세미트레일러인 경우 트렉터의 이동에 필요한 전기를 공급하는 배터리는 트렉터 하부에 배터리결합유닛에 결합하는 분리형으로 구성하고, 운전석에 필요한 전기를 공급하는 배터리는 고정배터리(201)를 추가로 설치하고 이 고정배터리(201)는 충전케이블을 이용하여 충전하도록 구성할 수 있다.In addition, if the trailer is a semi-trailer supported by a tractor 700 that tows a part of the cargo load, the battery that supplies electricity necessary for the movement of the tractor is a detachable type that is coupled to the battery coupling unit at the bottom of the tractor. A battery that supplies necessary electricity may be configured to additionally install a fixed battery 201 and charge the fixed battery 201 using a charging cable.

한편, 자동차의 또 다른 변화는 운전자가 없는 자율자동차의 등장으로, 전기트럭도 자율주행을 하는 자율전기트럭으로 전환되는 시대가 오고 있는데, 본 발명에서 제시한 자동으로 배터리를 분리하고 장착하는 방식으로 자율전기트럭의 배터리를 구성하면 효과적이다.On the other hand, another change in automobiles is the advent of autonomous vehicles without a driver, and an era is coming when electric trucks are also converted to autonomous electric trucks that drive autonomously. It is effective to configure the battery of an autonomous electric truck.

이상에서와 같이 첨부된 도면을 참조하여 개시된 실시예들을 설명하였다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고도, 개시된 실시 예들과 다른 형태로 본 발명이 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 개시된 실시 예들은 예시적인 것이며, 한정적으로 해석되어서는 안 될 것이다.The disclosed embodiments have been described with reference to the accompanying drawings as described above. Those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention may be practiced in other forms than the disclosed embodiments without changing the technical spirit or essential features of the present invention. The disclosed embodiments are illustrative and should not be construed as limiting.

100 : 전기트럭   101 : 뒷바퀴
102 : 앞바퀴 103 : 차체
104 : 적재함 110 : 배터리결합유닛
120 : 와이어추 130 : 와이어
140 : 견인장치 150 : 견인모터
160 : 와이어자석 170 : 도르래
180 : 수직와이어중심위치 190 : 배터리고정유닛
200 : 배터리 210 : 고정배터리
230 : 바퀴 240 : 와이어홀더
250 : 와이어추구멍 260 : 배터리자석
270 : 슬라이딩덮개 280 : 고정구멍
300 : 이동평면 400 : 교체공간
500 : 충전공간 600 : 트레일러
601 : 트레일러차체 700 : 트렉터
100: electric truck 101: rear wheel
102: front wheel 103: body
104: loading box 110: battery combination unit
120: wire weight 130: wire
140: traction device 150: traction motor
160: wire magnet 170: pulley
180: vertical wire center position 190: battery fixing unit
200: battery 210: fixed battery
230: wheel 240: wire holder
250: wire weight hole 260: battery magnet
270: sliding cover 280: fixing hole
300: moving plane 400: replacement space
500: charging space 600: trailer
601: trailer body 700: tractor

Claims (16)

차체의 하부에 배터리결합유닛을 설치하여 배터리를 결합하고 분리하여 배터리를 교체하는 전기트럭에서,
상기 배터리에서 공급되는 전기로 상기 전기트럭을 주행하다가 상기 배터리를 교체하는 교체공간으로 들어오는 주행단계;
상기 주행단계에서 전기를 사용하여 방전된 상기 배터리를 상기 교체공간에서 상기 전기트럭의 하부로 분리하는 분리단계;
분리한 상기 배터리는 바퀴를 포함한 이동유닛으로 상기 전기트럭의 하부를 빠져나가 충전공간으로 이동하는 제1이동단계;
상기 충전공간에서 발전소에서 공급하는 전기를 이용하여 상기 배터리를 충전하는 충전단계;
충전된 상기 배터리를 상기 이동유닛을 이용하여 상기 충전공간에서 상기 교체공간의 상기 전기트럭 하부로 이동하는 제2이동단계;
상기 전기트럭 하부에 위치한 상기 배터리를 들어올려 상기 배터리결합유닛에 결합하는 결합단계; 로 이루어진 전기트럭 배터리 교체 방법.
In an electric truck that installs a battery combining unit in the lower part of a vehicle body to combine and separate batteries to replace batteries,
a driving step of driving the electric truck with electricity supplied from the battery and entering a replacement space for replacing the battery;
a separation step of separating the battery discharged using electricity in the driving step from the replacement space to the lower part of the electric truck;
a first moving step of moving the separated battery to a charging space through a moving unit including wheels;
a charging step of charging the battery using electricity supplied from a power plant in the charging space;
a second moving step of moving the charged battery from the charging space to the lower part of the electric truck in the replacement space using the moving unit;
a coupling step of lifting the battery located under the electric truck and coupling it to the battery coupling unit; How to replace the battery of an electric truck consisting of
제 1항에 있어서,
상기 결합단계는,
상기 배터리를 상기 배터리결합유닛 아래에 위치하는 배터리위치단계;
상기 전기트럭에 설치된 견인장치에 감긴 와이어를 내려서 상기 와이어를 상기 배터리에 부착된 와이어홀더와 연결하는 와이어연결단계;
상기 와이어로 상기 배터리를 공중으로 들어서 중력에 의하여 상기 배터리가 상기 전기트럭의 상기 배터리결합유닛에 삽입되는 위치로 조정되는 위치조정단계;
상기 견인장치로 상기 와이어를 더 견인하여 상기 배터리가 상기 배터리결합유닛 속으로 삽입되는 삽입단계; 로 이루어진 전기트럭 배터리 교체방법.
The method of claim 1,
The bonding step is
a battery positioning step of positioning the battery under the battery combining unit;
a wire connection step of lowering a wire wound on a towing device installed in the electric truck and connecting the wire to a wire holder attached to the battery;
a position adjustment step of lifting the battery in the air with the wire and adjusting the battery to a position where the battery is inserted into the battery coupling unit of the electric truck by gravity;
an insertion step of further pulling the wire with the traction device and inserting the battery into the battery coupling unit; How to replace the battery of an electric truck consisting of
제 2항에 있어서
상기 와이어연결단계는,
상기 전기트럭에 설치된 상기 견인장치에서 도르래를 거쳐 내려오는 상기 와이어에 연결된 와이어추를 상기 배터리에 부착된 상기 와이어홀더 내부의 와이어추구멍에 넣는 와이어추삽입단계;
상기 와이어홀더를 덮는 슬라이딩덮개를 닫아서 상기 와이어추가 연결된 상기 와이어의 중심을 상기 와이어홀더의 지정위치에 고정시키는 와이어추고정단계; 로 구성되어
상기 위치조정단계에서 상기 견인장치에 연결된 상기 도르래의 수직와이어중심위치와 상기 와이어홀더의 상기 지정위치가 중력에 의하여 자동으로 조정되는 것을 특징으로 하는 전기트럭 배터리 교체방법.
3. The method of claim 2
The wire connection step is
a wire weight insertion step of inserting a wire weight connected to the wire coming down through a pulley in the traction device installed in the electric truck into a wire weight hole inside the wire holder attached to the battery;
A wire weight fixing step of closing the sliding cover covering the wire holder to fix the center of the wire to which the wire weight is connected to a designated position of the wire holder; consists of
Electric truck battery replacement method, characterized in that the vertical wire center position of the pulley connected to the traction device in the position adjustment step and the designated position of the wire holder are automatically adjusted by gravity.
제 3항에 있어서,
상기 와이어추삽입단계는
상기 와이어추 속에 설치되는 와이어자석과 상기 와이어추구멍에 설치되는 배터리자석이 서로 연결되는 자석연결단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기트럭 배터리 교체방법.
4. The method of claim 3,
The wire weight insertion step is
Magnet connection step in which the wire magnet installed in the wire weight and the battery magnet installed in the wire weight hole are connected to each other; Electric truck battery replacement method comprising a.
제 4항에 있어서
상기 와이어추는,
상기 와이어와 연결된 원판이 한 쪽에 결합된 원통;
상기 원통의 다른 한쪽에 설치되는 상기 와이어자석; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기트럭 배터리 교체방법.
5. The method of claim 4
The wire weight,
a cylinder coupled to one side of the disk connected to the wire;
the wire magnet installed on the other side of the cylinder; Electric truck battery replacement method comprising a.
제 5항에 있어서
상기 와이어홀더의 상기 슬라이딩덮개에서,
상기 슬라이딩덮개 하부에는 상기 원통에 맞는 반원형함몰부;
상기 배터리에 고정되어 상기 배터리의 무게를 상기 슬라이딩덮개에 전달하며 상기 슬라이딩덮개를 열고 닫도록 작동하는 슬라이딩유닛; 이 추가로 구성되고
2개의 상기 슬라이딩덮개를 닫으면 상기 원통을 고정할 수 있는 원형함몰부가 형성되면서 상기 원통을 상기 원형함몰부의 중심으로 이동시켜 상기 와이어홀더의 와이어중심위치를 고정시키는 것을 특징으로 하는 전기트럭 배터리 교체방법.
6. The method of claim 5
In the sliding cover of the wire holder,
A semi-circular depression that fits the cylinder at the lower portion of the sliding cover;
a sliding unit fixed to the battery, transferring the weight of the battery to the sliding cover, and operating to open and close the sliding cover; This additionally consists of
When the two sliding covers are closed, a circular depression capable of fixing the cylinder is formed, and the cylinder is moved to the center of the circular depression to fix the wire center position of the wire holder.
제 4항에 있어서,
상기 배터리위치단계에서는 상기 수직와이어중심위치와 상기 지정위치의 차이가 50mm 이내이고,
상기 자석연결단계에서는 상기 와이어추의 와이어중심위치와 상기 지정위치의 차이가 10mm 이내이고,
상기 와이어추고정단계에서는 상기 와이어추의 와이어중심위치와 상기 지정위치의 차이가 1mm 이내이고,
상기 위치조정단계에서는 상기 수직와이어중심위치와 상기 지정위치의 차이가 1mm 이내가 되어,
단계적으로 차이를 줄이며 상기 배터리를 상기 배터리결합유닛에 삽입하는 것을 특징으로 하는 전기트럭 배터리 교체방법.
5. The method of claim 4,
In the battery position step, the difference between the vertical wire center position and the designated position is within 50 mm,
In the magnet connection step, the difference between the wire center position of the wire weight and the designated position is within 10 mm,
In the wire weight fixing step, the difference between the wire center position of the wire weight and the specified position is within 1 mm,
In the positioning step, the difference between the vertical wire center position and the designated position is within 1 mm,
Electric truck battery replacement method, characterized in that the difference is reduced step by step and the battery is inserted into the battery combining unit.
제 2항에 있어서,
삽입된 상기 배터리를 상기 배터리결합유닛에 설치된 배터리고정유닛으로 고정하는 고정단계; 를 추가하여
상기 고정단계에서는 상기 배터리고정유닛이 상기 배터리의 고정구멍에 결합하여 고정하고,
상기 배터리고정유닛을 2개 이상 설치하는 것을 특징으로 하는 전기트럭 배터리 교체방법.
3. The method of claim 2,
a fixing step of fixing the inserted battery with a battery fixing unit installed in the battery combining unit; by adding
In the fixing step, the battery fixing unit is coupled to the fixing hole of the battery and fixed,
Electric truck battery replacement method, characterized in that installing two or more of the battery fixing unit.
제 1항에 있어서,
상기 배터리의 이동은
상기 배터리에 바퀴를 장착하여 직접 자율주행으로 이동하거나
상기 바퀴가 장착된 이동유닛에 상기 배터리를 실어서 자율주행으로 이동하고,
상기 바퀴는,
상기 배터리에 설치되는 4개의 메카넘휠;
상기 메카넘휠 각각에 장착된 모터; 로 이루어져 상기 메카넘휠의 회전 조합에 따라서 상기 배터리의 전진, 후진, 좌측이동, 우측이동, 회전의 움직임을 만들어,
상기 배터리가 자율주행으로 이동할 수 있는 것을 특징으로 하는 전기트럭 배터리 교체방법.
The method of claim 1,
The movement of the battery is
By mounting wheels on the battery, it can move directly to autonomous driving, or
The battery is loaded on the mobile unit equipped with the wheel and moves to autonomous driving,
The wheel is
four Mecanum wheels installed on the battery;
a motor mounted on each of the Mecanum wheels; to make the movement of the battery forward, backward, left movement, right movement, and rotation according to the rotation combination of the Mecanum wheel,
Electric truck battery replacement method, characterized in that the battery can move in autonomous driving.
제 2항에 있어서,
상기 와이어는
금속선 또는 탄소섬유로 만들거나 체인을 이용하여 구성하는 것을 특징으로 하는 전기트럭 배터리 교체방법.
3. The method of claim 2,
the wire is
Electric truck battery replacement method, characterized in that it is made of metal wire or carbon fiber or configured using a chain.
제 2항에 있어서,
상기 분리단계는,
상기 견인장치로 상기 와이어를 풀어 상기 배터리가 하강하여 상기 배터리가 상기 교체공간에 착륙하는 착륙단계;
상기 와이어홀더를 열어서 상기 배터리를 상기 와이어와 분리하는 와이어분리단계; 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기트럭 배터리 교체방법.
3. The method of claim 2,
The separation step is
a landing step in which the battery descends by releasing the wire with the traction device to land the battery in the replacement space;
a wire separation step of separating the battery from the wire by opening the wire holder; Electric truck battery replacement method, characterized in that consisting of.
제 2항에 있어서,
상기 충전공간은,
상기 배터리의 충전이 이루어지는 충전실이 수직 다단으로 여러 개 적치되도록 구성되는 충전유닛;
상기 충전실의 바닥면과 상기 배터리 이동평면 사이의 높이 차이를 해결할 수 있도록 상기 충전유닛과 상기 이동평면 사이에서 상기 배터리를 적재하여 수직으로 승강시키는 승강유닛; 이 추가로 포함되는 것을 특징으로 하는 전기트럭 배터리 교체방법.
3. The method of claim 2,
The charging space is
a charging unit configured such that a plurality of charging chambers in which the battery is charged are vertically stacked;
an elevating unit for vertically elevating the battery by loading the battery between the charging unit and the moving plane so as to solve a height difference between the floor surface of the charging chamber and the battery moving plane; Electric truck battery replacement method, characterized in that it is further included.
제 12항에 있어서,
상기 충전실에서는,
상기 견인장치를 상기 충전실에 설치하고 상기 와이어로 상기 배터리를 들어 올리는 충전견인단계;
견인된 상기 배터리를 상기 충전실의 충전단자와 연결하는 충전단자연결단계; 가 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기트럭 배터리 교체방법.
13. The method of claim 12,
In the charging room,
a charging traction step of installing the traction device in the charging chamber and lifting the battery with the wire;
a charging terminal connection step of connecting the towed battery to a charging terminal of the charging chamber; Electric truck battery replacement method, characterized in that made.
제 1항에 있어서,
상기 충전공간에서 충전된 상기 배터리를 발전소에 필요한 예비전력을 공급하는 ESS 장치의 일부로 활용하는 ESS 활용단계; 가 추가되는 것을 특징으로 하는 전기트럭 배터리 교체방법
The method of claim 1,
an ESS utilization step of utilizing the battery charged in the charging space as a part of an ESS device for supplying spare power required for a power plant; Electric truck battery replacement method, characterized in that the added
제 1항 내지 제 14항의 어느 한 항에 있어서,
상기 전기트럭은 화물을 적재하는 트레일러가 분리되는 분리형 트럭이고,
상기 트레일러의 하부에 상기 배터리를 결합하고 분리하는 상기 배터리결합유닛을 배치하여 화물 운송에 필요한 전기를 상기 트레일러에서 공급할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 전기트럭 배터리 교체방법.
15. The method according to any one of claims 1 to 14,
The electric truck is a detachable truck in which a trailer for loading cargo is separated,
Electric truck battery replacement method, characterized in that by arranging the battery coupling unit for coupling and separating the battery under the trailer so that the trailer can supply electricity required for freight transportation.
제 15항에 있어서,
상기 트레일러에 모터를 설치하고,
상기 트레일러에 설치된 배터리결합유닛에 결합한 상기 배터리로 전기를 공급하여 상기 모터로 상기 트레일러의 바퀴를 회전시켜,
상기 트레일러의 이동에 필요한 구동력을 제공하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 전기트럭 배터리 교체방법.
16. The method of claim 15,
Install a motor on the trailer,
By supplying electricity to the battery coupled to the battery coupling unit installed in the trailer to rotate the wheels of the trailer with the motor,
Electric truck battery replacement method, characterized in that configured to provide a driving force necessary for the movement of the trailer.
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CN114914602A (en) * 2022-05-31 2022-08-16 福建铕乾新能源科技有限公司 Lithium battery pack of sightseeing electric vehicle
CN116279321A (en) * 2023-03-22 2023-06-23 烟台沃德机电设备维修有限公司 Quick power-changing device of electric explosion-proof vehicle

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