KR20220093557A - 인공지능 기반의 전기차 충전기 함체 온도 유지 시스템 - Google Patents

인공지능 기반의 전기차 충전기 함체 온도 유지 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명의 인공지능 기반의 전기차 충전기 함체 온도 유지 시스템은, 함체; 상기 함체의 정면 개구에 설치되는 도어; 상기 도어의 일측에 설치되어 상기 함체 내의 설비들을 제어하는 인공지능(AI) 기반의 액정표시장치; 상기 함체의 배면 일측을 관통하도록 상기 함체 내부와 외부에 설치되는 상변화물질(PCM)이 충진된 배관을 포함하는 것을 특징으로 되어 있으므로, 함체 내부 온도가 한계점(상온을 설정) 이내로 유지되도록 제어할 수 있고, 이에 따라 직사 광선의 고온 현상으로 인한 함체 내의 설비 고장을 미연에 방지할 수 있는 것임.

Description

인공지능 기반의 전기차 충전기 함체 온도 유지 시스템{TEMPERATURING-MAINTAINABLE SYSTEM FOR CHARGER BOX OF ELECTRIC VEHICLE BASED ON ARTIFICIAL INTELLIGNENCE}
본 발명은 인공지능 기반의 전기차 충전기 함체 온도 유지 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 함체의 내부와 외부에 설치되는 상변화물질(Phase Change Material, PCM)을 이용한 열원과 함체의 상부와 배면에 가해지는 직사 광선을 차단하여 함체 내부 온도를 한계점(상온을 설정) 이내로 유지할 수 있도록 하는 인공지능 기반의 전기차 충전기 함체 온도 유지 시스템에 관한 것이다.
최근 에너지와 환경 문제가 주요한 이슈로 부각되면서 기존 내연기관 자동차에 대비하여 효율이 높고 배출가스가 적은 친환경 신기술 자동차를 일컫는 그린카에 대한 관심이 높아지고 있다. 그린카에는 하이브리드차를 비롯해 플러그인 하이브리드차, 클린(Clean) 디젤차, 연료전지차, 전기자동차 등이 포함된다. 이하 전기 자동차 또는 전기차라 함은 전기 충전이 필요한 모든 차량을 지칭한다. 최근 정부는 전기자동차를 2011년 양산하는 계획을 발표하는 등 전기자동차의 수요가 급증할 것으로 예상이 되는 상황이다. 전기차의 경우, 전문적인 충전소 이외에도 직장 및 가정의 주차장 등에서 충전이 가능한데 1회 충전 시 일반적으로 4 ~ 6 시간이상 소요되고 급속 충전시에도 30분 ~ 1시간 이상 충전이 필요하다.
한편, 전기차 충전기 함체는 옥외에 설치되기 때문에 직사 광선에 의한 내부 고온 현상으로 인하여 부품 파손 등의 설비 고장이 발생될 뿐만 아니라 벌레들의 번식 등의 서식지 제공으로 설비 고장이 발생되었다.
대한민국 공개특허공보 제2012-0035431호(2012.04.16.)
본 발명의 목적은 기존의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 제안된 것으로서, 함체 내부 온도가 한계점 이내로 유지되도록 제어함으로써 직사 광선의 고온 현상으로 인한 설비 고장을 미연에 방지할 수 있는 인공지능 기반의 전기차 충전기 함체 온도 유지 시스템을 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 인공지능 기반의 전기차 충전기 함체 온도 유지 시스템은, 함체; 상기 함체의 정면 개구에 설치되는 도어; 상기 도어의 일측에 설치되어 상기 함체 내의 설비를 제어하는 인공지능(AI) 기반의 액정표시장치; 상기 함체의 배면 일측을 관통하도록 상기 함체 내부와 외부에 설치되는 상변화물질(PCM)이 충진된 배관을 포함하는 것을 특징으로 한다.
다른 실시예로서, 본 발명의 함체의 상면에는 지붕이 설치되는 것을 특징으로 한다.
다른 실시예로서, 본 발명의 지붕은 상기 지붕의 하면과 상기 함체의 상면을 연결하는 간격유지부재에 의해 일정 간격을 유지하는 것을 특징으로 한다.
다른 실시예로서, 본 발명의 간격유지부재는 상기 지붕의 하면과 상기 함체의 상면 사이에 전후 및 좌우 방향으로 일정 거리를 두고 분산 설치되는 것을 특징으로 한다.
다른 실시예로서, 본 발명의 간격유지부재는 상기 지붕에 설치되는 파이프형 너트와 상기 함체의 상면에 설치되는 볼트의 결합체인 것을 특징으로 한다.
다른 실시예로서, 본 발명의 함체의 배면에는 그늘벽체가 설치되는 것을 특징으로 한다.
다른 실시예로서, 본 발명의 그늘벽체는 상기 그늘벽체의 정면과 상기 함체의 배면을 연결하는 간격유지부재에 의해 일정 간격을 유지하는 것을 특징으로 한다.
다른 실시예로서, 본 발명의 간격유지부재는 상기 그늘벽체의 정면과 상기 함체의 배면 사이에 상하 및 좌우 방향으로 일정 거리를 두고 분산 설치되는 것을 특징으로 한다.
다른 실시예로서, 본 발명의 간격유지부재는 상기 그늘벽체의 정면에 설치되는 파이프형 너트와 상기 함체의 배면에 설치되는 볼트의 결합체인 것을 특징으로 한다.
다른 실시예로서, 본 발명의 배관은 상기 함체 내부 배면과 상기 그늘벽체 내부 정면에 지그재그식으로 각각 배치되면서 하나의 배관라인으로 연결되고, 상기 배관의 일측에 상기 배관 내부에 충진된 상변화물질(PCM)의 이동을 제어하도록 상기 액정표시장치와 연결되는 전동밸브가 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 인공지능 기반의 전기차 충전기 함체 온도 유지 시스템은 도어의 일측에 함체 내의 설비를 제어하는 인공지능(AI) 기반의 액정표시장치가 설치되고, 함체의 상면에 직사 광선을 차단하면서 공기 흐름을 유도하는 지붕이 일정 간격을 두고 설치되고, 함체의 배면에 직사 광선을 차단하면서 공기 흐름을 유도하는 그늘벽체가 일정 간격을 두고 설치되며, 함체의 배면 일측을 관통하도록 함체 내부와 외부에 상변화물질(PCM)이 충진된 배관이 설치되는 구조이기 때문에 함체 내부 온도가 한계점 이내로 유지되도록 제어할 수 있으므로 직사 광선의 고온 현상으로 인한 함체 내의 설비 고장을 미연에 방지할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 전기차 충전기 함체를 도시한 정면도,
도 2는 본 발명에 따른 전기차 충전기 함체를 도시한 측면도,
도 3은 본 발명에 따른 전기차 충전기 함체를 도시한 배면도이다.
이하, 본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다.
도 1은 본 발명에 따른 전기차 충전기 함체를 도시한 정면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 전기차 충전기 함체를 도시한 측면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 전기차 충전기 함체를 도시한 배면도이다.
본 발명의 실시예에 따른 인공지능 기반의 전기차 충전기 함체 온도 유지 시스템은, 정면이 개구된 사각 형태의 함체(10); 상기 함체(10)의 정면 개구를 개폐하는 여닫이식 도어(20); 상기 함체(10)의 상면과 일정 간격을 유지하도록 설치되어 직사 광선을 차단하면서 공기 흐름을 유도하는 지붕(30); 상기 함체(10)의 배면과 일정 간격을 유지하도록 설치되어 직사 광선을 차단하면서 공기 흐름을 유도하는 그늘벽체(40); 상기 함체(10)의 배면 일측을 관통하도록 상기 함체(10) 내부와 외부에 설치되고 상변화물질(PCM)이 충진된 배관(50)을 포함한다.
즉, 상기 함체(10)는 전기차 충전에 필요한 설비를 내장하는 것으로서, 상기 함체(10)의 정면 개구에 대해 측면(좌측면) 일측과 상기 도어(20)의 측면(좌측)을 연결하여 상기 도어(20)가 여닫이식으로 개폐되도록 다수의 경첩(12)이 설치되고, 상기 함체(10)의 정면 개구에 대해 측면(우측면) 일측과 상기 도어(20)의 측면(우측면) 일측을 연결하여 상기 함체(10)로부터 상기 도어(20)가 열리거나 닫히도록 다수의 걸쇠(14)가 설치된다.
이때, 상기 다수의 걸쇠(14)는 자물쇠 기능을 갖는 것이 바람직하다.
상기 도어(20)는 정면 일측에 상기 함체(10) 내의 설비들을 전자적으로 조작하도록 인공지능(Artificial Intelligence, AI) 기반의 액정표시장치(22)가 설치되고, 상기 액정표시장치(22)는 인공지능(AI)에 의해 상기 함체(10)의 내부 온도를 감지하여 상기 배관(50) 내에 충진된 상변화물질의 이동을 제어하면서 상기 함체(10) 내부를 온도를 설정 일정 이하로 유지하도록 제어하도록 구성되는 것이 바람직하다.
상기 지붕(30)은 상기 함체(10)와 상기 도어(20)의 상부 평면적에 대응하도록 일정 두께를 가진 사각형으로 형성되는 것으로서, 상기 지붕(30)의 하면과 상기 함체(10)의 상면 사이에는 간격유지부재(32)가 설치되는 것이 바람직하다.
이때, 상기 간격유지부재(32)는 상기 지붕(30)의 하면과 상기 함체(10)의 상면 사이에 전후 및 좌우 방향으로 일정 거리를 두고 분산 설치되도록 다수개로 구성하는 것이 바람직하다.
상기 간격유지부재(32)는 상기 함체(10)로부터 상기 지붕(30)의 간격(높이)을 조절하여 공기 흐름량을 조절할 수 있도록 상기 지붕(30)의 하면에 설치되는 파이프형 너트와 상기 함체(10)의 상면에 설치되는 볼트의 결합체로 구성하는 것이 바람직하다.
상기 그늘벽체(40)는 상기 함체(10)의 배면을 통해 외부로 노출된 상기 배관(50)을 감싸주도록 정면이 개구된 사각형으로 형성되는 것으로서, 상기 그늘벽체(40)의 정면과 상기 함체(10)의 배면 사이에는 간격유지부재(42)가 설치되는 것이 바람직하다.
이때, 상기 간격유지부재(42)는 상기 그늘벽체(40)의 정면과 상기 함체(10)의 배면 사이에 상하 및 좌우 방향으로 일정 거리를 두고 분산 설치되도록 다수개로 구성하는 것이 바람직하다.
상기 간격유지부재(42)는 상기 함체(10)로부터 상기 그늘벽체(40)의 간격을 조절하여 공기 흐름량을 조절할 수 있도록 상기 그늘벽체(40)의 정면에 설치되는 파이프형 너트와 상기 함체(10)의 배면에 설치되는 볼트의 결합체로 구성하는 것이 바람직하다.
상기 배관(50)은 상기 함체(10) 내부 배면과 상기 그늘벽체(40) 내부 정면에 지그재그식으로 각각 배치되면서 하나의 배관라인(pipe line)으로 연결되는 것이 바람직하다.
상기 배관(50)의 일측에는 상기 배관(50) 내부에 충진된 상변화물질의 이동을 제어하도록 전동밸브(52)가 설치되고, 상기 전동밸브(52)는 상기 함체(10) 내부에 위치되어 상기 액정표시장치(22)와 연결되어 제어되도록 구성하는 것이 바람직하다.
상기 상변화물질(PCM)은 고체에서 액체로 상변화가 발생하면서 상기 배관(50)을 따라 이동하는 것으로서, 상기 배관(50)의 내부에서는 모세관 현상이 발생하여 상기 상변화물질은 자연스럽게 상기 배관(50)의 일단으로부터 타단으로 별도의 구동 펌프 등의 압력 제공과 무관하게 유동된다.
즉, 상기 함체(10) 외부의 낮은 온도 또는 심야의 낮은 온도는 상기 배관(50) 중 상기 그늘벽체(40)에 배치되는 외부측 배관(50) 내에 충진된 상변화물질로 전도 또는 대류에 의해 이동하며, 이에 따라 상기 상변화물질은 많은 잠열량(latent heat)을 이용하여 열을 흡수하였다가 상기 함체(10) 내부 온도가 50℃ 이상이면 자동으로 작동하는 전동밸브(52)의 열림 동작에 의해 상기 배관(50) 중 상기 함체(10)에 배치되는 내부측 배관(50) 영역으로 이동되어 방열하면서 상기 함체(10) 내부 온도가 한계점 이내로 유지되도록 냉각시킨다.
또한, 상기 상변화물질은 상기 그늘벽체(40)에 배치되는 외부측 배관(50) 영역에서 고체에서 액체로 상이 변화하면서 팽창한 부피만큼 상기 배관(50) 내부의 모세관 현상을 통해 이동하게 되고, 상기 액체로 상변화된 상변화물질이 상기 함체(10)에 배치되는 내부측 배관(50) 영역으로 이동할 때 상기 상변화물질의 표면적은 증가함으로써 상기 함체(10) 내부 온도와의 열전달이 수행된다.
그런 후, 상기 상변화물질이 내부측 배관(50)으로 이동하여 함체(10) 내부 온도와의 열전달이 수행되면, 상기 상변화물질은 냉각되며, 이렇게 냉각된 상기 상변화물질은 상기 외부측 배관(50) 영역으로 재 이동하는 사이클을 반복하게 된다.
이상과 같이 상기 상변화물질은 상기 액정표시장치(22)와 전동밸브(52)를 매개로 연결된 상기 배관(50)을 따라 이동하면서 상기 함체(10) 내부 온도를 냉각시키게 되고, 상기 함체(10) 내부 온도가 한계점 이내로 떨어짐에 따라 상기 상변화물질의 온도가 다시 상변화 온도 이하로 떨어지는 경우, 액체에서 고체로의 상변화가 수행되어 상기 배관(50) 내부에 저장된 상태를 유지하게 된다.
이 처럼, 본 발명의 인공지능 기반의 전기차 충전기 함체 온도 유지 시스템은 도어(20)의 일측에 함체(10) 내의 설비를 제어하는 인공지능(AI) 기반의 액정표시장치(22)가 설치되고, 함체(10)의 상면에 직사 광선을 차단하면서 공기 흐름을 유도하는 지붕(30)이 일정 간격을 두고 설치되고, 함체(10)의 배면에 직사 광선을 차단하면서 공기 흐름을 유도하는 그늘벽체(40)가 일정 간격을 두고 설치되며, 함체(10)의 배면 일측을 관통하도록 함체(10) 내부와 외부에 상변화물질(PCM)이 충진된 배관(50)이 설치되는 구조이기 때문에 함체 내부 온도가 한계점 이내로 유지되도록 제어할 수 있으므로 직사 광선의 고온 현상으로 인한 함체(10) 내의 설비 고장을 미연에 방지할 수 있는 장점이 있다.
한편, 본 발명은 상술한 실시예로만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있고, 그러한 수정 및 변형이 가해진 기술사상 역시 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 한다.
10 : 함체 12 : 경첩
14 : 걸쇠 20 : 도어
22 : 액정표시장치 30 : 지붕
32 : 간격유지부재 40 : 그늘벽체
42 : 간격유지부재 50 : 배관
52 : 전동밸브

Claims (10)

  1. 함체(10);
    상기 함체(10)의 정면 개구에 설치되는 도어(20);
    상기 도어(20)의 일측에 설치되어 상기 함체(10) 내의 설비를 제어하는 인공지능(AI) 기반의 액정표시장치(22);
    상기 함체(10)의 배면 일측을 관통하도록 상기 함체(10) 내부와 외부에 설치되는 상변화물질(PCM)이 충진된 배관(50)을 포함하는 것을 특징으로 하는 인공지능 기반의 전기차 충전기 함체 온도 유지 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 함체(10)의 상면에는 지붕(30)이 설치되는 것을 특징으로 하는 인공지능 기반의 전기차 충전기 함체 온도 유지 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 지붕(30)은 상기 지붕(30)의 하면과 상기 함체(10)의 상면을 연결하는 간격유지부재(32)에 의해 일정 간격을 유지하는 것을 특징으로 하는 인공지능 기반의 전기차 충전기 함체 온도 유지 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 간격유지부재(32)는 상기 지붕(30)의 하면과 상기 함체(10)의 상면 사이에 전후 및 좌우 방향으로 일정 거리를 두고 분산 설치되는 것을 특징으로 하는 인공지능 기반의 전기차 충전기 함체 온도 유지 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 간격유지부재(32)는 상기 지붕(30)에 설치되는 파이프형 너트와 상기 함체(10)의 상면에 설치되는 볼트의 결합체인 것을 특징으로 하는 인공지능 기반의 전기차 충전기 함체 온도 유지 시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 함체(10)의 배면에는 그늘벽체(40)가 설치되는 것을 특징으로 하는 인공지능 기반의 전기차 충전기 함체 온도 유지 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 그늘벽체(40)는 상기 그늘벽체(40)의 정면과 상기 함체(10)의 배면을 연결하는 간격유지부재(42)에 의해 일정 간격을 유지하는 것을 특징으로 하는 인공지능 기반의 전기차 충전기 함체 온도 유지 시스템.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 간격유지부재(42)는 상기 그늘벽체(40)의 정면과 상기 함체(10)의 배면 사이에 상하 및 좌우 방향으로 일정 거리를 두고 분산 설치되는 것을 특징으로 하는 인공지능 기반의 전기차 충전기 함체 온도 유지 시스템.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 간격유지부재(42)는 상기 그늘벽체(40)의 정면에 설치되는 파이프형 너트와 상기 함체(10)의 배면에 설치되는 볼트의 결합체인 것을 특징으로 하는 인공지능 기반의 전기차 충전기 함체 온도 유지 시스템.
  10. 청구항 6에 있어서,
    상기 배관(50)은 상기 함체(10) 내부 배면과 상기 그늘벽체(40) 내부 정면에 지그재그식으로 각각 배치되면서 하나의 배관라인으로 연결되고,
    상기 배관(50)의 일측에 상기 배관(50) 내부에 충진된 상변화물질(PCM)의 이동을 제어하도록 상기 액정표시장치(22)와 연결되는 전동밸브(52)가 설치되는 것을 특징으로 하는 인공지능 기반의 전기차 충전기 함체 온도 유지 시스템.
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