KR20220101352A - Freeze-prevention apparatus for electric vehicle charging pantograph - Google Patents

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KR20220101352A
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Abstract

The present invention relates to a freezing prevention device for a charging part of an electric vehicle for pantograph charging, which prevents freezing of a charging part receiving charging power from a pantograph in an electric vehicle (e.g., an electric bus) that charges by using the pantograph and prevents charging failure due to foreign substances present in the charging part. The freezing prevention device for a charging part of an electric vehicle for pantograph charging comprises: a vehicle charging device that is installed in an electric vehicle, obtains the outside air temperature as vehicle information, transmits the vehicle information to a pantograph charging device, requests charging, and charges depending on the control of the pantograph charging device; and the pantograph charging device that compares the outside air temperature included in the vehicle information with a preset reference temperature to prevent freezing of a charging part of an electric vehicle, performs a freezing prevention function according to the comparison result, and controls the charging of the electric vehicle.

Description

팬터그래프 충전용 전기차의 충전부 동결방지장치{Freeze-prevention apparatus for electric vehicle charging pantograph}Freeze-prevention apparatus for electric vehicle charging pantograph

본 발명은 팬터그래프 충전용 전기차의 충전부 동결방지장치에 관한 것으로, 특히 팬터그래프(Pantograph)를 이용하여 충전을 하는 전기차(예를 들어, 전기 버스)에서 팬터그래프로부터 충전 전원을 공급받는 충전부의 동결을 방지하고, 충전부에 존재하는 이물질로 인해 충전이 이루어지지 않는 문제를 방지할 수 있도록 한 팬터그래프 충전용 전기차의 충전부 동결방지장치에 관한 것이다.The present invention relates to a device for preventing freezing of a charging part of an electric vehicle for charging a pantograph, and in particular, in an electric vehicle (e.g., an electric bus) that is charged using a pantograph, freezing of the charging unit receiving charging power from the pantograph is prevented, , It relates to a device for preventing freezing of a charging part of an electric vehicle for charging a pantograph, which can prevent the problem of not being charged due to foreign substances present in the charging part.

가솔린이나 경유 등의 화석 연료를 사용하는 자동차들은 화석 연료의 고갈 및 지구 온난화 문제를 야기하고 있고, 그 결과 환경 보호를 위한 이산화탄소 및 배출가스의 규제가 강화되고 있다. 이에 대한 대안으로 전기차들이 서서히 보급되고 있으나, 한번 충전으로 운행할 수 있는 거리가 아직 충분하지 않고 충전 인프라의 구축도 더뎌 전기차의 보급에 장애물로 작용하고 있다.Vehicles using fossil fuels such as gasoline or diesel cause depletion of fossil fuels and global warming problems, and as a result, regulations on carbon dioxide and exhaust gas for environmental protection are being strengthened. As an alternative to this, electric vehicles are gradually spreading, but the distance that can be driven by a single charge is not yet sufficient and the construction of charging infrastructure is slow, acting as an obstacle to the spread of electric vehicles.

특히, 정해진 노선을 주행하는 버스는 한번 충전으로 노선을 충분히 운행할 수 있으므로 한번 충전으로 주행할 수 있는 거리의 제약이 상대적으로 문제가 되지 않고, 버스가 모이는 차고지에 충전 시스템을 구비하면 되므로 충전 인프라의 구축도 상대적으로 용이하다.In particular, since a bus traveling on a fixed route can operate a route with a single charge, the limitation of the distance that can be driven on a single charge is relatively not a problem. It is also relatively easy to build.

전기 버스를 차고지에 설치된 충전 시스템을 이용하여 충전할 경우, 전기 버스 충전구에 충전기를 삽입하여 충전하는 충전 방식, 접촉을 통해 충전을 하는 충전 방식 등이 있다.When charging an electric bus using a charging system installed in a garage, there are a charging method in which a charger is inserted into an electric bus charging port to charge, a charging method in which charging is performed through contact, and the like.

특히, 후자는 팬터그래프와 같은 충전 장치를 이용하여 충전을 한다.In particular, the latter is charged using a charging device such as a pantograph.

팬터그래프 방식을 이용한 전기차 충전시스템에 대해 종래에 제안된 기술이 하기의 <특허문헌 1> 및 <특허문헌 2> 에 개시되어 있다.The conventionally proposed technology for an electric vehicle charging system using the pantograph method is disclosed in <Patent Document 1> and <Patent Document 2>.

<특허문헌 1> 은 전력을 공급하는 가선과 비접촉 방식으로 급전을 받을 수 있어 가선의 마모 등을 방지하여 유지보수에 유리하고 공력소음과 같은 환경문제로부터 자유로운 도전성 유체를 이용한 비접촉 급전 장치를 제공한다.<Patent Document 1> provides a non-contact power feeding device using a conductive fluid that is advantageous for maintenance by preventing abrasion of the wire and free from environmental problems such as aerodynamic noise because it can receive power in a non-contact manner with the wire that supplies power. .

또한, <특허문헌 2> 는 버스, 철도 등 교통수단 및 시설의 안전도와 경제적·효과적 전력 공급을 위해, 노선에 일정 블록을 설정하고 동 블록의 이동을 통하여 차량 운행을 제어하는 것으로 블록설정, 반도체 소자를 통한 전력제어, 차량 운행제어 프로세스를 제공한다. 특히, 블록설정은 P-GL의 경우 차량 및 편성 단위로 하되 전차선(가선)의 지지대 즉, 전주의 길이 범위 내에 가선상(가선의 지탱·유지를 위한 보조선) 또는 가선 지지 전주 등에 설치하여, 전기에너지를 효율적 공급하고 차량의 정확한 위치 정보 등을 제공할 수 있는 Guide Line과 이를 적용한 버스 등 차량도 일반 도로상에서 철도와 같은 기능과 효과를 갖게한다.In addition, <Patent Document 2> sets a certain block on a route and controls vehicle operation through movement of the block in order to provide economical and effective power supply and safety of transportation means and facilities such as buses and railroads. Block setting, semiconductor Provides power control and vehicle operation control processes through devices. In particular, in the case of P-GL, block setting is done in units of vehicles and formations, but by installing on the support of the catenary (wire), that is, on the overhead wire (auxiliary line for supporting and maintaining the overhead wire) or on the wire support pole within the length range of the pole, etc. The guide line, which can efficiently supply electric energy and provide accurate location information of the vehicle, and the applied bus, etc., also have the same functions and effects as railroads on general roads.

그러나 상기와 같은 종래기술들은 팬터그래프 충전 방식을 이용하여 전기 버스와 같은 차량을 충전할 수는 있으나, 팬터그래프와 접촉되는 전기차의 충전부(접촉부, 컨텍트바)가 동결되는 것을 방지할 수 없는 단점이 있다.However, the prior art as described above can charge a vehicle such as an electric bus using the pantograph charging method, but there is a disadvantage that cannot prevent the charging part (contact part, contact bar) of the electric vehicle in contact with the pantograph from freezing.

여기서 충전부가 동결된 경우, 팬터그래프와 정확하게 전기적으로 접촉되지 않아 충전이 이루어지지 않는 문제가 있다.Here, when the charging part is frozen, there is a problem in that charging is not made because it is not in electrical contact with the pantograph accurately.

또한, 상기와 같은 종래기술들은 팬터그래프 충전장치와 접촉되는 전기차의 충전부(접촉부, 컨텍트바)에 이물질(눈, 낙엽, 쓰레기 등)이 존재하는 경우, 별도의 이물질 제거 기능이 없어, 이물질로 인해 팬터그래프와 충전부의 접속이 제대로 이루어지지 않아 충전이 이루어지지 않는 문제도 있었다.In addition, in the prior art as described above, when foreign substances (snow, leaves, garbage, etc.) exist in the charging part (contact part, contact bar) of the electric vehicle that is in contact with the pantograph charging device, there is no separate foreign substance removal function, There was also a problem in that charging was not performed because the connection between the and charging part was not made properly.

대한민국 등록특허 10-1251552(2013.04.01. 등록)(도전성 유체를 이용한 비접촉 급전 장치)Republic of Korea Patent Registration 10-1251552 (Registered on Apr. 1, 2013) (Non-contact power feeding device using conductive fluid) 대한민국 공개특허 10-2014-0016668(2014.02.10. 공개)(버스 등 수단의 전기동력화, 무가선화)Korean Patent Laid-Open Patent No. 10-2014-0016668 (published on February 10, 2014) (Electrification of means such as buses, wirelessization)

따라서 본 발명은 상기와 같은 일반적인 팬터그래프 충전시스템을 이용한 전기 버스 충전방식과 종래기술에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서, 팬터그래프(Pantograph)를 이용하여 충전을 하는 전기차(예를 들어, 전기 버스)에서 팬터그래프로부터 충전 전원을 공급받는 충전부의 동결을 방지하고, 충전부에 존재하는 이물질로 인해 충전이 이루어지지 않는 문제를 방지할 수 있도록 한 팬터그래프 충전용 전기차의 충전부 동결방지장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention is proposed to solve the problems occurring in the electric bus charging method using the general pantograph charging system as described above and the related art, and an electric vehicle (eg, electric vehicle) charged using a pantograph. Bus) to prevent freezing of the charging part receiving charging power from the pantograph and to prevent the problem of not being charged due to foreign substances present in the charging part. There is a purpose.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 "팬터그래프 충전용 전기차의 충전부 동결방지장치"는,In order to achieve the above object, "a device for preventing freezing of the charging part of an electric vehicle for charging a pantograph" according to the present invention,

전기차에 설치되며, 외기 온도를 차량 정보로 획득하여 팬터그래프 충전장치로 전송하고 충전을 요청하며, 상기 팬터그래프 충전장치의 제어에 따라 충전을 하는 차량 충전 장치; 및a vehicle charging device installed in an electric vehicle, which acquires outside air temperature as vehicle information, transmits it to the pantograph charging device, requests charging, and charges according to the control of the pantograph charging device; and

상기 차량 충전 장치로부터 전송된 차량 정보에 포함된 외기 온도와 전기차의 충전부 동결 방지를 위해 미리 설정된 기준온도를 비교하여 그 대소 여부에 따라 동결 방지 기능을 수행하며, 상기 전기차의 충전을 제어하는 팬터그래프 충전장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.A pantograph charging that controls the charging of the electric vehicle by comparing the outside air temperature included in the vehicle information transmitted from the vehicle charging device with a preset reference temperature to prevent freezing of the charging part of the electric vehicle and performing a freeze prevention function according to the size of the electric vehicle It is characterized in that it includes a device.

상기에서 차량 충전 장치는,In the above vehicle charging device,

상기 팬터그래프 충전장치와 접촉되어 충전 전력을 공급받아 배터리를 충전하는 충전부; 및a charging unit that is in contact with the pantograph charging device and receives charging power to charge the battery; and

충전 시 외기 온도를 차량 정보로 획득하여 상기 팬터그래프 충전장치로 전송하고 충전을 요청하는 차량 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.and a vehicle device that acquires the outside air temperature as vehicle information during charging, transmits it to the pantograph charging device, and requests charging.

상기에서 차량 장치는,In the above vehicle device,

변속 상태 및 시동 상태를 포함하는 차량 상태 정보를 검출하는 차량상태 검출부;a vehicle state detection unit configured to detect vehicle state information including a shift state and a starting state;

상기 충전부의 주변 외기 온도를 검출하는 외기온도 검출부;an outdoor temperature detection unit for detecting an ambient ambient temperature of the charging unit;

상기 차량상태 검출부와 외기온도 검출부에서 각각 출력되는 차량 상태정보와 외기온도 정보를 기초로 차량 정보를 생성하고, 생성한 차량 정보를 이용하여 차량 충전을 요청하는 차량 충전 요청부; 및a vehicle charging request unit that generates vehicle information based on the vehicle condition information and the outside air temperature information output from the vehicle condition detection unit and the outside air temperature detection unit, respectively, and requests vehicle charging using the generated vehicle information; and

상기 차량 충전 요청부에서 요청된 차량 정보를 팬터그래프 충전장치로 전송하는 통신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.and a communication unit for transmitting the vehicle information requested by the vehicle charging request unit to the pantograph charging device.

상기에서 팬터그래프 충전장치는,In the above, the pantograph charging device,

상기 차량 충전 장치로부터 전송된 차량 정보를 수신하여 데이터베이스에 저장하는 전기차 정보 수신부;an electric vehicle information receiver for receiving the vehicle information transmitted from the vehicle charging device and storing it in a database;

상기 데이터베이스에 저장된 차량 정보에 포함된 충전부 외기온도와 전기차의 충전부 동결 방지를 위해 미리 설정된 기준온도를 비교하여 그 대소 여부에 따라 동결 방지 기능을 수행하며, 상기 전기차의 충전을 제어하는 충전 제어부; a charging control unit that compares the external air temperature of the charging unit included in the vehicle information stored in the database with a preset reference temperature to prevent freezing of the charging unit of the electric vehicle and performs a freeze prevention function according to whether the electric vehicle is large or small, and controls charging of the electric vehicle;

상기 충전 제어부의 제어에 따라 열원을 이용하여 전기차의 충전부 동결을 방지하는 동결 방지부; 및a freeze prevention unit for preventing freezing of the charging unit of the electric vehicle by using a heat source under the control of the charging control unit; and

상기 충전 제어부의 제어에 따라 팬터그래프를 제어하여 상기 전기차를 충전하는 팬터그래프 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.and a pantograph driving unit for charging the electric vehicle by controlling the pantograph according to the control of the charging control unit.

상기에서 동결 방지부는,In the above freeze prevention unit,

팬터그래프에 내장되어 열원을 생성하는 히터;a heater built into the pantograph to generate a heat source;

상기 히터를 구동시키는 히터 구동부를 포함하고,A heater driving unit for driving the heater,

상기 팬터그래프는 내장된 히터에서 생성된 열원으로 접촉되는 충전부를 가열하여 동결을 방지하는 것을 특징으로 한다.The pantograph is characterized in that it prevents freezing by heating the charging part in contact with the heat source generated by the built-in heater.

상기에서 동결 방지부는,In the above freeze prevention unit,

열원을 생성하는 열원 생성부;a heat source generating unit generating a heat source;

상기 열원 생성부에서 생성된 열원을 전기차의 충전부로 송풍하는 열원 송풍부를 포함하고,and a heat source blower that blows the heat source generated by the heat source generator to the charging part of the electric vehicle,

상기 열원 송풍부는 생성된 열원을 전기차의 충전부로 송풍시켜, 충전부를 가열함과 동시에 충전부 주변의 이물질을 열풍으로 제거하는 것을 특징으로 한다.The heat source blower blows the generated heat source to the charging unit of the electric vehicle to heat the charging unit and at the same time remove foreign substances around the charging unit with hot air.

본 발명에 따르면 팬터그래프(Pantograph)를 이용하여 충전을 하는 전기차(예를 들어, 전기 버스)에서 팬터그래프로부터 충전 전원을 공급받는 충전부의 동결을 방지할 수 있는 효과가 있으며, 충전부에 존재하는 이물질의 제거로 충전이 이루어지지 않는 문제도 방지할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, there is an effect that can prevent freezing of the charging unit receiving charging power from the pantograph in an electric vehicle (eg, an electric bus) that is charged using a pantograph, and removal of foreign substances present in the charging unit There is an effect that can prevent the problem of not being charged.

도 1은 본 발명에 따른 팬터그래프 충전용 전기차의 충전부 동결방지장치의 전체 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 팬터그래프 충전용 전기차의 충전부 동결방지장치의 제1 실시 예 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 팬터그래프 충전용 전기차의 충전부 동결방지장치의 제2 실시 예 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 팬터그래프 충전용 전기차의 충전부 동결방지장치의 블록 구성도,
도 5는 도 4의 동결 방지부의 제1 실시 예 블록 구성도,
도 6은 도 4의 동결 방지부의 제2 실시 예 블록 구성도이다.1 is an overall configuration diagram of a device for preventing freezing of a charging part of an electric vehicle for charging a pantograph according to the present invention;
2 is a configuration diagram of a first embodiment of a device for preventing freezing of a charging part of an electric vehicle for charging a pantograph according to the present invention;
3 is a configuration diagram of a second embodiment of a device for preventing freezing of a charging part of an electric vehicle for charging a pantograph according to the present invention;
4 is a block diagram of a device for preventing freezing of a charging part of an electric vehicle for charging a pantograph according to the present invention;
5 is a block diagram of a first embodiment of the freeze prevention unit of FIG. 4;
6 is a block diagram of a second embodiment of the freeze protection unit of FIG. 4 .

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 본 발명에 따른 팬터그래프 충전용 전기차의 충전부 동결방지장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, an apparatus for preventing freezing of a charging part of an electric vehicle for charging a pantograph according to the present invention according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

이하에서 설명되는 본 발명에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.The terms or words used in the present invention described below should not be construed as being limited to conventional or dictionary meanings, and the inventor may appropriately define the concept of terms in order to best describe his invention. It should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be.

따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are only preferred embodiments of the present invention, and do not represent all of the technical spirit of the present invention, so various equivalents and It should be understood that there may be variations.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 본 발명에 따른 팬터그래프 충전용 전기차의 충전부 동결방지장치의 개략 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 팬터그래프 충전용 전기차의 충전부 동결방지장치의 제1 실시 예 구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 팬터그래프 충전용 전기차의 충전부 동결방지장치의 제2 실시 예 구성도로서, 차량 충전 장치(100), 파워 뱅크(200), 브릿지(300) 및 팬터그래프 충전장치(400)를 포함한다.1 is a schematic configuration diagram of a device for preventing freezing of a charging part of an electric vehicle for charging a pantograph according to the present invention according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a configuration diagram of a second embodiment of an apparatus for preventing freezing of a charging part of an electric vehicle for charging a pantograph according to the present invention, wherein the vehicle charging device 100, the power bank 200, the bridge 300 and the pantograph charging device 400 .

파워뱅크(200)는 수배전반을 통해 공급되는 전력을 충전 전력으로 변환하여 상기 팬터그래프 충전장치(400)에 공급해주는 역할을 한다.The power bank 200 serves to convert the power supplied through the switchboard into charging power and supply it to the pantograph charging device 400 .

차량 충전 장치(100)는 전기차(101 - 104)에 설치되며, 충전 시 충전부 주변의 외기 온도를 차량 정보로 획득하여 팬터그래프 충전장치(400)로 전송하고 충전을 요청하며, 상기 팬터그래프 충전장치(400)의 제어에 따라 배터리를 충전하는 역할을 한다. 여기서 충전부는 팬터그래프 충전장치(400)의 팬터그래프와 접촉하여 충전 전력을 공급받는 역할을 하는 부분이다.The vehicle charging device 100 is installed in the electric vehicles 101 - 104, and when charging, acquires the outside air temperature around the charging unit as vehicle information, transmits it to the pantograph charging device 400, and requests charging, and the pantograph charging device 400 ) to charge the battery under the control of Here, the charging part is a part serving to receive charging power in contact with the pantograph of the pantograph charging device 400 .

본 발명에서는 팬터그래프 충전장치(400)가 4대의 전기차(101 - 104)를 충전하는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명은 이것에 한정되지 않으며, 하나의 팬터그래프 충전장치(400)를 이용하여 더 많은 수(예를 들어, 10대 이상)의 전기차를 충전할 수 있다.In the present invention, the pantograph charging device 400 is illustrated as charging four electric vehicles 101 - 104, but the present invention is not limited thereto, and a larger number ( For example, 10 or more electric vehicles can be charged.

상기 차량 충전 장치(100)는 전기차(예를 들어, 103)의 차량 운전석 위 전고에 설치되어, 상기 팬터그래프 충전장치(400)와 집적 접촉되어 충전 전력을 공급받아 배터리를 충전하는 충전부(110), 충전 시 충전부의 주변 외기 온도를 차량 정보로 획득하여 상기 팬터그래프 충전장치(400)로 전송하고 충전을 요청하는 차량 장치(120)를 포함한다.The vehicle charging device 100 is installed at the full height above the driver's seat of the electric vehicle (for example, 103), and is in integrated contact with the pantograph charging device 400 to receive charging power to charge the battery 110, The vehicle device 120 obtains the ambient ambient temperature of the charging unit as vehicle information during charging, transmits it to the pantograph charging device 400 , and requests charging.

상기 충전부(110)는 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 전기차(103)에 설치되며 상기 팬터그래프 충전장치(400)와 직접 접촉을 통해 충전 전력을 공급받아 배터리를 충전시킨다. 이러한 충전부(110)는 모든 전기차에 개별적으로 마련되어 있다.As shown in FIGS. 2 and 3 , the charging unit 110 is installed in the electric vehicle 103 and receives charging power through direct contact with the pantograph charging device 400 to charge the battery. These charging units 110 are individually provided in all electric vehicles.

도 2 및 도 3에서 참조부호 111, 112는 충전 전력을 직접 접촉식으로 공급받는 컨텍트 바를 나타낸 것이다.In FIGS. 2 and 3 , reference numerals 111 and 112 denote contact bars receiving charging power in a direct contact manner.

상기 차량 장치(120)는 도 4에 도시한 바와 같이, 변속 상태 및 시동 상태를 포함하는 차량 상태 정보를 검출하는 차량상태 검출부(121), 상기 충전부(110)의 주변 외기 온도를 검출하는 외기온도 검출부(122), 상기 차량상태 검출부(121)와 외기온도 검출부(122)에서 각각 출력되는 차량 상태정보와 외기온도 정보를 기초로 차량 정보를 생성하고, 생성한 차량 정보를 이용하여 차량 충전을 요청하는 차량 충전 요청부(123), 상기 차량 충전 요청부(123)에서 요청된 차량 정보를 팬터그래프 충전장치(400)로 전송하는 통신부(124)를 포함한다.As shown in FIG. 4 , the vehicle device 120 includes a vehicle state detector 121 that detects vehicle state information including a shift state and a starting state, and an outdoor temperature that detects ambient ambient temperature of the charging unit 110 . The detection unit 122, the vehicle condition detection unit 121, and the outside air temperature detection unit 122 generate vehicle information based on the vehicle status information and the outside air temperature information respectively output, and request vehicle charging using the generated vehicle information. and a communication unit 124 for transmitting the vehicle information requested by the vehicle charging request unit 123 to the pantograph charging device 400 .

여기서 통신부(125)는 무선 통신 모듈로 구현할 수 있다.Here, the communication unit 125 may be implemented as a wireless communication module.

브릿지(300)는 상기 팬터그래프 충전장치(400)를 이동시킬 수 있는 이동 레일(304)이 형성되어, 팬터그래프 충전장치(400)가 이동 레일(304)을 타고 자유롭게 이동할 수 있도록 한다.The bridge 300 is provided with a moving rail 304 capable of moving the pantograph charging device 400 , so that the pantograph charging device 400 can freely move on the moving rail 304 .

브릿지(300)는 팬터그래프 충전장치(400)를 이동시키기 위한 건축물을 의미할 수 있다. 브릿지(300)는 팬터그래프 방식으로 충전되는 전기차(예를 들어, 전기 버스)의 버스보다 높게 형성되어, 브릿지(300)의 하단에서 충전을 위해 진입 또는 진출하는 전기차가 브릿지(300)에 충돌하는 것을 방지하는 것이 바람직하다.The bridge 300 may mean a building for moving the pantograph charging device 400 . The bridge 300 is formed higher than a bus of an electric vehicle (eg, an electric bus) charged in a pantograph manner, so that an electric vehicle entering or exiting for charging at the lower end of the bridge 300 collides with the bridge 300 . It is desirable to prevent

이러한 브릿지(300)는 상기 팬터그래프 충전장치(400)가 이동할 수 있도록 형성된 이동 레일(304), 상기 팬터그래프 충전장치(400)를 외부로부터 보호하기 위한 복수의 커버(301 - 303)를 포함할 수 있다. 여기서 커버(301 - 303)는 실제 하나의 전기차에 대한 폭의 커버만을 의미하며, 전기차를 진입 또는 진출 가능한 모든 폭의 브릿지에는 전부 커버가 설치되어 있다. 커버를 이용하여 팬터그래프 충전장치를 사용하지 않을 때에 팬터그래프 충전장치를 외부로부터 보호한다.The bridge 300 may include a moving rail 304 formed so that the pantograph charging device 400 can move, and a plurality of covers 301 - 303 for protecting the pantograph charging device 400 from the outside. . Here, the covers 301 - 303 mean only a cover of the width of one electric vehicle, and all the bridges of all widths that allow the electric vehicle to enter or exit are installed with the cover. Use the cover to protect the pantograph charging device from the outside when not in use.

팬터그래프 충전장치(400)는 상기 차량 충전 장치(100)로부터 전송된 차량 정보에 포함된 외기 온도와 전기차의 충전부 동결 방지를 위해 미리 설정된 기준온도를 비교하여 그 대소 여부에 따라 동결 방지 기능을 수행하며, 상기 전기차의 충전을 제어하는 역할을 한다.The pantograph charging device 400 compares the outside air temperature included in the vehicle information transmitted from the vehicle charging device 100 with a preset reference temperature to prevent freezing of the charging part of the electric vehicle, and performs a freeze prevention function depending on whether it is large or small, , serves to control the charging of the electric vehicle.

이러한 팬터그래프 충전장치(400)는 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 차량 충전 장치(100)로부터 전송된 차량 정보를 수신하여 데이터베이스(450)에 저장하는 전기차 정보 수신부(410), 상기 데이터베이스(450)에 저장된 차량 정보에 포함된 충전부 외기온도와 전기차의 충전부 동결 방지를 위해 미리 설정된 기준온도를 비교하여 그 대소 여부에 따라 동결 방지 기능을 수행하며, 상기 전기차의 충전을 제어하는 충전 제어부(420), 상기 충전 제어부(420)의 제어에 따라 열원을 이용하여 전기차의 충전부 동결을 방지하는 동결 방지부(430), 상기 충전 제어부(420)의 제어에 따라 팬터그래프(403)를 제어하여 상기 전기차를 충전하는 팬터그래프 구동부(440)를 포함한다.As shown in FIG. 4 , the pantograph charging device 400 receives the vehicle information transmitted from the vehicle charging device 100 and stores the vehicle information in the database 450. An electric vehicle information receiver 410 and the database 450 . The charging control unit 420 for controlling the charging of the electric vehicle by comparing the external temperature of the charging unit included in the vehicle information stored in the electric vehicle and a preset reference temperature to prevent freezing of the charging unit of the electric vehicle and performing a freeze prevention function according to the size of the electric vehicle; A freeze prevention unit 430 that prevents freezing of the charging unit of an electric vehicle using a heat source under the control of the charging control unit 420, and a pantograph that controls the pantograph 403 according to the control of the charging control unit 420 to charge the electric vehicle It includes a driving unit 440 .

상기 동결 방지부(430)는 2가지 형태로 구현할 수 있다.The freeze protection unit 430 may be implemented in two forms.

먼저, 첫 번째 동결 방지부(430)의 구성은 도 2 및 도 5에 도시한 바와 같이, 팬터그래프(403)에 내장되어 열원을 생성하는 히터(432), 상기 히터(432)를 구동시키는 히터 구동부(431)를 포함할 수 있다.First, as shown in FIGS. 2 and 5 , the configuration of the first freeze protection unit 430 includes a heater 432 that is built into the pantograph 403 to generate a heat source, and a heater driving unit that drives the heater 432 . (431).

상기 팬터그래프(403)는 내장된 히터(432)에서 생성된 열원으로 접촉되는 충전부(110)를 가열하여 동결을 방지한다.The pantograph 403 prevents freezing by heating the charging unit 110 in contact with the heat source generated by the built-in heater 432 .

두 번째 동결 방지부(430)의 구성은 도 3 및 도 6에 도시한 바와 같이, 열원을 생성하는 열원 생성부(433), 상기 열원 생성부(433)에서 생성된 열원을 전기차의 충전부(110)로 송풍하는 열원 송풍부(434)를 포함할 수 있다.As shown in FIGS. 3 and 6 , the configuration of the second freeze prevention unit 430 includes a heat source generating unit 433 that generates a heat source, and a charging unit 110 of an electric vehicle for the heat source generated by the heat source generating unit 433 . ) may include a heat source blower 434 for blowing air.

상기 열원 송풍부(434)는 생성된 열원을 전기차의 충전부(110)로 송풍시켜, 충전부(110)를 가열함과 동시에 충전부(110) 주변의 이물질을 열풍으로 제거하는 역할을 한다.The heat source blowing unit 434 blows the generated heat source to the charging unit 110 of the electric vehicle, thereby heating the charging unit 110 and removing foreign substances around the charging unit 110 with hot air.

또한, 상기 팬터그래프 충전장치(400)는 상기 브릿지(300)에 형성된 이동 레일(304)을 따라 이동하는 이동수단(401), 상기 이동수단(401)에 일단이 연결되며 충전장치인 팬터그래프(403)와 전기차(103)에 구비된 충전부(110)를 연결하거나 연결을 해제시키는 팬터그래프 위치 조정수단(402), 상기 팬터그래프 위치 조정수단(402)에 연결되어 상기 전기차(103)의 충전부(110)와 접촉 시 충전 전력을 공급해주는 팬터그래프(403)를 포함할 수 있다.In addition, the pantograph charging device 400 is a moving means 401 that moves along the moving rail 304 formed on the bridge 300, one end is connected to the moving means 401, and the pantograph 403 is a charging device. and a pantograph position adjusting means 402 for connecting or disconnecting the charging unit 110 provided in the electric vehicle 103, and connected to the pantograph position adjusting means 402 to contact the charging unit 110 of the electric vehicle 103 It may include a pantograph 403 for supplying charging power.

상기 이동수단(401)은 상기 팬터그래프 제어부(440)의 제어에 따라 이동수단(401)을 전후(또는, 좌우)로 이동시키는 구동부를 포함할 수 있다. 이러한 이동수단(401)은 원동기, 기어 감속장치, 감기 통 등을 일체로 통합시킨 호이스트(Hoist) 장치로 구현할 수도 있다.The moving unit 401 may include a driving unit that moves the moving unit 401 back and forth (or left and right) under the control of the pantograph control unit 440 . The moving means 401 may be implemented as a hoist device in which a prime mover, a gear reduction device, a winding tube, and the like are integrally integrated.

이와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 팬터그래프 충전용 전기차의 충전부 동결방지장치의 동작을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The operation of the device for preventing freezing of the charging part of the electric vehicle for charging the pantograph according to the preferred embodiment of the present invention configured as described above will be described in detail as follows.

먼저, 충전을 하고자 하는 전기차(전기 버스)(예를 들어, 103)를 브릿지(300)의 하단에 위치한 충전 위치로 이동시킨다. 여기서 전기차를 충전 위치로 이동시키는 방법은 충전 위치에 차량 위치를 표시하여 운전자가 전기차를 정해진 충전 위치로 이동시키는 방법이 주로 사용된다. 이 경우 운전자가 정해진 위치로 전기차를 이동시키기 위해 차량을 여러번 움직여야 하는 불편함이 있다.First, an electric vehicle (electric bus) to be charged (eg, 103 ) is moved to a charging position located at the lower end of the bridge 300 . Here, as a method of moving the electric vehicle to the charging position, a method in which the driver moves the electric vehicle to a predetermined charging position by displaying the vehicle position at the charging position is mainly used. In this case, there is an inconvenience in that the driver has to move the vehicle several times to move the electric vehicle to a predetermined position.

따라서 상기와 같은 방법으로 전기차를 정해진 충전 위치로 이동시키는 불편함을 개선하기 위해서, 운전자가 정해진 위치의 근방에 차량을 주차하면, 팬터그래프 충전장치(400)에서 전기차의 충전부(110) 위치를 찾아서 위치 보정을 한 후 충전을 진행하는 방식을 이용할 수도 있다. 여기서 전기차의 충전부(110)의 위치를 찾아 위치 보정을 하기 위해서는 다양한 방법이 있을 수 있다. 예를 들어, 카메라를 통해 충전부(110)를 촬영하고, 촬영된 영상 정보의 객체(충전부)를 탐색하여 팬터그래프 충전장치(400)의 위치를 보정하는 방법이 있을 수 있다. 위치 보정은 팬터그래프 충전장치(400)의 전후 이동량을 조정하는 것으로 간단히 구현할 수 있다.Therefore, in order to improve the inconvenience of moving the electric vehicle to the predetermined charging position in the above method, when the driver parks the vehicle near the predetermined position, the pantograph charging device 400 finds the position of the charging unit 110 of the electric vehicle and locates the position It is also possible to use a method of charging after calibration. Here, in order to find the position of the charging unit 110 of the electric vehicle and correct the position, there may be various methods. For example, there may be a method of photographing the charging unit 110 through a camera, searching for an object (charging unit) of the captured image information, and correcting the position of the pantograph charging device 400 . The position correction can be implemented simply by adjusting the forward and backward movement amount of the pantograph charging device 400 .

위치 보정의 다른 방법으로서, 근접센서를 이용하여 위치를 파악하여 위치를 보정하는 정위치 보정기술, 주차라인(혹은, 시설물)을 마킹해서 운전자가 팬터그래프 정위치를 파악하는 기술 등을 이용할 수도 있다.As another method of position correction, an exact position correction technology that corrects the position by acknowledging the position using a proximity sensor, a technology that marks a parking line (or a facility) and a driver grasps the correct position of the pantograph may be used.

전기차(103)가 충전 위치에 주차한 상태에서, 전기차(103)의 충전부(110)가 외부에 노출되도록 한다. 여기서 충전부(110)의 상부는 항상 개방된 상태를 유지하여 충전부(110)가 외부에 항상 노출되는 노출 방식, 외부의 이물질 유입을 방지하기 위해 커버를 이용하여 커버를 개폐하는 방식을 이용할 수 있다. 노출 방식은 충전부(110)가 노출된 상태이므로 별다른 동작을 수행할 필요가 없으며, 커버 개폐 방식은 커버를 개방해야 한다. 커버는 모터를 이용하여 슬라이딩 방식으로 커버를 개방하는 방식을 이용할 수 있다. 커버를 슬라이딩 방식으로 개방하거나 폐쇄하는 것은 일반적인 방식이므로 그에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다. 본 발명은 노출 방식을 실시 예로 설명하므로, 커버를 개방시키는 동작은 수행할 필요가 없다.In a state in which the electric vehicle 103 is parked at the charging position, the charging unit 110 of the electric vehicle 103 is exposed to the outside. Here, an exposure method in which the charging unit 110 is always exposed to the outside by maintaining the upper portion of the charging unit 110 always in an open state, and a method of opening and closing the cover using a cover to prevent the inflow of external foreign substances may be used. In the exposure method, since the charging unit 110 is exposed, there is no need to perform a special operation, and in the cover opening and closing method, the cover must be opened. The cover may use a method of opening the cover in a sliding manner using a motor. Since opening or closing the cover in a sliding manner is a general method, a detailed description thereof will be omitted. Since the present invention describes the exposure method as an embodiment, there is no need to perform the operation of opening the cover.

전기차(103)가 충전 위치에 주차하면, 차량 충전 장치(100)의 차량 장치(120)에서 차량 정보를 생성하여 팬터그래프 충전장치(400)로 전송한다.When the electric vehicle 103 is parked at the charging position, vehicle information is generated in the vehicle device 120 of the vehicle charging device 100 and transmitted to the pantograph charging device 400 .

예컨대, 차량 장치(120)의 차량상태 검출부(121)는 차량에 장착된 차량제어장치(VCU)나 변속기 또는 시동장치 등과 차량 장착 장치들과 캔 통신 등을 이용하여 연동하고, 해당 차량 장착 장치들로부터 변속 상태 및 시동 상태를 포함하는 차량 상태 정보를 검출하여 차량 충전 요청부(124)에 전달한다.For example, the vehicle state detection unit 121 of the vehicle device 120 interworks with vehicle-mounted devices such as a vehicle control unit (VCU), a transmission or a starter, etc. mounted on the vehicle using CAN communication, and the corresponding vehicle-mounted devices. The vehicle state information including the shift state and the starting state is detected from the , and transmitted to the vehicle charging request unit 124 .

아울러 외기온도 검출부(122)는 상기 충전부(110)의 주변 외기 온도를 검출하여 상기 차량 충전 요청부(123)에 전달한다, 여기서 외기온도 검출부(122)는 통상의 온도센서를 이용하여 외기온도를 검출할 수 있다.In addition, the outdoor temperature detection unit 122 detects the ambient ambient temperature of the charging unit 110 and transmits it to the vehicle charging request unit 123, where the outdoor temperature detection unit 122 uses a normal temperature sensor to measure the outside temperature. can be detected.

상기 차량 충전 요청부(123)는 상기 차량상태 검출부(121)로부터 검출한 차량 상태 정보를 분석하여, 차량이 충전 가능한 상태이면(주차 브레이크가 체결된 상태, 변속기가 P단에 위치, 차량 시동이 오프된 상태 등), 외기 온도 정보 및 차량 식별 정보(ID)를 기초로 차량 정보를 생성하고, 생성한 차량 정보에 충전 요청 정보를 부가하여 최종적으로 차량 정보를 생성한다. 이어, 생성한 차량 정보를 통신부(124)에 전달한다.The vehicle charging request unit 123 analyzes the vehicle state information detected from the vehicle state detection unit 121, and when the vehicle is in a chargeable state (the parking brake is engaged, the transmission is in the P stage, the vehicle is started) off state), outside temperature information, and vehicle identification information (ID) to generate vehicle information, and add charging request information to the generated vehicle information to finally generate vehicle information. Next, the generated vehicle information is transmitted to the communication unit 124 .

통신부(124)는 무선 통신을 이용하여 상기 차량 충전 요청부(123)에서 요청된 차량 정보를 팬터그래프 충전장치(400)로 전송한다.The communication unit 124 transmits the vehicle information requested by the vehicle charging request unit 123 to the pantograph charging device 400 using wireless communication.

여기서 상기 전기차(103) 이외에 충전이 필요한 다른 전기차들도 상기 전기차(103)와 동일하게 동작하여, 차량 정보(즉, 해당 전기차의 충전부 외기 온도 정보)를 팬터그래프 충전장치(400)에 각각 전송한다.Here, in addition to the electric vehicle 103 , other electric vehicles requiring charging operate in the same manner as the electric vehicle 103 , and transmit vehicle information (that is, information on the outside temperature of the charging unit of the electric vehicle) to the pantograph charging device 400 , respectively.

상기 팬터그래프 충전장치(400)의 전기차 정보 수신부(410)는 상기 차량 충전 장치(100)로부터 전송된 차량 정보를 전기차 충전 정보로 수신하여 데이터베이스(450)에 저장한다.The electric vehicle information receiving unit 410 of the pantograph charging apparatus 400 receives the vehicle information transmitted from the vehicle charging apparatus 100 as electric vehicle charging information and stores it in the database 450 .

다음으로, 충전 제어부(420)는 상기 데이터베이스(450)에 저장된 차량 정보에 포함된 충전부 외기온도와 전기차의 충전부 동결 방지를 위해 미리 설정된 기준온도를 비교하여 그 대소 여부에 따라 동결 방지 기능을 수행한다. 즉, 상기 충전부 외기온도가 상기 설정된 기준온도 이하이면 동결 방지 기능을 수행하고, 상기 충전부 외기온도가 상기 설정된 기준온도보다 높으면 동결 방지 기능을 수행하지 않는다. 여기서 동결 방지 기능이란 전기차의 충전부(110)에 열원을 공급하여 충전부(110)가 동결되지 못하도록 하거나, 동결 상태이면 이를 해동시키는 기능을 의미한다.Next, the charging control unit 420 compares the external air temperature of the charging unit included in the vehicle information stored in the database 450 with a preset reference temperature for preventing freezing of the charging unit of the electric vehicle and performs a freeze prevention function according to the size or not. That is, if the outside air temperature of the charging unit is below the set reference temperature, the freezing prevention function is performed, and if the outside air temperature of the charging unit is higher than the set reference temperature, the freezing prevention function is not performed. Here, the freezing prevention function refers to a function of supplying a heat source to the charging unit 110 of the electric vehicle to prevent the charging unit 110 from being frozen, or thawing the charging unit 110 if it is in a frozen state.

상기 충전 제어부(420)는 동결 방지 기능의 수행 시, 동결 방지부(430)에 구동신호를 전달한다.The charging control unit 420 transmits a driving signal to the freeze protection unit 430 when the freezing prevention function is performed.

상기 동결 방지부(430)는 상기 충전 제어부(420)의 제어에 따라(구동신호가 전달되면), 열원을 이용하여 전기차의 충전부 동결을 방지한다.The freezing prevention unit 430 prevents freezing of the charging unit of the electric vehicle by using a heat source under the control of the charging control unit 420 (when a driving signal is transmitted).

여기서 동결 방지부(430)는 도 2 및 도 3과 같이 2가지 형태로 구현할 수 있다.Here, the freeze protection unit 430 may be implemented in two forms as shown in FIGS. 2 and 3 .

먼저, 첫 번째 동결 방지 방법으로서, 동결 방지부(430)는 충전 제어부(420)로부터 구동신호가 전달되면, 히터 구동부(431)가 동작을 하여, 팬터그래프(403)에 내장되어 열원을 생성하는 히터(432)를 구동시켜 동결을 방지하는 방식이다. 히터(432) 구동 방식은 일반적으로 열원을 생성하는 히터를 구동시키는 공지의 히터 구동 방식을 이용할 수 있다.First, as the first freezing prevention method, when a driving signal is transmitted from the charging control unit 420 to the freezing prevention unit 430 , the heater driving unit 431 operates and is built into the pantograph 403 to generate a heat source. (432) is driven to prevent freezing. As the driving method of the heater 432 , a known heater driving method of driving a heater generating a heat source may be generally used.

팬터그래프(403)에 내장된 히터(432)가 동작을 하여 열원을 생성한 상태에서, 상기 충전 제어부(420)는 팬터그래프 구동부(440)를 제어한다. 여기서 팬터그래프 제어란 팬터그래프(403)를 충전 위치로 이동시키는 것, 충전 위치로 이동된 팬터그래프(403)를 전기차의 충전부(110)와 접촉시켜 충전을 수행하는 것, 충전 시간 또는 충전량에 따라 충전을 제어하는 것 등을 포함할 수 있다.In a state in which the heater 432 built into the pantograph 403 operates to generate a heat source, the charging control unit 420 controls the pantograph driving unit 440 . Here, the pantograph control refers to moving the pantograph 403 to the charging position, bringing the pantograph 403 moved to the charging position into contact with the charging unit 110 of the electric vehicle to perform charging, and controlling charging according to the charging time or charging amount. may include doing, etc.

상기 팬터그래프 구동부(440)는 상기 충전 제어부(420)의 제어에 따라 충전 대상 전기차 위치 정보를 확인하고, 충전 대상 전기차(103)의 위치로 이동을 한다. 여기서 팬터그래프 충전장치(400)의 이동수단(401)은 팬터그래프 제어부(440)에서 출력된 이동 정보에 따라 위치 이동을 한다. 여기서 이동 정보는 외부의 원격 단말이나 시스템 감시장치를 통해 위치 정보를 전송하거나, 현재 위치를 기초로 충전 위치까지의 이동 정보를 연산하여 생성한 이동정보일 수 있다. 이동 정보는 차량 위치를 지정하는 방식을 이용할 수 있다. 예를 들어, 전기차(101)의 위치를 충전 위치 "01", 전기차(102)의 위치를 충전 위치 "02", 전기차(103)의 위치를 충전 위치 "03", 전기차(104)의 위치를 충전 위치 "04"와 같은 정보를 이용하여 충전 위치를 지정하고, 이를 이용하여 이동 정보를 생성할 수 있다.The pantograph driving unit 440 checks the location information of the electric vehicle to be charged under the control of the charging controller 420 , and moves to the location of the electric vehicle 103 to be charged. Here, the moving means 401 of the pantograph charging device 400 moves according to the movement information output from the pantograph control unit 440 . Here, the movement information may be movement information generated by transmitting location information through an external remote terminal or a system monitoring device, or calculating movement information to a charging location based on the current location. The movement information may use a method of designating a vehicle location. For example, the position of the electric vehicle 101 is the charging position "01", the position of the electric vehicle 102 is the charging position "02", the position of the electric vehicle 103 is the charging position "03", and the position of the electric vehicle 104 is the position of the electric vehicle 104 . A charging position may be designated using information such as charging position “04”, and movement information may be generated using this information.

충전 위치로의 이동량은 전기차의 차폭을 고려하여 미리 설정된 상태이므로, 이동수단(401)은 내부의 모터를 포함하는 구동부를 동작시켜 팬터그래프 충전장치(400)를 이동시킨다. 구동부는 모터, 위치 확인용 인코더 등을 포함할 수 있다.Since the amount of movement to the charging position is preset in consideration of the vehicle width, the moving means 401 operates a driving unit including an internal motor to move the pantograph charging device 400 . The driving unit may include a motor, an encoder for positioning, and the like.

팬터그래프 충전장치(400)가 정해진 충전 위치로 이동한 상태에서, 상기 이동수단(401)에 일단이 연결된 팬터그래프 위치 조정수단(402)이 하강을 하여 충전장치인 팬터그래프(403)와 전기차(103)에 구비된 충전부(110)를 접속시킨다. 이후, 충전부(110)와의 접촉 시 발생하는 압력을 측정하여, 일정 압력 이상이 되면 팬터그래프(403)와 충전부(110)가 정상적으로 접촉된 것으로 판단한다. 팬터그래프(403)와 충전부(110)가 정상적으로 접촉된 것으로 판단이 되면, 팬터그래프(403)의 이동을 정지시킨다.In a state in which the pantograph charging device 400 is moved to a predetermined charging position, the pantograph position adjusting means 402 having one end connected to the moving means 401 descends to the charging device of the pantograph 403 and the electric vehicle 103. The provided charging unit 110 is connected. Thereafter, the pressure generated during contact with the charging unit 110 is measured, and when the pressure exceeds a certain level, it is determined that the pantograph 403 and the charging unit 110 are in normal contact. When it is determined that the pantograph 403 and the charging unit 110 are in normal contact, the movement of the pantograph 403 is stopped.

팬터그래프 위치 조정수단(402)이 정해진 만큼 하강을 하여, 팬터그래프 위치 조정수단(402)의 끝단에 결합된 팬터그래프(403)가 충전부(110)와 정상적으로 접촉을 하면, 팬터그래프(403)에 의해 충전 전력이 충전부(110)의 컨텍트바(111, 112)로 공급되어 전기차의 배터리 충전이 이루어진다. 여기서 팬터그래프(403)를 이용한 전기차 충전 방식은 공지의 팬터그래프 충전 장치를 그대로 채택하여 활용할 수 있다.When the pantograph position adjusting means 402 descends by a predetermined amount, and the pantograph 403 coupled to the end of the pantograph position adjusting means 402 is in normal contact with the charging unit 110, the charging power by the pantograph 403 is It is supplied to the contact bars 111 and 112 of the charging unit 110 to charge the battery of the electric vehicle. Here, the electric vehicle charging method using the pantograph 403 can be utilized by adopting a known pantograph charging device as it is.

이때, 팬터그래프(403)에 내장된 히터(432)에서 발생한 열원이 접촉된 충전부(110)를 가열하여 충전부(110)의 동결을 방지한다. 아울러 충전부(110)가 동결된 상태이면 열원을 이용하여 충전부(110)를 가열하여 해동을 하게 된다.At this time, the charging unit 110 in contact with the heat source generated by the heater 432 built in the pantograph 403 is heated to prevent freezing of the charging unit 110 . In addition, if the charging unit 110 is in a frozen state, it is thawed by heating the charging unit 110 using a heat source.

충전 제어부(430)는 충전이 이루어지는 시간 동안 지속적으로 차량장치(120)를 통해 충전부(110)의 외기 온도를 수신하고, 이를 분석하여 충전부(110)의 외기 온도가 상기 설정된 기준온도 이상이 되는 시점에서 동결 방지부(430)의 구동을 정지시킨다.The charging control unit 430 continuously receives the outside air temperature of the charging unit 110 through the vehicle device 120 during the charging period, and analyzes it when the outside air temperature of the charging unit 110 becomes equal to or higher than the set reference temperature. to stop the operation of the freeze protection unit 430 .

두 번째 동결 방지 방법으로서, 동결 방지부(430)는 충전 제어부(420)로부터 구동신호가 전달되면, 열원 생성부(433)에서 열원을 생성하고, 열원 송풍부(434)에서 생성한 열원을 충전부(110)로 송풍하여, 열풍으로 동결을 방지하는 방식이다. 여기서 열원 생성부(433)는 히터나 발열 코일과 같은 일반적인 열원 생성 수단을 이용하여 열원을 생성할 수 있다. 열원 송풍부(434)는 송풍 팬을 이용할 수 있다.As a second freezing prevention method, when a driving signal is transmitted from the charging control unit 420 , the freezing prevention unit 430 generates a heat source from the heat source generating unit 433 , and uses the heat source generated by the heat source blowing unit 434 into the charging unit. It is a method of blowing air to (110) to prevent freezing with hot air. Here, the heat source generating unit 433 may generate a heat source using a general heat source generating means such as a heater or a heating coil. The heat source blowing unit 434 may use a blowing fan.

팬터그래프(403)에 소정 위치에 설치된 열원 송풍부(434)에서 열원을 송풍하는 상태에서, 상기 충전 제어부(420)는 팬터그래프 구동부(440)를 제어한다. 여기서 팬터그래프 제어란 팬터그래프(403)를 충전 위치로 이동시키는 것, 충전 위치로 이동된 팬터그래프(403)를 전기차의 충전부(110)와 접촉시켜 충전을 수행하는 것, 충전 시간 또는 충전량에 따라 충전을 제어하는 것 등을 포함할 수 있다.In a state in which the heat source blowing unit 434 installed at a predetermined position in the pantograph 403 blows the heat source, the charging control unit 420 controls the pantograph driving unit 440 . Here, the pantograph control refers to moving the pantograph 403 to the charging position, bringing the pantograph 403 moved to the charging position into contact with the charging unit 110 of the electric vehicle to perform charging, and controlling charging according to the charging time or charging amount. may include doing, etc.

상기 팬터그래프 구동부(440)는 상기 충전 제어부(420)의 제어에 따라 충전 대상 전기차 위치 정보를 확인하고, 충전 대상 전기차(103)의 위치로 이동을 한다. 여기서 팬터그래프 충전장치(400)의 이동수단(401)은 팬터그래프 제어부(440)에서 출력된 이동 정보에 따라 위치 이동을 한다. 여기서 이동 정보는 외부의 원격 단말이나 시스템 감시장치를 통해 위치 정보를 전송하거나, 현재 위치를 기초로 충전 위치까지의 이동 정보를 연산하여 생성한 이동정보일 수 있다. 이동 정보는 차량 위치를 지정하는 방식을 이용할 수 있다. 예를 들어, 전기차(101)의 위치를 충전 위치 "01", 전기차(102)의 위치를 충전 위치 "02", 전기차(103)의 위치를 충전 위치 "03", 전기차(104)의 위치를 충전 위치 "04"와 같은 정보를 이용하여 충전 위치를 지정하고, 이를 이용하여 이동 정보를 생성할 수 있다.The pantograph driving unit 440 checks the location information of the electric vehicle to be charged under the control of the charging controller 420 , and moves to the location of the electric vehicle 103 to be charged. Here, the moving means 401 of the pantograph charging device 400 moves according to the movement information output from the pantograph control unit 440 . Here, the movement information may be movement information generated by transmitting location information through an external remote terminal or a system monitoring device, or calculating movement information to a charging location based on the current location. The movement information may use a method of designating a vehicle location. For example, the position of the electric vehicle 101 is the charging position "01", the position of the electric vehicle 102 is the charging position "02", the position of the electric vehicle 103 is the charging position "03", and the position of the electric vehicle 104 is the position of the electric vehicle 104 . A charging position may be designated using information such as charging position “04”, and movement information may be generated using this information.

충전 위치로의 이동량은 전기차의 차폭을 고려하여 미리 설정된 상태이므로, 이동수단(401)은 내부의 모터를 포함하는 구동부를 동작시켜 팬터그래프 충전장치(400)를 이동시킨다. 구동부는 모터, 위치 확인용 인코더 등을 포함할 수 있다.Since the amount of movement to the charging position is preset in consideration of the vehicle width, the moving means 401 operates a driving unit including an internal motor to move the pantograph charging device 400 . The driving unit may include a motor, an encoder for positioning, and the like.

팬터그래프 충전장치(400)가 정해진 충전 위치로 이동한 상태에서, 상기 이동수단(401)에 일단이 연결된 팬터그래프 위치 조정수단(402)이 하강을 하여 충전장치인 팬터그래프(403)와 전기차(103)에 구비된 충전부(110)를 접속시킨다. 이때, 열원 송풍부(434)에 의해 송출되는 열풍이 지속적으로 충전부(110) 및 그 주변에 인가되어 충전부(110)를 해동시키거나 동결을 방지하고, 동시에 충전부(110)의 주변에 존재하는 낙엽이나 눈 또는 쓰레기와 같은 이물질을 제거한다.In a state in which the pantograph charging device 400 is moved to a predetermined charging position, the pantograph position adjusting means 402 having one end connected to the moving means 401 descends to the charging device of the pantograph 403 and the electric vehicle 103. The provided charging unit 110 is connected. At this time, the hot air sent by the heat source blowing unit 434 is continuously applied to and around the charging unit 110 to thaw or prevent freezing of the charging unit 110, and at the same time, fallen leaves present in the vicinity of the charging unit 110 or foreign objects such as snow or garbage.

이후, 팬터그래프(403)가 충전부(110)와의 접촉되면 접촉 시 발생하는 압력을 측정하여, 일정 압력 이상이 되면 팬터그래프(403)와 충전부(110)가 정상적으로 접촉된 것으로 판단한다. 팬터그래프(403)와 충전부(110)가 정상적으로 접촉된 것으로 판단이 되면, 팬터그래프(403)의 이동을 정지시킨다.Thereafter, when the pantograph 403 comes into contact with the charging unit 110 , the pressure generated during the contact is measured, and when the pressure exceeds a certain level, it is determined that the pantograph 403 and the charging unit 110 are in normal contact. When it is determined that the pantograph 403 and the charging unit 110 are in normal contact, the movement of the pantograph 403 is stopped.

팬터그래프 위치 조정수단(402)이 정해진 만큼 하강을 하여, 팬터그래프 위치 조정수단(402)의 끝단에 결합된 팬터그래프(403)가 충전부(110)와 정상적으로 접촉을 하면, 팬터그래프(403)에 의해 충전 전력이 충전부(110)의 컨텍트바(111, 112)로 공급되어 전기차의 배터리 충전이 이루어진다. 여기서 팬터그래프(403)를 이용한 전기차 충전 방식은 공지의 팬터그래프 충전 장치를 그대로 채택하여 활용할 수 있다.When the pantograph position adjusting means 402 descends by a predetermined amount, and the pantograph 403 coupled to the end of the pantograph position adjusting means 402 is in normal contact with the charging unit 110, the charging power by the pantograph 403 is It is supplied to the contact bars 111 and 112 of the charging unit 110 to charge the battery of the electric vehicle. Here, the electric vehicle charging method using the pantograph 403 can be utilized by adopting a known pantograph charging device as it is.

충전 제어부(430)는 충전이 이루어지는 시간 동안 지속적으로 차량장치(120)를 통해 충전부(110)의 외기 온도를 수신하고, 이를 분석하여 충전부(110)의 외기 온도가 상기 설정된 기준온도 이상이 되는 시점에서 동결 방지부(430)의 구동을 정지시킨다.The charging control unit 430 continuously receives the outside air temperature of the charging unit 110 through the vehicle device 120 during the charging period, and analyzes it when the outside air temperature of the charging unit 110 becomes equal to or higher than the set reference temperature. to stop the operation of the freeze protection unit 430 .

필요에 따라 충전 제어부(420)는 미리 설정된 설정시간 동안만 동결 방지부(430)를 구동시키고, 설정 시간이 지나면 자동으로 동결 방지부(430)의 구동을 정지시키는 제어 방법을 이용할 수 있다.If necessary, the charging control unit 420 may use a control method of driving the freeze protection unit 430 only for a preset time period and automatically stopping the operation of the freeze protection unit 430 after the set time period has elapsed.

또한, 두 번째 동결 방지 방법인 열원 송풍부(434)를 이용하는 방식은, 동결 이외에 오로지 이물질을 제거하는 용도만으로 활용할 수 있다.In addition, the method of using the heat source blower 434, which is the second freezing prevention method, can be utilized only for the purpose of removing foreign substances other than freezing.

예컨대, 충전을 위해 충전 제어부(420)에서 팬터그래프 구동부(440)를 동작시킬 때, 열원 생성부(433)는 동작시키지 않고, 열원 송풍부(434)인 송풍 팬만을 구동시켜, 전기차의 충전부 주변의 이물질을 제거하는 용도로 활용할 수 있다. 이 경우에는 일정 시간만 열원 송풍부(434)를 동작시키고, 충전을 시작하면 열원 송풍부(434)를 오프시키는 방식으로 열원 송풍부(434)를 제어하여, 이물질만 제어하는 용도로 활용할 수 있다.For example, when the charging control unit 420 operates the pantograph driving unit 440 for charging, the heat source generating unit 433 does not operate, and only the blowing fan that is the heat source blowing unit 434 is driven, so that It can be used to remove foreign substances. In this case, the heat source blowing unit 434 is operated only for a certain period of time, and when charging is started, the heat source blowing unit 434 is controlled in a manner that turns off the heat source blowing unit 434, which can be used for the purpose of controlling only foreign substances. .

충전 방식은 팬터그래프 위치 조정수단(402)의 끝단에 결합된 팬터그래프(403)가 충전부(110)와 접촉을 하면, 팬터그래프(403)에 의해 충전 전력이 충전부(110)의 컨텍트바(111, 112)로 공급되어 전기차의 배터리 충전이 이루어진다. 여기서 팬터그래프(403)를 이용한 전기차 충전 방식은 공지의 팬터그래프 충전 장치를 그대로 채택하여 활용할 수 있다.In the charging method, when the pantograph 403 coupled to the end of the pantograph position adjusting means 402 comes into contact with the charging unit 110, the charging power is transferred by the pantograph 403 to the charging unit 110's contact bars (111, 112). is supplied to charge the electric vehicle's battery. Here, the electric vehicle charging method using the pantograph 403 can be utilized by adopting a known pantograph charging device as it is.

전기차 충전을 위한 충전 전력은 파워뱅크(200)를 통해 공급된다.Charging power for charging the electric vehicle is supplied through the power bank 200 .

파워뱅크(200)는 전력 변환장치로서, 수전 설비(수배전반)와 버스 바(Bus-bar) 없이 직접 결선 방식으로 공급받거나 전선케이블로 전력을 공급받을 수 있으며, 상기 수전 설비로부터 공급되는 전력에 과도 전압이 인가될 경우 공급 전력을 차단하는 전력 차단기(ACB), 상기 전력 차단기를 통해 공급된 교류전력을 직류 전력으로 변환하는 교류-직류 변환기(AC-DC Convertor), 상기 교류-직류 변환기(AC-DC Convertor)에서 변환된 직류 전력을 소정의 직류 전력으로 변환하여 상기 팬터그래프 충전장치(400)에 공급하는 직류-직류 변환기(DC-DC Convertor)를 포함할 수 있다.The power bank 200 is a power converter, and can be supplied in a direct connection method without a power receiving facility (switchboard) and a bus-bar, or can receive power through a wire cable, and the power supplied from the power receiving facility is excessive. A power breaker (ACB) that blocks supply power when voltage is applied, an AC-DC converter (AC-DC Converter) that converts AC power supplied through the power breaker into DC power, and the AC-DC converter (AC- It may include a DC-DC converter (DC-DC converter) for converting the DC power converted by the DC converter) into a predetermined DC power and supplying it to the pantograph charging device 400 .

상기 교류-직류 변환기는 상기 전력 차단기로부터 직접 결선되어 공급 전력을 입력받고, 기준 전압을 설정한 상태에서 전류량을 높이는 방식으로 교류를 직류로 변환하는 AC-DC Convertor, 상기 AC-DC Convertor를 통해 전류량이 증가된 직류 전력을 설정 레벨로 조절하여 출력하는 DC-DC Convertor를 포함할 수 있다.The AC-DC converter is directly connected from the power breaker to receive supply power, and the amount of current through the AC-DC Converter and the AC-DC Converter that converts AC to DC by increasing the amount of current while setting the reference voltage It may include a DC-DC converter that adjusts and outputs the increased DC power to a set level.

충전 전력을 공급해주는 파워뱅크(200)는 전력 공급 설비인 수전 설비를 통해 공급되는 전력을 버스 바 없이 직접 결선 방식으로 공급받거나 전선케이블로 전력을 공급받아서, 이를 충전 전력으로 변환하여 팬터그래프 충전장치(400)에 공급한다. 전력 공급 업체인 한국전력은 고압(예를 들어, 22.9kV)의 전력을 공급하고, 수전 설비는 이를 전력 분배하여 전력을 공급한다.The power bank 200 that supplies charging power receives power supplied through a power receiving facility, which is a power supply facility, in a direct connection method without a bus bar or receives power through a wire cable, converts it into charging power, and converts it into a pantograph charging device ( 400) is supplied. KEPCO, a power supplier, supplies high-voltage (eg, 22.9 kV) power, and the power receiving facility distributes the power to supply power.

팬터그래프 충전장치(400)를 통해 전기차(103)의 충전이 완료되면, 충전을 종료하고, 팬터그래프 위치 조정수단(402)이 정해진 만큼 다시 상승을 하여, 충전부(110)와 접촉을 해제함과 동시에 팬터그래프 위치 조정수단(402)을 원래의 위치로 복원시킨다.When the charging of the electric vehicle 103 is completed through the pantograph charging device 400, the charging is terminated, and the pantograph position adjusting means 402 rises again by a predetermined amount to release the contact with the charging unit 110 and the pantograph at the same time. The position adjusting means 402 is restored to its original position.

이후, 팬터그래프 충전장치(400)는 충전 우선순위 등에 따라 다음 전기차의 충전 위치로 이동을 하고, 충전 위치로 이동을 하면 다시 전술한 충전 과정을 통해 다음 전기차를 충전하게 된다.Thereafter, the pantograph charging device 400 moves to the charging position of the next electric vehicle according to the charging priority, etc., and when it moves to the charging position, it charges the next electric vehicle through the above-described charging process again.

이와 같이 본 발명은 팬터그래프(Pantograph)를 이용하여 충전을 하는 전기차(예를 들어, 전기 버스)에서 팬터그래프로부터 충전 전원을 공급받는 충전부의 동결을 방지할 수 있어, 충전부 동결로 인한 충전 불량 문제를 개선할 수 있으며, 충전부에 존재하는 이물질도 효과적으로 제거할 수 있다.As such, the present invention can prevent freezing of the charging unit receiving charging power from the pantograph in an electric vehicle (eg, an electric bus) that is charged using a pantograph, thereby improving the problem of charging failure due to freezing of the charging unit It can also effectively remove foreign substances present in the charging part.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다.Although the invention made by the present inventor has been described in detail according to the above embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments and it is common knowledge in the art that various changes can be made without departing from the gist of the present invention. self-evident to those who have

100: 차량 충전 장치
101 - 104: 전기차(전기 버스)
110: 충전부
120: 차량 장치
121: 차량상태 검출부
122: 외기온도 검출부
123: 차량 충전 요청부
124: 통신부
200: 파워뱅크
300: 브릿지
301 - 303: 커버
304: 이동 레일
400: 팬터그래프 충전장치
401: 이동수단
402: 팬터그래프 위치 조정수단
403: 팬터그래프
410: 통신모듈
420: 전기차 정보 수신부
430: 동결 방지부
431: 히터 구동부
432: 히터
433: 열원 생성부
434: 열원 송풍부
440: 팬터그래프 구동부
450: 데이터베이스100: vehicle charging device
101 - 104: electric vehicle (electric bus)
110: charging unit
120: vehicle device
121: vehicle state detection unit
122: outside temperature detection unit
123: vehicle charging request unit
124: communication department
200: power bank
300: bridge
301 - 303: cover
304: moving rail
400: pantograph charging device
401: means of transportation
402: pantograph position adjustment means
403: Pantograph
410: communication module
420: electric vehicle information receiving unit
430: freeze protection unit
431: heater driving unit
432: heater
433: heat source generating unit
434: heat source blower
440: pantograph driving unit
450: database

Claims (6)

팬터그래프 충전용 전기차의 충전부 동결을 방지하기 위한 장치로서,
전기차에 설치되며, 외기 온도를 차량 정보로 획득하여 팬터그래프 충전장치로 전송하고 충전을 요청하며, 상기 팬터그래프 충전장치의 제어에 따라 충전을 하는 차량 충전 장치; 및
상기 차량 충전 장치로부터 전송된 차량 정보에 포함된 외기 온도와 전기차의 충전부 동결 방지를 위해 미리 설정된 기준온도를 비교하여 그 대소 여부에 따라 동결 방지 기능을 수행하며, 상기 전기차의 충전을 제어하는 팬터그래프 충전장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 팬터그래프 충전용 전기차의 충전부 동결방지장치.
A device for preventing freezing of a charging part of an electric vehicle for charging a pantograph, comprising:
a vehicle charging device installed in an electric vehicle, which acquires the outside air temperature as vehicle information, transmits it to the pantograph charging device, requests charging, and charges according to the control of the pantograph charging device; and
A pantograph charging that controls the charging of the electric vehicle by comparing the outside air temperature included in the vehicle information transmitted from the vehicle charging device with a preset reference temperature to prevent freezing of the charging part of the electric vehicle and performing a freeze prevention function according to the size of the electric vehicle A device for preventing freezing of a charging part of an electric vehicle for charging a pantograph, comprising a device.
 청구항 1에서, 상기 차량 충전 장치는,
상기 팬터그래프 충전장치와 접촉되어 충전 전력을 공급받아 배터리를 충전하는 충전부; 및
충전 시 외기 온도를 차량 정보로 획득하여 상기 팬터그래프 충전장치로 전송하고 충전을 요청하는 차량 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 팬터그래프 충전용 전기차의 충전부 동결방지장치.
The method according to claim 1, The vehicle charging device,
a charging unit that is in contact with the pantograph charging device and receives charging power to charge the battery; and
A device for preventing freezing of a charging part of an electric vehicle for charging a pantograph, characterized in that it includes a vehicle device that acquires the outside air temperature as vehicle information during charging, transmits it to the pantograph charging device, and requests charging.
 청구항 2에서, 상기 차량 장치는,
변속 상태 및 시동 상태를 포함하는 차량 상태 정보를 검출하는 차량상태 검출부;
상기 충전부의 주변 외기 온도를 검출하는 외기온도 검출부;
상기 차량상태 검출부와 외기온도 검출부에서 각각 출력되는 차량 상태정보와 외기온도 정보를 기초로 차량 정보를 생성하고, 생성한 차량 정보를 이용하여 차량 충전을 요청하는 차량 충전 요청부; 및
상기 차량 충전 요청부에서 요청된 차량 정보를 팬터그래프 충전장치로 전송하는 통신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 팬터그래프 충전용 전기차의 충전부 동결방지장치.
The method according to claim 2, The vehicle device,
a vehicle state detection unit configured to detect vehicle state information including a shift state and a starting state;
an outdoor temperature detection unit detecting an ambient ambient temperature of the charging unit;
a vehicle charging request unit that generates vehicle information based on the vehicle condition information and the outside air temperature information output from the vehicle condition detection unit and the outside air temperature detection unit, respectively, and requests vehicle charging using the generated vehicle information; and
and a communication unit for transmitting the vehicle information requested by the vehicle charging request unit to the pantograph charging device.
 청구항 1에서, 상기 팬터그래프 충전장치는,
상기 차량 충전 장치로부터 전송된 차량 정보를 수신하여 데이터베이스에 저장하는 전기차 정보 수신부;
상기 데이터베이스에 저장된 차량 정보에 포함된 충전부 외기온도와 전기차의 충전부 동결 방지를 위해 미리 설정된 기준온도를 비교하여 그 대소 여부에 따라 동결 방지 기능을 수행하며, 상기 전기차의 충전을 제어하는 충전 제어부;
상기 충전 제어부의 제어에 따라 열원을 이용하여 전기차의 충전부 동결을 방지하는 동결 방지부; 및
상기 충전 제어부의 제어에 따라 팬터그래프를 제어하여 상기 전기차를 충전하는 팬터그래프 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 팬터그래프 충전용 전기차의 충전부 동결방지장치.
The method according to claim 1, The pantograph charging device,
an electric vehicle information receiver for receiving the vehicle information transmitted from the vehicle charging device and storing it in a database;
a charging control unit that compares the outside air temperature of the charging unit included in the vehicle information stored in the database with a preset reference temperature to prevent freezing of the charging unit of the electric vehicle and performs a freeze prevention function according to the size of the electric vehicle, and controls charging of the electric vehicle;
a freeze prevention unit for preventing freezing of the charging unit of the electric vehicle by using a heat source under the control of the charging control unit; and
and a pantograph driving unit for charging the electric vehicle by controlling the pantograph according to the control of the charging control unit.
 청구항 4에서, 상기 동결 방지부는,
팬터그래프에 내장되어 열원을 생성하는 히터;
상기 히터를 구동시키는 히터 구동부를 포함하고,
상기 팬터그래프는 내장된 히터에서 생성된 열원으로 접촉되는 충전부를 가열하여 동결을 방지하는 것을 특징으로 하는 팬터그래프 충전용 전기차의 충전부 동결방지장치.
The method according to claim 4, The freezing prevention unit,
a heater built into the pantograph to generate a heat source;
A heater driving unit for driving the heater,
The pantograph is a charging part freezing prevention device of an electric vehicle for charging a pantograph, characterized in that it prevents freezing by heating the charging part in contact with the heat source generated by the built-in heater.
 청구항 4에서, 상기 동결 방지부는,
열원을 생성하는 열원 생성부;
상기 열원 생성부에서 생성된 열원을 전기차의 충전부로 송풍하는 열원 송풍부를 포함하고,
상기 열원 송풍부는 생성된 열원을 전기차의 충전부로 송풍시켜, 충전부를 가열함과 동시에 충전부 주변의 이물질을 열풍으로 제거하는 것을 특징으로 하는 팬터그래프 충전용 전기차의 충전부 동결방지장치.



The method according to claim 4, The freezing prevention unit,
a heat source generating unit generating a heat source;
and a heat source blower that blows the heat source generated by the heat source generator to the charging part of the electric vehicle,
The heat source blowing unit blows the generated heat source to the charging unit of the electric vehicle to heat the charging unit and at the same time remove foreign substances around the charging unit with hot air.
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