KR20220130899A

KR20220130899A - 전기차용 충전장치 및 충전방법

Info

Publication number: KR20220130899A
Application number: KR1020210035727A
Authority: KR
Inventors: 이진국
Original assignee: 이진국
Priority date: 2021-03-19
Filing date: 2021-03-19
Publication date: 2022-09-27

Abstract

본 발명은 전기차용 충전장치 및 충전방법에 관한 것으로, 각종 주차장의 각 주차구역에 전기차를 주차 후 스마트폰 애플리케이션 또는 키오스크(kiosk)를 이용하여 예약한 후 주차지역에 구비된 커넥터를 전기차에 설치되어 있는 인렛에 결합하여 충전이 이루어질 수 있도록 한 것이다.
즉, 본 발명은 주차장의 주차구역에 설치한 커넥터와; 전력공급부와 연결된 급전전기의 전력선과; 이동레일과; 급전전기의 전력선의 전력을 커넥터로 제공하도록 이동레일을 따라 이동하는 한 대 이상의 충전차를 포함한다.
또한 주차장의 주차구역에 주차하는 주차단계; 스마트폰 애플리케이션 또는 키오스크를 이용하여 주차 위치와 차종에 따른 정보를 입력하고 결제하는 충전예약단계; 충전예약단계에서 입력된 충전예약 정보 및 결재정보를 중앙제어장치로 전송하는 정보처리단계; 중앙제어장치에서 슬립 모드로 락킹된 커넥터를 언락킹하여 주차구역에 구비된 언락킹된 커넥터를 전기차의 인렛에 결합하는 커넥터 제공단계; 충전예약정보에 따라 중앙제어장치에서 대기중인 충전차와 유무선 통신하여 이동레일을 따라 전기차를 전기차가 주차된 지역으로 이동시켜 충전하는 충전단계; 충전이 완료되면 실제 충전요금을 과금하고, 충전차를 대기 위치 또는 다른 예약위치로 이동하는 충전종료단계를 포함한다.

Description

전기차용 충전장치 및 충전방법{Charging system and charging method for electric vehicles}

본 발명은 전기차용 충전장치 및 충전방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 내연기관 자동차와 전기자동차 구분 없이 혼용 주차가 가능한 각종 주차장의 주차공간에 전기차를 주차한 후 스마트폰 어플리케이션 또는 키오스크(kiosk)를 이용하여 충전예약을 한 다음 주차지역에 구비된 커넥터를 전기차의 인렛에 결합한 뒤 주차장을 벗어나 용무를 볼 수 있으며 예약한 차례데로 충전이 이루어질 수 있도록 한 전기차용 충전장치 및 충전방법을 제공코자 하는 것이다.

세계 각국들이 글로벌 환경 규제에 따른 수천억 탄소배출 벌금부과 문제 등을 해결하기 위해 친환경차 개발 주도권 잡기에 치열한 경쟁을 하고 있다. 전기차는 기존의 내연기관 자동차보다 에너지효율이 높고, 장기적으로 연료비를 절감할 수 있으며, 유지보수가 쉽다는 장점이 있어 매년 전기차 시장은 점점 커질 것이다.

전기차 보급증대를 위해선 충전 인프라의 확보가 시급한데 전기차를 이용하는 소비자들이 겪는 제일 큰 불편한 점은 긴 충전시간과 충전장소 문제로 매번 완속 또는 급속 충전소를 찾아 가 EV충전 전용장소에 주차해 장시간 기다리다 충전 완료 후 즉시 차를 EV장소에서 이동치 않으면 충전 대기자들과 다툼이 잦고 또한 벌금부과 등 충전에 따른 주차문제가 해결되지 않아 협소한 주차공간 때문에 문제가 많은 상황에서 기존 연료차의 주차구역에서 별도로 EV전용 주차공간을 늘리기는 현실적으로 한계가 있어 어쩔 수없이 불편을 겪고 있는 문제의 주된 원인이 되고 있다.

이 문제를 해결하기 위해서는 기존 내연기관 차들이 이용하는 각종 주차장에 전기차도 함께 주차한 상태에서 충전하려면, 주차한 다음 먼저 충전예약을 한 후 주차구역에 구비된 커낵터를 전기차 인렛에 연결 접속해 두면 운전자가 없어도 예약 순서대로 충전이 가능하도록 하여 충전시간을 효율적으로 배분할 수 있어야 한다.

상기 전기차의 충전 문제점을 해결하기 위해서는 기존의 주차구역을 전기차라는 이유로 별도 공간을 점유하지 않고 일반 내연기관 자동차와 동일하게 사용할 수 있어야 한다.

이를 위한 선행기술로 대한민국 공개특허공보(A)10-2018-0032371호(2018.03.30.)의 차량 예약충전 방법 및 장치가 개시되어 있으며, 그 구성은 충전을 위한 예약 정보를 저장한 차량에 연결된 충전장치의 종류를 확인하는 단계; 상기 충전장치를 이용하여 이미 설정된 시간 동안 예비 충전을 수행하는 단계; 상기 예비 충전 동안 공급받은 충전 전력을 확인하는 단계; 상기 충전 전력에 대응하여 충전 예상 시간을 결정하는 단계; 상기 충전 예상 시간과 상기 예약 정보에 대응하여 충전 시작 시간을 결정하는 단계; 및 상기 충전 시작 시간에 상기 차량 내 탑재된 배터리를 충전하는 단계를 포함하는 것으로 충전기가 설치되어 있는 전기차의 충전공간을 별도로 설치해야 하는 한계가 있었다.

다른 예로는 한국 등록특허공보(B1)10-1753872호(2017.07.04.)의 스마트 전기차 충전 겸 주차 관리시스템 및 방법이 제공되고 있으며, 이 시스템은 전기자동차와 충전소를 서버로 연결하고 비어있는 충전소 정보를 전기자동차에 제공하여 효율적인 충전이 이루어지도록 한 것으로, 이 또한 전기차를 위한 별도의 충전소 전용공간을 연계해주는 시스템에 불과하다.

상기 문제점을 해결하기 위한 수단으로 대한민국 공개특허공보(A)10-2020-0086817호(2020.07.20.)의 전기차 예약 충전장치 및 이의 충전방법이 제공되고 있으며, 그 구성은 전기차의 효율적인 자동충전방법에 있어서, 전기차 자동충전장치의 데이터 베이스부가 주차된 전기차의 충전 예약정보를 유지하는 제 1 단계; 운전자의 단말기가 새로 주차된 전기차의 주차정보, 단말기 정보 및 충전 예약정보를 전기차 자동충전장치의 저장부로 송신하는 제 2 단계; 상기 저장부가 상기 수신한 상기 주차정보, 상기 단말기 정보 및 상기 충전 예약정보를 상기 데이터베이스부에 저장하는 제 3 단계; 전기차 자동충전장치의 충전제어부가 상기 데이터베이스부에 저장된 충전 예약 정보를 비교하여 상기 새로 주차된 전기차의 충전 가능여부를 판단하는 제 4 단계; 및 상기 충전제어부가 예약시간에 스텝모터를 조정하여 이동식 전기차 충전기를 예약된 전기차의 주차위치로 이동시키고 예약시간동안 전기차를 충전하는 제 5 단계; 를 포함하는 구성으로 이루어져 있다.

이러한 선행기술을 내연기관 자동차와 전기자동차의 구분 없이 주차가 가능한 주차공간을 제공하면서도 이동식 전기차 충전기가 정밀하게 제어되어 전기차의 위치로 이동한 후 자동으로 예약충전을 수행할 수 있는 이점이 있으나, 복수의 이동식 전기차 충전기를 운용하는데 있어 설비비용이 증가하며, 자체 충전된 전력을 사용하므로 연속적인 충전을 제공하는 데 어려움이 있다.

KR 1020180032371 A 2018.03.30. KR 101753872 B1 2017.07.04. KR 1020200086817 A 2020.07.20.

이에 본 발명자는 종래 사용되고 있는 전기차용 충전장치 및 충전방법과는 달리 주차장 내에 내연기관 차와 전기차를 혼용으로 주차한 상태에서도 예약하여 충전할 수 있는 충전장치와 충전방법을 제공코자 본 발명을 연구 개발한 것이다.

즉, 본 발명에서는 각종 주차장의 각 주차구역에 전기차를 주차한 상태에서 사용자가 소지한 스마트폰 애플리케이션을 이용하여 예약하거나 주차장 내에 설치되어 있는 키오스크(kiosk)를 이용하여 예약한 후 주차지역에 구비된 커넥터를 전기차에 설치되어 있는 인렛에 결합하면 중앙제어장치에 의해 제어되는 충전차가 예약 순서에 따라 대기 중인 전기차 주차위치로 이동하여 충전이 이루어질 수 있도록 한 것으로, 설치비용을 최소화하면서 주차장을 내연기관 자동차와 전기차 별도 주차 구획 없이 혼용으로 사용할 수 있는 기능성을 제공할 수 있으며, 충전완료 대기 시간에 자리를 지킬 필요 없이 다른 업무가 가능하므로 전기차 충전에 따른 각종 민원도 해결할 수 있는 기능성을 제공하는 전기차용 충전장치 및 충전방법을 제공함에 기술적 과제를 두고 본 발명을 완성한 것이다.

과제 해결 수단으로 본 발명에서는 첫째 주차장의 주차구역에 설치한 커넥터와; 전력공급부와 연결된 급전전기의 전력선과; 이동레일과; 급전전기의 전력선의 전력을 커넥터(를)로 제공하도록 이동레일을 따라 이동하는 한 대 이상의 충전차를 포함하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 한다.

둘째 충전을 위한 정보입력 및 결제가 이루어질 수 있는 스마트폰 애플리케이션과; 상기 스마트폰 애플리케이션과 통신하며, 상기 충전차를 제어하는 중앙제어장치를 더 구비한 것을 특징으로 한다.

셋째 주차구역에 설치되며 충전을 위한 정보입력 및 결제가 이루어질 수 있도록 한 키오스크와; 상기 키오스크와 전기적으로 연결되며, 상기 충전차를 제어하는 중앙제어장치를 더 구비한 것을 특징으로 한다.

넷째 상기 중앙제어장치는 키오스크에 내장 설치된 것을 특징으로 한다.

다섯째 상기 주차구역에 설치한 커넥터는 슬립 모드로 락킹된 상태이며, 상기 스마트폰 애플리케이션 또는 키오스크로 정보입력 및 결제가 이루어지면 중앙제어장치에서 해당 주차구역의 커넥터를 슬립 모드로 언락킹시켜 전기자동차의 인렛에 연결할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

여섯째 상기 충전차는 중앙제어장치의 지시에 의해 이동되며, 커넥터와 연결된 접속단자와 결합되는 출력단자 및 충전전기를 통전하는 급전전기의 전력선과 결합되는 입력단자가 구비된 것을 특징으로 한다.

일곱째 상기 이동레일은 메인레일과; 메인레일과 분기되는 충전차가 예약된 충전위치로 진입한 상태에서 상기 충전차가 이용한 메인레일은 다른 충전차가 통행되도록 한 충전용 레일로 구성되며; 상기 충전용레일에는 충전차가 예약된 충전장소로 진입시 충전차에 설치된 출력단자와 충전장소의 입력단자가 접지되는 커넥터와 연결된 접속단자와 충전차에 통전할 급전전기의 전력선이 구비된 것을 특징으로 한다.

여덟째 상기 이동레일은 주차장의 벽면 또는 천장에 설치된 것을 특징으로 한다.

아홉째 상기 이동레일은 주차장에 세워진 지주의 상단에 상판을 올린 다리 형태로 구성한 것을 특징으로 한다.

열째 상기 이동레일에는 충전차의 이동을 감지하는 복수의 감지센서를 설치하고 중앙제어장치와 유무선 통신되도록 하여 충전차를 충전용레일로 유도할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

열한째 상기 이동레일의 끝단에는 복수의 충전차가 대기할 수 있는 대기 계류장이 구비된 것을 특징으로 한다.

열두째 상기 충전차는 내장 설치된 충전식배터리로 구동되는 구동수단에 의해 이동되는 것을 특징으로 한다.

열셋째 상기 충전차는 중앙제어장치와 유무선으로 제어되는 제어판과; 급전전기의 전력선에서 제공되는 AC 전원을 기존 공용 충전기와 동일한 방법으로 전기차에 부합하도록 제공하는 차종별 충전전기가 내장 설치된 것을 특징으로 한다.

열넷째 상기 커넥터는 사전 예약한 충전정보에 의해 콤보/차데모/삼상전기 중 차종에 부합하도록 제공하는 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

열다섯째 주차장의 주차구역에 주차하는 주차단계; 스마트폰 애플리케이션 또는 키오스크를 이용하여 주차 위치와 차종에 따른 정보를 입력하고 결제하는 충전예약단계; 충전예약단계에서 입력된 충전예약 정보 및 결재정보를 중앙제어장치로 전송하는 정보처리단계; 중앙제어장치에서 슬립 모드로 락킹된 커넥터를 언락킹하여 주차구역에 구비된 언락킹된 커넥터를 전기차의 인렛에 결합하는 커넥터 제공단계; 충전예약정보에 따라 중앙제어장치에서 대기중인 충전차와 유무선 통신하여 이동레일을 따라 주행하는 충전차를 전기차가 주차된 지역으로 이동시켜 충전하는 충전단계; 충전이 완료되면 실제 충전요금을 과금하고, 충전차를 대기시키는 대기 계류장 또는 다른 예약위치로 이동하는 충전종료단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 제공하는 전기차용 충전장치 및 충전방법을 사용하는 경우 하기와 같은 효과가 있다.

-기존 사용하고 있는 주차장에도 저렴한 비용으로 설치가 가능하다.

-내연기관용 차와 전기차를 혼용으로 주차하더라도 예약된 주차 위치로 충전차가 이동레일를 따라 충전 예약위치로 이동하여 충전이 이루어지므로 사용자가 충전을 위해 장시간 대기하는 번거로움을 일소할 수 있다.

-충전예약 후 충전 중 대기 시간에 자리를 지킬 필요 없이 다른 업무가 가능하다.

-종래 반듯이 전기차 충전 EV 전용공간에서 충전완료 후 즉시 차를 옮겨야 하는 불편에 따른 각종 민원을 해결할 수 있다.

-전기차 충전구간 확보에 따른 어려움을 일소할 수 있다.

도 1은 본 발명에서 제공하는 전기차용 충전장치의 바람직한 일 실시례를 보인 개념도
도 2, 도 3은 본 발명에서 제공하는 전기차용 충전장치를 주차장에 설치한 례를 보인 평면도
도 4는 본 발명에서 제공하는 커넥터를 벽면에 설치한 예를 보인 단면도
도 5는 본 발명에서 제공하는 커넥터를 평면(노변 포함)상에 설치한 예를 보인 단면도
도 6은 본 발명에서 제공하는 이동레일을 구조물의 벽면에 설치한 예를 보인 평면도
도 7은 도 6의 측단면도
도 8은 본 발명에서 제공하는 이동레일을 구조물의 천장에 설치한 예를 보인 평면도
도 9는 도 8의 측단면도
도 10은 본 발명에서 제공하는 이동레일을 평면(노변 포함)에 설치한 예를 보인 평면도
도 11은 도 10의 측단면도
도 12는 본 발명에서 제공하는 충전차의 일 례를 보인 정면도
도 13은 도 12의 평면도
도 14는 본 발명에서 제공하는 전기차용 충전방법의 블록도

이하 본 발명에서 제공하는 전기차용 충전장치 및 충전방법의 바람직한 실시례를 첨부 도면에 의거하여 설명한다.

도 1은 본 발명에서 제공하는 전기차용 충전장치의 바람직한 일 실시례를 보인 개념도를 도시한 것이고, 도 2, 도 3은 본 발명에서 제공하는 전기차용 충전장치를 주차장에 설치한 례를 보인 평면도를 도시한 것이다.

본 발명에서 제공하는 전기차용 충전장치(1)는 기존 사용하고 있는 주차장(A)에 설치하여 내연기관용 차와 전기차(100)가 혼용으로 주차되더라도 예약 정보에 의해 전기차(100)의 충전이 이루어질 수 있도록 한 것이다.

이를 위해 본 발명에서는 주차장(A)의 주차구역(B)에 설치한 커넥터(2)와, 전력공급부(3)와 연결된 급전전기의 전력선(4)과, 이동레일(5)과, 이동레일(5)을 따라 이동하는 충전차(6)와, 사용자가 충전을 위한 정보를 입력하고 결재하는 스마트폰 애플리케이션(7) 또는 키오스크(8)와, 이들을 제어하는 중앙제어장치(9)로 대분되는 것으로, 주차장(A)의 주차구역(B)에 주차한 후 스마트폰 애플리케이션(7) 또는 키오스크(8)를 이용하여 주차위치와 차종에 따른 정보를 입력하면, 중앙제어장치(9)에서 슬립 모드로 락킹된 커넥터(2)를 언락킹하여 주차구역(B)에 구비된 언락킹된 커넥터(2)를 전기차(100)의 인렛(101)에 결합할 수 있도록 하고, 충전예약정보에 따라 중앙제어장치(9)에서 대기 중인 충전차(6)와 유무선 통신하여 이동레일(5)를 따라 주행하여 충전차(6)를 전기차(100)가 주차된 공간으로 이동 도착해 충전하며, 충전이 완료되면 실제 충전요금을 과금하고, 충전차(6)를 대기 계류장(10) 위치 또는 다른 예약위치로 이동하는 충전 종료될 수 있도록 한 것이다.

본 발명에서의 커넥터(2)는 주차장(A)의 주차구역(B)에 설치되며, 감전사고 등에 따른 안전을 위해 평상시 전기가 통하지 않는 슬립 모드로 제공하며, 또한 락킹수단(22)을 마련하고 있다. 주차구역(B)에 설치되는 커넥터(2)는 각 주차구역(B)에 설치하거나 2개 또는 3개 바닥면의 주차구역(B) 마다 설치하여 사용할 수 있다.

락킹수단(22)은 다양하게 제공될 수 있으며, 도시하고 있지는 않지만 바람직하기로는 스마트폰 애플리케이션(7) 또는 키오스크(8)를 통해서 정보가 제공될 때 중앙제어장치(9)에서 해당되는 주차구역(B)의 커넥터(2)가 언락킹시켜 사용할 수 있게 구성토록 한다. 스마트폰 애플리케이션(7) 또는 키오스크(8)를 통해서 제공되는 정보는 차종, 충전시간, 차량위치 등의 정보를 입력하고, 결재하여 중앙제어장치(9)로 전송하게 되며, 충전이 완료된 후 실제금액이 과금될 수 있도록 한다.

전력공급부(3)와 연결되어 있는 급전전기의 전력선(4)은 커넥터(2)와 비접촉 상태로 설치되며, 이동레일(5)은 벽면이나 천장쪽으로 설치된다. 또한 주차구역(B)이 야외의 평면이나 노변에 위치하는 경우 지주(300) 상단에 상판(310)을 올린 다리 형태로 구성할 수도 있다.

상기 이동레일(5)은 메인레일(51)과 충전용레일(52)을 조합하여 구성한 것으로, 주차장(A)에 구비된 주차구역(B)을 가로질러 설치되는 메인레일(51)과, 메인레일(51)에서 예약된 충전지역에 진입하기 위해 직각 또는 예각으로 분기되는 충전용레일(52)로 구성하여 충전차(6)가 이동될 수 있도록 한다. 바람직한 예로는 메인레일(51)을 주행하는 충전차(6)가 충전용레일(52)로 진입한 상태일 때 또 하나(다른)의 충전차(6)가 메인레일(51)을 따라 이동하는 것이 가능하도록 구성한다.

이동레일(5)의 측방에는 복수의 충전차(6)를 수용할 수 있는 대기 계류장(10)이 구비될 수 있다. 대기 계류장(10)에는 복수의 충전차(6)가 대기한 상태에서 중앙제어장치(9)에서 제공되는 정보로 지정된 충전차(6)가 메인레일(51)을 따라 이동한 후 메인레일(51)과 직각으로 분기된 충전용레일(52)로 전환 진입하게 된다.

상기 충전용레일(52)의 상측으로는 충전차(6)에 급전할 급전전기의 전력선(4)이 배치된다.

충전차(6)는 이동레일(5)을 따라 이동할 수 있도록 구동수단(61)이 구비되며, 메인레일(51)과 직각 또는 예각으로 분기된 충전용레일(52)에 전환 내입될 때 급전전기의 전력선(4)과 차종별 선택된 커넥터(2)를 연결하여 전기차(100)에 충전전력을 공급하는 기능성을 제공할 수 있게 구성한다.

도 4는 본 발명에서 제공하는 커넥터를 벽면에 설치한 예를 보인 단면도를 도시한 것이고, 도 5는 본 발명에서 제공하는 커넥터를 평면상에 설치한 예를 보인 단면도를 도시한 것이다.

커넥터(2)를 벽면에 설치하는 경우 커넥터박스(21)를 벽면에 고정하거나 매립하고, 그 내측으로 이동레일(5)의 충전용레일(52)측과 전기적으로 연결된 커넥터(2)를 설치하며, 커넥터박스(21)의 입구에 락킹수단(22)을 설치한다.

또한 커넥터(2)를 평면상에 설치하고자 할 때에는 지면에 일정 높이로 기둥(23)을 세우고 그 상측으로 커넥터박스(21)를 설치하고, 커넥터박스(21)의 내측으로 이동레일(5)의 충전용레일(52)측과 전기적으로 연결된 커넥터(2)를 설치하며, 커넥터박스(21)의 입구에 락킹수단(22)을 설치한다.

상기 락킹수단(22)의 경우 커넥터박스(21)에 셔터 타입 등으로 구성될 수 있으며, 상기에서 언급한 바와 같이 중앙제어장치(9)에 의해 락킹 또는 언락킹되도록 한다.

상기 커넥터(2)는 DC전원을 사용하는 차데모와 콤보타입, 그리고 AC3상 전원을 사용하는 르노타입 중 어느 하나로 제공될 수 있다. 경우에 따라서 커넥터박스(21)에 3가지 타입이 함께 내입시켜 사용자가 선택하여 사용할 수 있도록 한다.

또한 상기 커넥터(2)는 차량의 인렛(101)에 결합할 수 있는 길이로 인출되고, 사용 후 자동으로 인입되도록 구성함이 바람직하다.

도 6은 본 발명에서 제공하는 이동레일을 구조물의 벽면에 설치한 예를 보인 평면도를 도시한 것이고, 도 7은 도 6의 측단면도를 도시한 것이다.

도시된 바에 의하면 구조물의 벽면(200)에 일정 높이로 지지대(210)를 설치하고 그 상측으로 메인레일(51)과 충전용레일(52)을 조합하여 구성한 이동레일(5)을 설치한 것이다.

도 8은 본 발명에서 제공하는 이동레일을 구조물의 천장에 설치한 예를 보인 평면도를 도시한 것이고, 도 9는 도 8의 측단면도를 도시한 것이다.

도시된 바에 의하면 구조물의 천장(220)에 일단이 고정된 지지대(210)를 설치하여 메인레일(51)과 충전용레일(52)을 조합하여 구성한 이동레일(5)을 지지할 수 있도록 설치한 것이다.

도 10은 본 발명에서 제공하는 이동레일을 평면에 설치한 예를 보인 평면도를 도시한 것이고, 도 11은 도 10의 측단면도를 도시한 것이다.

이는 지면에 일정간격으로 지주(300)를 세우고 그 상측에 상판(310)을 올려 다리처럼 구성한 다음 상판(310) 상측으로 메인레일(51)과 충전용레일(52)을 조합하여 구성한 이동레일(5)을 지지할 수 있도록 설치한 것이다.

도 6 내지 도 11에 도시된 바와 같이 본 발명에서 제공하고 있는 이동레일(5)은 충전차(6)가 전용으로 이동하는 수단으로 충전차(6)가 안전하게 이동할 수 있으면서 이탈되는 것을 방지할 수 있도록 단면으로 볼 때 양측으로 가이드돌부(53)가 형성된다.

한편 이동레일(5)을 구성하고 있는 충전용레일(52)의 상측으로는 상기에서 언급한 바와 같이 전력공급부(3)와 연결되는 급전전기의 전력선(4)이 통과하며, 또한 충전용레일(52)의 주변에는 커넥터(2)와 전기적으로 연결되어 있는 접속단자(54)가 구비된다.

상기 메인레일(51)과 충전용레일(52)에는 충전차(6)의 이동을 감지 (또는 예약한 주차 공간의 숫자나 문자를(예;A-3주차공간) 인지 식별)하는 복수의 감지센서(55)를 설치하고 중앙제어장치(9)와 유무선 통신되도록 하여 충전차(6)를 충전용레일(52)로 유도 진입할 수 있도록 하여야 한다.

상기 충전용레일(52)의 주변에 위치하는 급전전기의 전력선(4)과 접속단자(54)는 충전차(6)가 충전용레일(52)에 인입할 때 충전차(6)에 전원을 인가하고, 또한 전기차(100)의 인렛(101)에 결합된 커넥터(2)로 충전을 위한 전력을 통전하는 기능을 제공한다.

도 12는 본 발명에서 제공하는 충전차의 일 례를 보인 정면도를 도시한 것이고, 도 13은 도 12의 평면도를 도시한 것이다.

본 발명에서 제공하는 충전차(6)는 구동장치를 구비하여 상기 이동레일(5)이 설치된 주차장 전지역을 따라 이동하며, 메인레일(51)과 직각으로 분기되어 있는 충전용레일(52)로 방향 전환하여 이동할 수 있는 구동수단(61)이 설치되며, 중앙제어장치(9)와 무선 통신할 수 있도록 통신수단이 내장되어 있으며, 또한 내부에 구비되어 있는 충전식배터리(62)의 동력을 이용하여 구동수단(61)을 구동할 수 있도록 한 것으로, 이동레일(5)을 따라 무인 자율주행이 이루어질 수 있도록 한다.

충전차(6)에는 차데모, 콤보, 르노 등 차종별 충전전기를 선택해 제공할 수 있으며, 통신수단을 포함하는 제어판(63)이 내장되며, 급전전기의 전력선(4)에서 제공되는 AC 전원을 DC 전원으로 변환과 AC삼상전기 제공은 기존 충전기와 동일한 기능이며 각 전기차(100) 차종에 맞게 제공하도록 내장설치되어 있다.

또한 커넥터(2)와 연결된 접속단자(54)와 결합되는 출력단자(66) 및 급전전기의 전력선(4)과 결합되는 입력단자(67)가 구비된다. 이때 입력단자(67)와 통전하는 수단은 팬타그래프 가선 접촉식과, 경전철의 궤도접촉식과, 전자기유도 무선방식 또는 자기부상열차의 비접촉방식 등으로 통전받는 등 다양한 급전전기 들 중 하나가 선택 제공될 수 있다.

도 14는 본 발명에서 제공하는 전기차용 충전방법의 블록도를 도시한 것이다.

본 발명에서 제공하는 전기차(100)용 충전방법은 상기에서 제공하는 전기차용 충전장치(1)에 의해 이루어질 수 있는 것으로, 1)주차단계(S10)와, 2)충전예약단계(S20)와, 3)정보처리단계(S30)와, 4)커넥터 제공단계(S40)와, 5)충전단계(S50)와, 6)충전종료단계(S60)에 의해 이루어지는 것으로, 이하에서 각 단계를 구체적으로 설명한다.

1)주차단계(S10)

주차장(A)의 주차구역(B)에 주차한다.

이때 주차장(A)의 각 주차구역(B)에는 전기차(100)의 충전을 위한 커넥터(2)가 락킹 상태로 제공되어 있으므로, 내연기관 차량과 혼용으로 주차되어도 무방하다.

2)충전예약단계(S20)

주차장(A)의 주차구역(B)에 전기차(100)를 주차한 후 충전예약을 한다.

충전예약은 주차장(A)에 설치되어 있는 키오스크(8)를 이용하는 방법과, 운전자가 소유하고 있는 스마트폰 애플리케이션(7)을 이용하는 방법이 있다.

키오스크(8)를 이용하는 방법은, 주차장(A)의 주차구역(B)에 주차한 상태에서 주차 위치를 확인 후 주차장(A)에 구비되어 있는 키오스크(8)로 이동한 상태에서 키오스크(8)를 조작한다.

스마트폰 애플리케이션(7)을 이용하는 방법은, 먼저 스마트폰에 전기차(100) 충전을 위한 애플리케이션을 설치하여야 한다.

스마트폰 애플리케이션(7)을 설치한 상태에서 충전을 위해 주차장(A)의 주차구역(B)에 주차하고 스마트폰 애플리케이션(7)을 조작한다.

상기 스마트폰 애플리케이션(7) 또는 키오스크(8)는 중앙제어장치(9)와 통신되는 것으로, 차종, 충전시간, 차량위치 등의 정보를 입력하고, 결재하여 중앙제어장치(9)로 전송한다.

주차장(A)에 키오스크(8)를 설치하는 경우 중앙제어장치(9)를 별도 설치하거나, 키오스크(8)에 내장 설치할 수 있다.

3)정보처리단계(S30)

상기와 같이 스마트폰 애플리케이션(7) 또는 키오스크(8)를 이용하여 충전예약이 이루어지면, 중앙제어장치(9)에서는 전기차(100)가 주차되어 있는 해당 락킹된 커넥터(2)를 언락킹한다.

이때 중앙제어장치(9)는 사용자가 제공한 차량 정보에 따라 콤보타입, 차데모타입, 르노타입 중 어느 하나를 제공할 것인지를 제어하게 된다.

또한 중앙제어장치(9)는 대기 계류장(10)에 대기 중인 충전차(6)와 통신하여 충전 예약된 주차구역(B)으로 충전차(6)를 이동시킨다. 대기 계류장(10)에 충전차(6)가 없는 경우 주차구역(B)에서 충전작업을 하는 충전차(6)들 중 먼저 작업이 완료되는 충전차(6)를 선택하여 충전대기 명령을 전달토록 한다.

4)커넥터 제공단계(S40)

스마트폰 애플리케이션(7) 또는 키오스크(8)를 이용하여 충전예약한 정보가 중앙제어장치(9)로 전달되면 상기에서 언급한 바와 같이 전기차(100)가 주차되어 있는 해당 락킹된 커넥터(2)를 언락킹되고, 사용자는 슬립 모드로 제공된 언락킹된 커넥터(2)를 전기차(100)의 인렛(101)에 결합한다.

5)충전단계(S50)

커넥터(2)를 전기차(100)의 인렛(101)에 결합한 상태일 때 충전예약정보에 따라 중앙제어장치(9)에서는 대기중인 충전차(6)와 유무선 통신하여 이동레일(5)을 따라 충전차(6)를 전기차(100)가 주차된 지역으로 이동시켜 충전하게 되는데, 충전차(6)는 이동레일(5)을 따라 이동한 후 전기차(100)가 주차한 주차구역(B)에 해당하는 충전용레일(52)로 방향 전환해 이동한다.

이때 충전차(6)에는 커넥터(2)와 연결된 접속단자(54)와 결합되는 출력단자(66) 및 급전전기의 전력선(4)과 결합되는 입력단자(67)가 구비되어 있으며, 급전전기의 전력선(4)에서 공급되는 전력을 충전차(6)로 공급하여 충전하게 된다.

한편, 본 발명에서의 충전차(6)는 상기에서 언급한 바와 같이 통신수단을 포함하는 제어판(63)이 내장되며, 급전전기의 전력선(4)에서 제공되는 AC 전원을 기존 공용 충전기와 동일한 방법으로 전기차(100)에 부합하도록 제공하는 차종별 충전전기(64)가 내장설치되어 있는 구성으로 충전예약단계(S20)에서의 정보에 따라 DC전원부와, AC전원부가 선택되어 전력을 제공하게 된다.

6)충전종료단계(S60)

상기와 같은 순서에 따라 충전이 완료되면 실제 충전요금을 과금하고, 충전차(6)를 대기 계류장(10)로 이동시켜 대기하거나 또는 다른 예약 위치로 이동시키게 된다.

본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시례에 관해 설명하고 있으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 보호 범위는 설명된 실시례에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 청구범위 뿐만 아니라 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

1:전기차용 충전장치 2:커넥터
21:커넥터박스 22:락킹수단
23:기둥 3:전력공급부
4:급전전기의 전력선 5:이동레일
51:메인레일 52:충전용레일
53:가이드돌부 54:접속단자
55:감지센서 6:충전차
61:구동수단 62:충전식배터리
63:제어판 64:차종별 충전전기
66:출력단자 67:입력단자
7:스마트폰 애플리케이션 8:키오스크
9:중앙제어장치 10:대기 계류장
100:전기차 101:인렛
200:구조물의 벽면 210:지지대
220:구조물의 천장 300:지주
310:상판
A:주차장 B:주차구역
S10:주차단계 S20:충전예약단계
S30:정보처리단계 S40:커넥터 제공단계
S50:충전단계 S60:충전종료단계

Claims

주차장(A)의 각 주차구역(B)에 설치한 커넥터(2)와;
전력공급부(3)와 연결된 급전전기의 전력선(4)과;
이동레일(5)과;
급전전기의 전력선(4)의 전력을 커넥터(2)로 제공하도록 이동레일(5)을 따라 이동하는 충전차(6)를 포함하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 전기차용 충전장치.
청구항 1에 있어서;
충전을 위한 정보입력 및 결제가 이루어질 수 있는 스마트폰 애플리케이션(7)과;
상기 스마트폰 애플리케이션(7)과 통신하며, 상기 충전차(6)를 제어하는 중앙제어장치(9)를 더 구비한 것을 특징으로 하는 전기차용 충전장치.
청구항 1에 있어서;
주차구역(B)에 설치되며 충전을 위한 정보입력 및 결제가 이루어질 수 있도록 한 키오스크(8)와;
상기 키오스크(8)와 전기적으로 연결되며, 상기 충전차(6)를 제어하는 중앙제어장치(9)를 더 구비한 것을 특징으로 하는 전기차용 충전장치.
청구항 3에 있어서;
상기 중앙제어장치(9)는 키오스크(8)에 내장 설치된 것을 특징으로 하는 전기차용 충전장치.
청구항 2 또는 청구항 3에 있어서;
상기 주차구역(B)에 설치한 커넥터(2)는 슬립 모드로 락킹된 상태이며;
상기 스마트폰 애플리케이션(7) 또는 키오스크(8)로 정보입력 및 결제가 이루어지면 중앙제어장치(9)에서 해당 주차구역(B)의 커넥터(2)를 슬립 모드로 언락킹시켜 전기자동차의 인렛(101)에 연결할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 전기차용 충전장치.
청구항 2 또는 청구항 3에 있어서;
상기 충전차(6)는 중앙제어장치(9)의 지시에 의해 이동되며, 커넥터(2)와 연결된 접속단자(54)와 결합되는 출력단자(66) 및 충전전기를 통전하는 급전전기의 전력선(4)과 결합되는 입력단자(67)가 구비된 것을 특징으로 하는 전기차용 충전장치.
청구항 1에 있어서;
상기 이동레일(5)은 메인레일(51)과; 메인레일(51)과 분기되며 충전차(6)가 예약된 충전위치로 진입한 상태에서 상기 충전차(6)가 이용한 메인레일(51)은 다른 충전차(6)가 통행되도록 한 충전용레일(52)로 구성되며;
상기 충전용레일(52)에는 충전차(6)가 예약된 충전장소로 진입시 충전차(6)에 설치된 출력단자(66)와 충전장소의 입력단자(67)가 접지되는 커넥터(2)와 연결된 접속단자(54)와 충전차(6)에 급전전기의 전력선(4)이 구비된 것을 특징으로 하는 전기차용 충전장치.
청구항 1에 있어서;
상기 이동레일(5)은 주차장(A)의 구조물의 벽면(200)이나 구조물의 천장(220)에 설치된 것을 특징으로 하는 전기차용 충전장치.
청구항 1에 있어서;
상기 이동레일(5)은 주차장(A)에 세워진 지주(300)의 상단에 상판(310)을 올린 다리 형태로 구성한 것을 특징으로 하는 전기차용 충전장치.
청구항 1에 있어서;
상기 이동레일(5)에는 충전차(6)의 이동을 감지하는 복수의 감지센서(55)를 설치하고 중앙제어장치(9)와 유무선 통신되도록 하여 충전차(6)를 충전용레일(52)로 유도할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 전기차용 충전장치.
청구항 1에 있어서;
상기 이동레일(5)의 끝단에는 복수의 전기차(100)가 대기할 수 있는 대기 계류장(10)이 구비된 것을 특징으로 하는 전기차용 충전장치.
청구항 1에 있어서;
상기 충전차(6)는 내장 설치된 충전식배터리(62)로 구동되는 구동수단(61)에 의해 이동되는 것을 특징으로 하는 전기차용 충전장치.
청구항 1에 있어서;
상기 충전차(6)는 중앙제어장치(9)와 유무선으로 제어되는 제어판(63)과;
급전전기의 전력선(4)에서 제공되는 AC 전원을 기존 공용 충전기와 동일한 방법으로 전기차(100)에 부합하도록 제공하는 차종별 충전전기(64)가 내장설치된 것을 특징으로 하는 전기차용 충전장치.
청구항 1에 있어서;
상기 커넥터(2)는 사전 예약한 충전정보에 의해 콤보/차데모/삼상전기 중 차종에 부합하도록 제공하는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전기차용 충전장치.
주차장(A)의 주차구역(B)에 주차하는 주차단계(S10);
스마트폰 애플리케이션(7) 또는 키오스크(8)를 이용하여 주차위치와 차종에 따른 정보를 입력하고 결제하는 충전예약단계(S20);
충전예약단계(S20)에서 입력된 충전예약 정보 및 결재정보를 중앙제어장치(9)로 전송하는 정보처리단계(S30);
중앙제어장치(9)에서 슬립 모드로 락킹된 커넥터(2)를 언락킹하여 주차구역(B)에 구비된 언락킹된 커넥터(2)를 전기차(100)의 인렛(101)에 결합하는 커넥터 제공단계(S40);
충전예약정보에 따라 중앙제어장치(9)에서 대기중인 충전차(6)와 유무선 통신하여 이동레일(5)을 따라 전기차(100)를 전기차(100)가 주차된 지역으로 이동시켜 충전하는 충전단계(S50);
충전이 완료되면 실제 충전요금을 과금하고, 충전차(6)를 대기 위치 또는 다른 예약위치로 이동하는 충전종료단계(S60)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차용 충전방법.