KR20230051868A - 전기차 충전용 커넥터 및 전기차 충전 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 충전단자 삽입과 관련하여 일측으로 개구되고 내측으로 일정 공간이 형성된 단자 결합 케이스, 상기 단자 결합 케이스의 개구 방향으로 일정 간격 이격되게 배치되며 무인 충전 로봇에 의해 식별될 수 있는 마커가 배치된 커넥터 마커, 상기 커넥터 마커 또는 상기 단자 결합 케이스의 후방에 배치되며, 좌측에서 우측으로 일정 각도씩 회전 가능하도록 마련되고, 전기차의 충전구에 삽입될 수 있도록 마련된 충전구 삽입 장치를 포함하는 전기차 충전용 커넥터 및 이를 이용하는 전기차 충전 시스템을 개시한다.
Description
본 발명은 전기차 충전에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다양한 위치의 충전구에 적용할 수 있는 전기차 충전용 커넥터 및 전기차 충전 시스템에 관한 것이다.
최근 전기차 기술 개발 및 보급이 확대되면서 국내외로 전기차 충전소(EV-charging station) 인프라 구축과 서비스를 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 한편, 전기차는 충전을 위하여 충전구를 마련하고, 충전구에 충전용 커넥터를 연결하여 충전하도록 구성될 수 있다. 여기서, 전기차의 사용 목적과 다양한 이유로 인하여 전기차의 형태가 다양하게 디자인될 수 있다. 이 경우, 충전구의 위치가 다양하게 변화될 수 있다.
그런데, 현재 전기차 충전을 위한 충전 시스템의 경우, 전기차 충전구가 차의 전방에 형성된 모델만을 위해 설계되고 있어, 다양한 모델의 전기차 충전이 어려운 실정이다. 한 예로, 특정 기업에서 운용되고 있는 이동형 충전 시스템은 사용자가 충전용 커넥터(충전용 커넥터)의 충전단자 부분을 전기차의 충전구에 꼽고 충전용 커넥터의 반대쪽 부분인 도킹면을 전방 번호판에 부착하는 구조를 채용하고 있다. 이러한 충전 구조의 경우, 카트형의 무인로봇이 사용자의 요청에 따라 자율주행 방식으로 전기차 정면으로 이동하여 충전단자와 충전용 커넥터를 접촉하여 전기차를 충전하게 된다.
이러한 이동형 충전 시스템은 전기차의 충전구가 차량의 측면에 위치한 경우 사용자가 충전구에 충전용 커넥터의 충전단자를 꼽고 전기차의 정면으로 이동하여 충전용 커넥터의 도킹면을 부착해야 하기 때문에, 충전을 위한 작업이 번거로운 문제가 있다.
본 발명은 상술한 종래 문제점 해결을 위한 것으로, 본 발명은 전기차 충전구 위치에 관계없이 전기차 충전을 용이하게 할 수 있도록 지원하는 전기차 충전용 커넥터 및 전기차 충전 시스템을 제공함에 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 전기차 충전용 커넥터는 충전단자 삽입과 관련하여 일측으로 개구되고 내측으로 일정 공간이 형성된 단자 결합 케이스, 상기 단자 결합 케이스의 개구 방향으로 일정 간격 이격되게 배치되며 무인 충전 로봇에 의해 식별될 수 있는 마커가 배치된 커넥터 마커, 상기 커넥터 마커 또는 상기 단자 결합 케이스의 후방에 배치되며, 좌측에서 우측으로 일정 각도씩 회전 가능하도록 마련되고, 전기차의 충전구에 삽입될 수 있도록 마련된 충전구 삽입 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 충전용 커넥터는 상기 단자 결합 케이스 또는 상기 커넥터 마커 후방에 배치되며 일정 크기의 홈이나 홀 또는 돌출부가 형성된 지지구조물을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 충전구 삽입 장치는 상기 지지구조물의 홈이나 홀에 삽입되는 돌출부 또는 상기 지지구조물의 돌출부가 삽입되는 홈이나 홀을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 충전구 삽입 장치는 좌측 및 우측 사이 90도씩 회전 가능하도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 충전구 삽입 장치는 전기 회로 장치를 더 포함하고, 상기 전기 회로 장치는 현재 위치 정보를 수집하는 위치 정보 수집 수단, 사용자 단말기와 통신할 수 있는 통신 회로, 상기 위치 정보 수집 수단 및 상기 통신 회로 제어를 위한 프로세서, 상기 위치 정보 수집 수단 및 상기 통신 회로 운용을 위한 데이터를 저장하는 메모리, 상기 위치 정보 수집 수단과, 상기 통신 회로, 상기 메모리 및 상기 프로세서가 실장되는 회로 기판을 포함하는 것을 특징으로 한다.
추가 예시로, 상기 커넥터 마커는 전기차 식별 정보에 대응하는 마커를 출력하는 디스플레이를 더 포함하고, 상기 디스플레이는 상기 전기 회로 장치와 기능적으로 연결되는 것을 특징으로 한다.
일예로, 상기 단자 결합 케이스는 바닥판, 상기 바닥판의 양측 가장자리에서 전방을 향하도록 돌출되며 상측으로 개구부를 형성하고 상호 간에 일정 간격 이격되게 형성된 제1 날개 및 제2 날개를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 전기차 충전 시스템은 전기차의 충전구에 일측이 삽입되는 충전용 커넥터 및 상기 충전용 커넥터와 전기적으로 연결되는 충전단자를 상기 충전용 커넥터에 결합시키는 무인 충전 로봇을 포함할 수 있으며, 상기 충전용 커넥터는 앞서 설명한 단자 결합 케이스, 커넥터 마커, 충전구 삽입 장치를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 충전단자는 상기 단자 결합 케이스에 삽입되는 하단부, 상기 하단부에서 상측으로 연장되며 회수용 마커가 배치된 상단부, 상기 하단부 일측에 연결되는 연결 케이블을 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 본 발명은, 고가의 전기차 충전 시스템 설치 비용을 줄일 수 있으며, 구역에 한정되지 않고 다양한 위치에서 전기차를 충전할 수 있도록 지원할 수 있다.
기타, 다양한 효과는 본 발명의 실시 예의 설명과 함께 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전기차 충전용 커넥터가 적용되는 충전 시스템 환경의 한 예를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전기차 충전용 커넥터를 전기차에 연결하는 상황을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전기차 충전용 커넥터와 무인 로봇 운용 환경을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 충전용 배터리의 전기차 충전 상황을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 충전용 커넥터의 한 예를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 충전용 커넥터의 회전 상태의 한 예를 상측에서 바라본 형상을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 충전용 커넥터의 회전 상태의 한 예를 좌측에서 바라본 형상을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 충전단자의 한 예를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전기차 충전용 커넥터를 전기차에 연결하는 상황을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전기차 충전용 커넥터와 무인 로봇 운용 환경을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 충전용 배터리의 전기차 충전 상황을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 충전용 커넥터의 한 예를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 충전용 커넥터의 회전 상태의 한 예를 상측에서 바라본 형상을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 충전용 커넥터의 회전 상태의 한 예를 좌측에서 바라본 형상을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 충전단자의 한 예를 나타낸 도면이다.
하기의 설명에서는 본 발명의 실시 예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않는 범위에서 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 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. 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 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하에서 설명하는 본 발명은, 전기차를 무인으로 충전하는 방법, 자율주행 로봇과 다관절 로봇을 이용한 전기차 충전 연결 커넥터 및 충전 방법에 관한 것으로, 전기차의 무인 충전 시스템을 이용하는 경우, 운전자가 자신의 차량에 충전용 커넥터를 연결하고 스마트폰을 통해 충전 모빌리티(로봇 등)를 호출하는 환경에서, 전기차 충전용 커넥터에 차량 정보, 소유주, 차량의 위치정보 등의 정보 제공이 가능한 장치를 이용하여 전기차 충전을 위한 다관절 로봇과 전기차 충전을 위한 연결을 지원할 수 있다.
이러한 본 발명은, 충전용 커넥터에 원거리 위치 인식용 장치 예컨대, GPS, 비콘 등과 같은 위치추적 장치를 내장하여 전기차의 위치를 파악하고, 무인로봇이 전기차 부근으로 이동하도록 설계함으로써, 기존 RFID 태그를 모든 충전구역의 차량 주차 위치에 설치하여 충전을 요청하는 차량의 위치를 RFID 태그를 검색하여 찾아가는 방법과 달리, 모든 구역에 RFID 태그를 설치하는 비용을 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 그리퍼를 이용하여 충전단자를 충전용 커넥터에 도킹하도록 구성됨으로써, 차량 앞의 장애물에 영향을 덜 받고 충전구가 차량 정면 또는 측면에 부착된 전기차에도 적용이 용이하다.
또한, 본 발명은, 충전용 커넥터 중 충전구에 연결되는 연결부가 정면, 좌, 우측면으로 90도 간격으로 꺾을 수 있도록 구성되어 충전구가 측면에 달린 전기차의 경우라도 마커 인식을 용이하게 할 수 있도록 지원한다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 기존의 이동형 전기차 무인 충전 시스템에서 적용 가능 전기차 모델의 제약을 해소하고, 사용자의 편의성을 개선할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전기차 충전용 커넥터가 적용되는 충전 시스템 환경의 한 예를 나타낸 도면이며, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전기차 충전용 커넥터를 전기차에 연결하는 상황을 나타낸 도면이다. 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전기차 충전용 커넥터와 무인 로봇 운용 환경을 나타낸 도면이며, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 충전용 배터리의 전기차 충전 상황을 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 충전 시스템 환경(10)은 충전을 위해 전기차들(101, 102)이 주차될 수 있는 일정 공간에, 전기차들(101, 102)이 주차되고, 전기차들(101, 102)의 사용자가 각 전기차에 본 발명의 충전용 커넥터(300)를 연결한 후, 전기차 충전을 요청하면, 무인 충전 로봇(200)이 충전이 필요한 전기차에 인접되게 이동하여, 전기차를 충전하도록 구성될 수 있다.
상기 전기차들(101, 102)은 예컨대, 충전구(예: 제1 충전구(101a))가 차량의 측방(또는 좌측)에 배치되는 제1 전기차(101)와, 충전구(예: 제2 충전구(102a))가 차량의 정면(또는 전방)에 배치되는 제2 전기차(102)를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 상기 전기차들(101, 102)은 충전구가 차량의 우측 또는 차량의 후방에 배치될 수도 있다. 이하 설명에서는, 충전구가 차량의 좌측에 배치된 제2 전기차(102)의 충전 상황을 예시로 설명하기로 한다.
제1 전기차(101)를 이용하는 사용자는 사용자 단말기를 이용하여 제1 전기차(101)의 충전을 요청할 수 있다. 이와 관련하여, 상기 사용자 단말기는 무인 충전 로봇(200) 또는 무인 충전 로봇(200)을 관리하는 서버 장치와 통신할 수 있다. 상기 사용자 단말기는 충전용 커넥터(300)와 통신하여, 충전용 커넥터(300)에 저장된 정보(예: 전기차 식별 정보, 전기차 위치 정보, 전기차 상태 정보 등)를 수집하고, 수집된 정보를 포함하는 메시지를 무인 충전 로봇(200) 또는 서버 장치에 전송할 수 있도록, 통신 회로, 디스플레이, 메모리, 프로세서, 입력부 등의 구성을 포함할 수 있다. 상기 서버 장치는 전기차들(101, 102)이 충전할 수 있는 일정 영역 내에 위치한 적어도 하나의 무인 충전 로봇(200)과 통신 채널을 형성하고, 사용자 단말기를 통해 충전을 요청하는 메시지를 수신하는 경우, 무인 충전 로봇(200)을 제어하여 차량 충전을 지원할 수 있다. 상기 충전 시스템 환경(10)은 서버 장치 운용을 위하여 서버 장치와 사용자 단말기 간 통신 채널을 형성할 수 있는 인터넷 네트워크 또는 기지국 시스템을 제공할 수 있다. 다른 예로서, 별도의 서버 장치가 구축되지 않고, 상기 무인 충전 로봇(200)이 사용자 단말기와 통신하고, 사용자 단말기의 차량 충전 요청에 대응하여 차량 충전을 수행할 수도 있다.
상기 사용자는 본 발명의 실시 예에 따른 충전용 커넥터(300)를 소유하고 있거나, 또는 충전용 커넥터(300)를 대여 받아, 제1 전기차(101)의 제1 충전구(101a)에 연결할 수 있다. 상기 충전용 커넥터(300)는 상기 전기차들(101, 102)이 충전할 수 있는 충전소에서 대여 받을 수 있다.
상기 무인 충전 로봇(200)은 서버 장치를 통해 사용자 단말기가 전송한 충전 요청 메시지를 수신하거나 또는 사용자 단말기로부터 직접 충전 요청 메시지를 수신할 수 있다. 상기 충전 요청 메시지는 제1 전기차(101)의 위치 정보, 제1 전기차(101) 식별 정보를 포함할 수 있다. 상기 무인 충전 로봇(200)은 제1 전기차(101) 충전을 요청하는 메시지를 수신할 수 있는 무선 통신 회로, 제1 전기차(101)가 위치한 지점까지 이동할 수 있는 이동 수단, 충전용 커넥터(300)에 배치된 마커를 인식할 수 있는 인식 시스템(예: 카메라, 카메라가 획득한 영상을 분석할 수 있는 프로세서, 획득 영상에 대한 정보의 비교 또는 분석 과정에서 필요한 데이터를 저장 또는 제공하는 저장부 등)을 포함할 수 있다.
한 예로, 상기 무인 충전 로봇(200)은 제1 전기차(101)가 주차된 위치까지 이동하여 충전단자(201b)를 제1 전기차(101)에 설치된 충전용 커넥터(300)와 결합시킬 수 있는 다관절 로봇(202) 및 충전 전력을 포함하는 충전용 배터리 장치(201)를 포함할 수 있다. 상기 충전용 배터리 장치(201)와 상기 다관절 로봇(202)은 별도로 분리된 장치로 구성되거나 또는 하나로 통합된 장치로 구성될 수 있다. 도 3 및 도 4에서는 충전용 배터리 장치(201)와 다관절 로봇(202)이 분리된 형태를 예시한 것이다. 충전용 배터리 장치(201)는 제1 전기차(101) 충전을 위한 전력이 저장된 배터리들 및 배터리들이 내장된 케이스, 상기 케이스를 이동시킬 수 있는 이동수단, 상기 제1 전기차(101)에 설치된 충전용 커넥터(300)와 결합하는 충전단자(201b), 충전단자(201b)와 배터리 케이스를 연결하는 연결 케이블(201a)을 포함할 수 있다. 상기 다관절 로봇(202)은 상기 충전용 배터리 장치(201)에 배치된 충전단자(201b)를 파지할 수 있는 그리퍼, 그리퍼와 연결된 다관절 장치(202a), 다관절 장치(202a)의 길이를 조절하는 동력을 생성하는 동력 수단, 다관절 로봇(202)의 이동을 위한 이동수단을 포함할 수 있다.
상기 충전용 커넥터(300)는 충전구에 삽입될 수 있는 충전구 삽입 구조와, 무인 충전 로봇(200)이 인식할 수 있는 커넥터 마커, 차량의 현재 위치 정보를 수집할 수 있는 GPS(Global Positioning system) 모듈, 충전단자(201b)가 삽입될 수 있는 케이스, 충전단자(201b)가 제공한 전력을 충전구를 통해 차량에 전달할 수 있는 내부 케이블을 포함할 수 있다. 상기 충전용 커넥터(300)의 충전구 삽입 구조는 제1 전기차(101)의 제1 충전구(101a) 또는 제2 전기차(102)의 제2 충전구(102a) 등 다양한 위치에 배치된 다양한 충전구 위치에 삽입되더라도 인식용 커넥터 마커가 차량의 전방을 향할 수 있도록 형성될 수 있다.
상기 충전단자(201b)는 상기 충전용 커넥터(300)의 케이스에 삽입되어, 충전용 커넥터(300)에 전력을 전달할 수 있는 구조를 가질 수 있다. 충전단자(201b)는 회수를 위해 회수용 마커를 포함할 수 있다. 또한, 충전단자(201b)는 충전용 배터리 장치(201)와 연결되는 연결 케이블(201a)의 적어도 일부를 포함할 수 있다.
상술한 구성을 가지는 충전 시스템 환경(10)에서, 제1 충전구(101a)가 측면에 위치한 제1 전기차(101)가 일정 공간에 주차되면, 사용자는 제1 충전구(101a)에 삽입할 수 있는 충전용 커넥터(300)를 제1 충전구(101a)에 삽입하면서, 충전용 커넥터(300)를 무인 충전 로봇(200)이 쉽게 인식할 수 있도록 차량의 전방을 향하도록 배치시킬 수 있다. 사용자가 사용자 단말기를 이용하여 차량 충전 요청을 위한 충전 요청 메시지를 전송하면, 무인 충전 로봇(200)은 상기 충전 요청 메시지에 포함된 차량의 위치 정보를 토대로 제1 전기차(101)가 위치한 지점까지 이동할 수 있다. 상기 제1 전기차(101)의 위치 정보 수집과 관련하여, 충전용 커넥터(300)가 GPS 모듈을 포함하거나 또는 제1 전기차(101)가 GPS 모듈을 포함하고, 사용자 단말기는 사용자 조작에 따라 위치 정보를 수집하고, 수집된 위치 정보를 충전 요청 메시지에 포함시켜 무인 충전 로봇(200)에 전달될 수 있다. 무인 충전 로봇(200)은 제1 전기차(101)에 인접한 후, 인식 시스템(예: 카메라)을 이용하여 충전용 커넥터(300)에 배치된 커넥터 마커를 인식하고, 다관절 로봇(202)의 다관절 장치(202a) 및 다관절 장치(202a)의 끝단에 배치된 그리퍼를 이용하여 충전용 배터리 장치(201)에 배치된 충전단자(201b)를 충전용 커넥터(300)에 결합시킬 수 있다. 다관절 로봇(202)은 충전단자(201b)를 충전용 커넥터(300)와 결합한 후, 도 4에서와 같이 지정된 장소로 이동하여 배치되거나 다른 충전용 배터리 장치의 충전단자 연결 지원을 위해 이동될 수 있다. 충전이 완료되면, 충전용 배터리 장치(201)가 충전 완료 메시지를 다관절 로봇(202)에 전달하거나, 제1 전기차(101) 또는 사용자 단말기가 충전 완료 메시지를 충전용 배터리 장치(201)로부터 수신하고, 이를 다관절 로봇(202)에 전달할 수 있다. 다관절 로봇(202)은 충전이 완료되면, 제1 전기차(101)에 인접되게 이동한 후, 충전단자(201b)의 회수용 마커를 인식하여 충전단자(201b)를 회수할 수 있다. 예컨대, 다관절 로봇(202)은 회수된 충전단자(201b)를 충전용 배터리 장치(201)의 지정된 위치로 복원시키고, 충전용 배터리 장치(201)와 함께 지정된 장소로 이동할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 충전용 커넥터의 한 예를 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 충전용 커넥터(300)는 충전단자(201b)가 탈착될 수 있는 단자 결합 케이스(310), 상기 단자 결합 케이스(310)에서 상측 방향으로 일정 간격 이격되게 배치되는 커넥터 마커(340), 다양한 전기차의 충전구에 삽입될 수 있는 충전구 삽입 장치(320), 커넥터 마커(340), 충전용 커넥터(300)의 정보 처리 기능을 지원하는 전기 회로 장치(330)를 포함할 수 있다. 추가적으로, 상기 충전용 커넥터(300)는 충전구 삽입 장치(320)와 단자 결합 케이스(310) 일측을 연결하는 내부 케이블을 더 포함할 수 있다. 상기 내부 케이블은 단자 결합 케이스(310)에 안착되는 충전단자(201b)가 공급하는 전력을 충전구 삽입 장치(320)가 삽입된 충전구에 전달할 수 있다.
상기 단자 결합 케이스(310)는 정면을 향하는 방향으로 상대적으로 큰 넓이의 바닥판(313)과, 상기 바닥판(313)의 양측 가장자리 예컨대, 좌측 및 우측 가장자리에서 전방을 향하도록 돌출된 제1 날개(311) 및 제2 날개(312)를 포함할 수 있다. 상기 제1 날개(311)는 예컨대, 상기 바닥판(313)의 좌측 가장자리에서 전방으로 향하도록 돌출되는 제1 측벽(311a), 상기 제1 측벽(311a)의 전방 가장자리에서 우측 방향으로 일정 폭을 가지며 연장된 제2 측벽(311b) 및 상기 제1 측벽(311a)의 하측 가장자리에서 우측 방향으로 일정 폭을 가지며 연장된 제3 측벽(311c)을 포함할 수 있다. 상기 제2 측벽(311b)은 신발 형태로서, 상측 폭이 하측 폭보다 짧게 형성될 수 있다. 상기 제2 날개(312)를 상하측을 가로지르는 중심선을 기준으로 대칭 형상을 가질 수 있다. 이에 따라, 제2 날개(312) 역시, 제1 측벽에 대응하는 제4 측벽, 제2 측벽에 대응하는 제5 측벽, 제3 측벽에 대응하는 제6 측벽을 포함할 수 있다. 상기 제2 측벽(311b)과 상기 제2 날개(312)의 제5 측벽 및 제3 측벽(311c)과 상기 제6 측벽 사이는 벌어져 일정 갭(314)을 형성할 수 있다. 상기 갭(314)에는 충전단자(201b)에 연결된 연결 케이블(201a)이 배치될 수 있다. 상기 제1 날개(311) 및 제2 날개(312)와 상기 바닥판(313)에 의해 내부 공간(315)이 형성되고, 상기 공간(315)은 상측 및 전방으로 적어도 일부가 개구될 수 있다. 상기 공간(315)의 상측 개구로 충전단자(201b)가 삽입 및 삽탈될 수 있다.
상기 충전구 삽입 장치(320)는 상기 단자 결합 케이스(310)의 후방측에 배치될 수 있다. 상기 충전구 삽입 장치(320)는 좌측에서 우측 사이로 일정 각도씩 회전할 수 있다. 도시된 도면은, 충전구 삽입 장치(320) 중 충전구에 삽입되는 입구가 후방을 향하도록 배치된 상태를 예시한 것이다. 충전구 삽입 장치(320)의 회전에 대해서는 도 6 및 도 7을 통해 설명하기로 한다. 상기 충전구 삽입 장치(320)는 단자 결합 케이스(310)에 삽입되는 충전단자(201b)와 전기적으로 연결될 수 있는 케이블 또는 전극이 포함될 수 있다. 이와 더불어, 단자 결합 케이스(310)에도 충전단자(201b)와 전기적으로 연결될 수 있는 단자 또는 전극이 배치될 수 있다. 상기 충전구 삽입 장치(320) 내측 적어도 일부에는 전기 회로 장치(330)가 배치될 수 있다.
상기 전기 회로 장치(330)는 위치 정보를 수집할 수 있는 위치 정보 수집 수단(예: GPS 모듈, 비콘 모듈), 수집된 위치 정보를 저장하는 메모리, 저장된 위치 정보를 사용자 단말기 등에 전달할 수 있는 무선 통신 회로, 위치 정보 수집 수단과 무선 통신 회로를 제어하는 프로세서, 상술한 위치 정보 수집 수단, 메모리, 무선 통신 회로 및 프로세서가 실장된 인쇄회로기판 등을 포함할 수 있다.
상기 커넥터 마커(340)는 상기 충전구 삽입 장치(320) 및 상기 단자 결합 케이스(310) 사이에 배치되면서, 상측으로 상기 충전구 삽입 장치(320) 및 단자 결합 케이스(310)보다 돌출되게 배치될 수 있다. 상기 커넥터 마커(340)는 상기 단자 결합 케이스(310) 일측과 접촉 및 고정되도록 배치되는 마커 고정 장치(341) 및 상기 마커 고정 장치(341)에 배치되는 마커부(342)를 포함할 수 있다. 상기 마커부(342)와 상기 마커 고정 장치(341)는 일체화되거나, 분리 가능하도록 마련될 수 있다. 예컨대, 상기 마커부(342)는 상기 마커 고정 장치(341)로부터 상측으로 이탈되거나, 상측에서 하측 방향으로 상기 마커 고정 장치(341)에 삽입될 수 있다. 상기 마커부(342)는 상기 제1 전기차(101)의 고유 식별 정보가 인쇄될 수 있다. 또는, 상기 마커부(342)는 디스플레이(예: 소형 전자 디스플레이 장치)로 구성되고, 상기 전기 회로 장치(330)에 연결되어, 상기 전기 회로 장치(330) 제어에 따라 전기차 식별 정보에 대응하는 마커를 출력할 수 있다. 상기 전기 회로 장치(330) 및 상기 디스플레이 타입의 마커부(342)는 충전용 커넥터(300)가 충전구에 삽입된 상태에서 전기차의 배터리를 이용하여 구동될 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 충전용 커넥터의 회전 상태의 한 예를 상측에서 바라본 형상을 나타낸 도면이며, 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 충전용 커넥터의 회전 상태의 한 예를 좌측에서 바라본 형상을 나타낸 도면이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 충전용 커넥터(300)는 앞서 도 5에서 설명한 바와 같이, 단자 결합 케이스(310), 커넥터 마커(340) 및 충전구 삽입 장치(320)를 포함할 수 있다. 추가로, 상기 충전용 커넥터(300)는 상기 충전구 삽입 장치(320)가 좌측에서 우측으로 회전하는 동안 충전구 삽입 장치(320)를 지지하는 지지구조물(325)을 더 포함할 수 있다. 상기 지지구조물(325)은 커넥터 마커(340)의 후방측 또는 단자 결합 케이스(310)의 후방측에 배치될 수 있다. 상기 지지구조물(325)은 예컨대, 홀(또는 홈) 또는 돌출부를 포함하며, 상기 충전구 삽입 장치(320)의 일단에는 상기 지지구조물(325)에 형성된 홀에 대응하는 돌출부 또는 돌출부에 대응하는 홀 또는 홈이 형성될 수 있다.
도시된 도면에서, 601 상태는 충전구 삽입 장치(320) 중 충전구에 삽입되는 삽입부(320a)가 좌측을 향하도록 배치된 상태를 예시한 것이다. 삽입부(320a)가 좌측을 향하도록 배치되는 경우, 앞서 설명한 제1 전기차(101)의 좌측에 배치된 제1 충전구(101a)에 삽입되는 동안, 커넥터 마커(340)는 전방을 향하도록 배치될 수 있다. 무인 충전 로봇(200)이 충전단자(201b)를 단자 결합 케이스(310)의 공간(315)에 삽입하면, 커넥터 마커(340)는 충전단자(201b)에 의해 가려질 수 있다. 이때, 충전단자(201b)에 배치된 회수용 마커가 전방을 향하도록 배치될 수 있다.
603 상태는, 충전구 삽입 장치(320)가 후방을 향하도록 배치된 상태를 나타낸 도면이다. 앞서 도 1에서 설명한 제2 충전구(102a)가 차량의 전방에 배치된 제2 전기차(102)에 설치될 수 있는 상태가 될 수 있다. 충전구 삽입 장치(320)가 제2 전기차(102)의 제2 충전구(102a)에 삽입되는 동안, 커넥터 마커(340)는 차량의 전방을 향하도록 배치되어, 무인 충전 로봇(200)이 커넥터 마커(340)를 인식하여 충전 작업이 수행될 수 있다.
605 상태는, 충전구 삽입 장치(320)가 우측을 향하도록 배치된 상태를 나타낸 도면이다. 차량 중 우측에 충전구가 배치된 차량에 설치될 수 있는 상태가 될 수 있다. 충전구 삽입 장치(320)가 차량의 우측에 배치된 충전구에 삽입되는 동안, 커넥터 마커(340)는 차량의 전방을 향하도록 배치되어, 무인 충전 로봇(200)이 커넥터 마커(340)를 인식할 수 있고, 이후 충전 작업이 수행될 수 있다.
도 7에서, 701 상태는, 충전구 삽입 장치(320)가 우측을 향하도록 배치된 상태를 나타낸 도면이다. 701 상태에서, 충전구 삽입 장치(320)가 좌측 방향으로 90도 회전하는 경우, 703 상태에서와 같이, 충전구 삽입 장치(320)의 삽입부(320a)가 후방을 향하도록 배치될 수 있다. 이때, 도시된 바와 같이, 커넥터 마커(340)는 전방을 향하도록 배치될 수 있다. 703 상태에서 충전구 삽입 장치(320)가 좌측 방향으로 90도 회전하는 경우, 705 상태에서와 같이, 충전구 삽입 장치(320)의 삽입부(320a)가 좌측을 향하도록 배치될 수 있다. 좌측 방향을 향하도록 배치된 충전구 삽입 장치(320)가 제1 전기차(101)의 제1 충전구(101a)에 삽입되는 동안, 커넥터 마커(340)는 전방을 향하도록 배치될 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 충전단자의 한 예를 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 충전단자(201b)는 회수용 마커(201b_3)가 배치된 상단부(201b_1), 상기 상단부(201b_1)로부터 하측 방향으로 연장되며 충전용 커넥터(300)의 단자 결합 케이스(310)에 형성된 공간(315)에 삽입되는 하단부(201b_2)를 포함할 수 있다. 상기 하단부(201b_2) 일측에는 연결 케이블(201a)이 배치될 수 있다. 상기 하단부(201b_2)의 일측(예: 후방측)에는 단자 결합 케이스(310)에 배치된 전극 또는 단자와 전기적으로 결합할 수 있는 전극 또는 단자가 배치될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른, 충전용 커넥터(300)는 차량의 충전구 위치에 관계없이 삽입부를 충전구에 삽입하더라도, 커넥터 마커가 차량의 전방을 향하도록 배치됨으로써, 무인 충전 로봇(200)이 차량 식별을 용이하게 처리할 수 있다. 또한, 본 발명의 전기차 충전 시스템은 충전단자에 회수용 마커를 배치하여, 충전단자와 충전용 커넥터(300)가 결합되어 커넥터 마커가 가려지더라도 무인 충전 로봇(200)에 의한 충전단자 회수를 용이하게 처리하도록 지원할 수 있다.
상술한 본 발명은 전기차 충전 단자에 연결이 가능한 회전 구조를 갖는 충전 커넥터를 제공하며, 전기차 충전 단자에 포함된 원거리에서 위치를 인식할 수 있는 GPS, 비콘 등의 위치추적 장치와 근거리에서 위치를 인식할 수 있는 마커를 제공하며, 충전의 용이성을 위해 정면, 좌, 우측면으로 90도 간격으로 꺾을 수 있는 구조를 제공하며, 이와 관련하여, 다관절 로봇을 이용한 충전 체결 방법을 제시한다. 이러한 본 발명은 다관절로봇을 이용하여 충전단자를 충전용 커넥터에 접속시키기 때문에 다관절로봇의 리치 거리 내에서는 장애물의 방해를 극복하고 전기차 충전이 가능하다는 잇점을 제공할 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.
10: 전기차 충전 시스템
101, 102: 전기차
101a, 102a: 충전구
200: 무인 충전 로봇
211: 충전용 배터리 장치
212: 다관절 로봇
201a: 연결 케이블
201b: 충전단자
300: 충전용 커넥터
310: 단자 결합 케이스
320: 충전구 삽입 장치
330: 전기 회로 장치
340: 커넥터 마커
101, 102: 전기차
101a, 102a: 충전구
200: 무인 충전 로봇
211: 충전용 배터리 장치
212: 다관절 로봇
201a: 연결 케이블
201b: 충전단자
300: 충전용 커넥터
310: 단자 결합 케이스
320: 충전구 삽입 장치
330: 전기 회로 장치
340: 커넥터 마커
Claims (8)
- 충전단자 삽입과 관련하여 일측으로 개구되고 내측으로 일정 공간이 형성된 단자 결합 케이스;
상기 단자 결합 케이스의 개구 방향으로 일정 간격 이격되게 배치되며 무인 충전 로봇에 의해 식별될 수 있는 마커가 배치된 커넥터 마커;
상기 커넥터 마커 또는 상기 단자 결합 케이스의 후방에 배치되며, 좌측에서 우측으로 일정 각도씩 회전 가능하도록 마련되고, 전기차의 충전구에 삽입될 수 있도록 마련된 충전구 삽입 장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차 충전용 커넥터. - 제1항에 있어서,
상기 단자 결합 케이스 또는 상기 커넥터 마커 후방에 배치되며 일정 크기의 홈이나 홀 또는 돌출부가 형성된 지지구조물;을 더 포함하고,
상기 충전구 삽입 장치는
상기 지지구조물의 홈이나 홀에 삽입되는 돌출부 또는 상기 지지구조물의 돌출부가 삽입되는 홈이나 홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차 충전용 커넥터. - 제2항에 있어서,
상기 충전구 삽입 장치는
좌측 및 우측 사이 90도씩 회전 가능하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 전기차 충전용 커넥터. - 제1항에 있어서,
상기 충전구 삽입 장치는
전기 회로 장치;를 더 포함하고,
상기 전기 회로 장치는
현재 위치 정보를 수집하는 위치 정보 수집 수단;
사용자 단말기와 통신할 수 있는 통신 회로;
상기 위치 정보 수집 수단 및 상기 통신 회로 제어를 위한 프로세서;
상기 위치 정보 수집 수단 및 상기 통신 회로 운용을 위한 데이터를 저장하는 메모리;
상기 위치 정보 수집 수단과, 상기 통신 회로, 상기 메모리 및 상기 프로세서가 실장되는 회로 기판;을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차 충전용 커넥터. - 제4항에 있어서,
상기 커넥터 마커는
전기차 식별 정보에 대응하는 마커를 출력하는 디스플레이;를 더 포함하고,
상기 디스플레이는 상기 전기 회로 장치와 기능적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 전기차 충전용 커넥터. - 제1항에 있어서,
상기 단자 결합 케이스는
바닥판;
상기 바닥판의 양측 가장자리에서 전방을 향하도록 돌출되며 상측으로 개구부를 형성하고 상호 간에 일정 간격 이격되게 형성된 제1 날개 및 제2 날개;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차 충전용 커넥터. - 전기차의 충전구에 일측이 삽입되는 충전용 커넥터;
상기 충전용 커넥터와 전기적으로 연결되는 충전단자를 상기 충전용 커넥터에 결합시키는 무인 충전 로봇;을 포함하고,
상기 충전용 커넥터는
충전단자 삽입과 관련하여 일측으로 개구되고 내측으로 일정 공간이 형성된 단자 결합 케이스;
상기 단자 결합 케이스의 개구 방향으로 일정 간격 이격되게 배치되며 무인 충전 로봇에 의해 식별될 수 있는 마커가 배치된 커넥터 마커;
상기 커넥터 마커 또는 상기 단자 결합 케이스의 후방에 배치되며, 좌측에서 우측으로 일정 각도씩 회전 가능하도록 마련되고, 전기차의 충전구에 삽입될 수 있도록 마련된 충전구 삽입 장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차 충전 시스템. - 제7항에 있어서,
상기 충전단자는
상기 단자 결합 케이스에 삽입되는 하단부;
상기 하단부에서 상측으로 연장되며 회수용 마커가 배치된 상단부;
상기 하단부 일측에 연결되는 연결 케이블;을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차 충전 시스템.
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| KR1020210134768A KR102569286B1 (ko) | 2021-10-12 | 2021-10-12 | 전기차 충전용 커넥터 및 전기차 충전 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
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| KR1020210134768A KR102569286B1 (ko) | 2021-10-12 | 2021-10-12 | 전기차 충전용 커넥터 및 전기차 충전 시스템 |
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| KR20230051868A true KR20230051868A (ko) | 2023-04-19 |
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| KR1020210134768A KR102569286B1 (ko) | 2021-10-12 | 2021-10-12 | 전기차 충전용 커넥터 및 전기차 충전 시스템 |
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| KR (1) | KR102569286B1 (ko) |
Cited By (1)
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| KR102582166B1 (ko) * | 2023-06-08 | 2023-09-25 | 주식회사 한다랩 | 전기자동차 자율충전로봇 탑재용 픽업 시스템 |
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| Publication number | Publication date |
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| KR102569286B1 (ko) | 2023-08-22 |
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