WO2025009745A1 - 기계식 주차 설비용 전기차 충전 시스템 - Google Patents

기계식 주차 설비용 전기차 충전 시스템 Download PDF

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최홍석
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남기준
양은정
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Definitions

  • the present invention relates to an electric vehicle charging system for a mechanical parking facility. Specifically, the present invention relates to an electric vehicle charging system for a mechanical parking facility, which is easy to construct and can effectively avoid tangling or breaking of charging cables, etc., in a moving mechanical parking facility in which a cage in which an electric vehicle is parked and stored moves or rotates in a vertical or horizontal direction when a vehicle enters or leaves the parking facility.
  • Mechanical parking facilities of various structures are used as parking facilities that can efficiently park a large number of vehicles in a limited space.
  • the mechanical parking facility loads vehicles inside an independent cage and moves or rotates the cage vertically or horizontally using a lift or rail, thereby increasing parking efficiency by moving it to each floor in the empty space of the parking tower.
  • the present invention aims to provide an electric vehicle charging system for a mechanical parking facility, which is easy to construct in a moving mechanical parking facility in which a cage in which an electric vehicle is parked and stored moves or rotates in a vertical or horizontal direction when a vehicle enters or exits the parking lot, and which can effectively avoid tangling or breaking of a charging cable, etc.
  • An electric vehicle charging system for a mechanical parking facility having one or more cages capable of loading electric vehicles comprising: a charging module for supplying electric vehicles loaded in the cages with electric power supplied from an external power grid to charge the electric vehicles, the charging module including a transmission device for wirelessly transmitting the supplied electric power to each cage, and a reception device installed in each cage for wirelessly receiving the electric power transmitted from the transmission device.
  • an electric vehicle charging system for a mechanical parking facility having one or more cages capable of loading electric vehicles, the system including: an electric vehicle charger for supplying power supplied from an external power grid to the charging module; and a charging module for providing power supplied from the electric vehicle charger to electric vehicles loaded in the cages to charge the electric vehicles, wherein the charging module includes a power distribution device for distributing power to provide power from the electric vehicle charger to each of one or more cages, a power transmission device for wirelessly transmitting power distributed by the power distribution device to each cage, a power reception device installed in each of the cages and wirelessly receiving power transmitted from the power transmission device, and a charging device for providing power received by the power reception device to the electric vehicles to charge the electric vehicles.
  • the present invention provides an electric vehicle charging system for a mechanical parking facility having one or more cages capable of loading electric vehicles, the system including a charging module for providing electric vehicles loaded in the cages with electric power supplied from an external power grid to charge the electric vehicles, the charging module including a power distribution device for distributing electric power to provide electric power from the power grid to each of the one or more cages, a power transmission device for wirelessly transmitting the electric power distributed by the power distribution device to each of the cages, a power receiving device installed in each of the cages and wirelessly receiving the electric power transmitted from the power transmission device, an electric vehicle charger for providing the electric vehicles with the electric power received by the power receiving device to charge the electric vehicles, and a charging device for connecting the electric vehicle charger and the electric vehicles.
  • a charging module for providing electric vehicles loaded in the cages with electric power supplied from an external power grid to charge the electric vehicles
  • the charging module including a power distribution device for distributing electric power to provide electric power from the power grid to each of the one or more cages, a power transmission device for wirelessly
  • a charging system for an electric vehicle for a mechanical parking facility characterized in that the transmitting device includes a transmitting coil and the receiving device includes a receiving coil.
  • the electric vehicle charging system for a mechanical parking facility characterized in that the power transmission device includes a rectifier that converts AC power provided through the electric vehicle charger into DC power, a high-frequency generating inverter that converts the DC power into high-frequency AC power, and a transmission coil that transmits power by receiving high-frequency AC power.
  • the electric vehicle charging system for a mechanical parking facility characterized in that it includes a receiving coil for receiving power wirelessly transmitted from the transmitting coil, a rectifier that converts the received AC power into DC power, and a converter that converts the DC power provided through the rectifier into a required voltage.
  • the power transmission device further includes a filter for removing noise from AC power provided from the electric vehicle charger, a current/voltage sensor for sensing voltage and current in the power transmission device for adjusting the amount of power transmitted, a pulse width modulation (PWM) circuit for generating a modulation signal by converting direct current into AC in a pulse width modulation (PWM) manner for generating a frequency of the high-frequency generating inverter, and a control unit for controlling charging, thereby providing an electric vehicle charging system for a mechanical parking facility.
  • PWM pulse width modulation
  • the present invention provides an electric vehicle charging system for a mechanical parking facility, characterized in that the power receiving device further includes a filter for removing noise from AC power being received, a current/voltage sensor for sensing voltage and current in the power receiving device to check whether an appropriate amount of power is received for the charging load, and a control unit for controlling charging.
  • the electric vehicle charger includes a control unit that controls the operation of the charging module, and the control unit also controls the operation of the mechanical parking facility, providing an electric vehicle charging system for a mechanical parking facility.
  • control unit provides an electric vehicle charging system for a mechanical parking facility, characterized in that it controls the amount of power supplied to each cage.
  • the power distribution device provides an electric vehicle charging system for a mechanical parking facility, characterized in that it includes a bus duct.
  • the present invention provides an electric vehicle charging system for a mechanical parking facility, characterized in that the charging device includes a charging cable and a charging connector that is connected to a charging port of the electric vehicle.
  • the electric vehicle charging system for a mechanical parking facility is a hybrid module in which a wireless charging module and a wired charging module are combined, and a power receiving device for wirelessly receiving power is provided for each cage, so that it is easy to construct in a moving mechanical parking facility in which the cage moves or rotates vertically or horizontally, and exhibits an excellent effect in effectively avoiding tangling or disconnection of charging cables, etc.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating one embodiment of a configuration of an electric vehicle charging system for a mechanical parking facility according to the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic diagram illustrating another embodiment of a configuration of an electric vehicle charging system for a mechanical parking facility according to the present invention.
  • FIG 3 is an enlarged view of the charging module in Figure 1.
  • Figure 4 schematically illustrates the configuration of a power transmission device among the charging modules in Figure 3.
  • FIG. 5 schematically illustrates the configuration of the water supply device and the charging device among the charging modules in Figure 3.
  • FIGS 1 and 2 schematically illustrate an embodiment of an electric vehicle charging system for a mechanical parking facility according to the present invention.
  • the mechanical parking facility (100) illustrated in Figures 1 and 2 is a vertical circulation parking facility that arranges two rows of carriers, i.e. cages (110), which are spaces for parking automobiles, in a vertical direction and circulates each cage up and down by hanging it on a chain to allow automobiles to enter or exit the parking lot, but is not limited thereto.
  • the electric vehicle charging system for a mechanical parking facility may include an electric vehicle charger (200) that receives power from an external power grid (AC GRID) and provides it to an electric vehicle, and a charging module (300) that provides the power supplied from the charger (200) to an electric vehicle loaded in a cage to charge the electric vehicle.
  • AC GRID external power grid
  • a charging module 300 that provides the power supplied from the charger (200) to an electric vehicle loaded in a cage to charge the electric vehicle.
  • the electric vehicle charger (200) may be a slow, fast or ultra-fast charger, and may additionally include a control unit (not shown) that controls the operation of the charging module (300), and the control unit may control not only the operation of the charging module (300) but also the operation of the mechanical parking facility (100), i.e., the operation for entering or leaving a vehicle.
  • the charging module (300) may include a power distribution device (310) that distributes power to provide power from the electric vehicle charger (200) to each of one or more cages, a power transmission device (320) that wirelessly transmits the power distributed by the power distribution device (310) to each cage, a power reception device (330) that wirelessly receives the power transmitted from the power transmission device (320), a charging device (340) that provides the power received by the power reception device (330) to the electric vehicle to charge the electric vehicle, etc.
  • the power distribution device (310) may be a bus duct or a cable, but a bus duct is preferable because it is structurally easier to install and design for power distribution than a cable.
  • the power distribution device (310) when the power distribution device (310) includes a bus duct, it may additionally include a branch box (not shown) that branches power from the bus duct and a cable that electrically connects the branch box and the power transmission device.
  • the driver loads the vehicle into an empty cage (110) to allow entry to park the electric vehicle in the mechanical parking facility (100), and then attaches the charging device (340) provided in each cage (110) to the charging port of the electric vehicle.
  • the driver can then input information such as whether the electric vehicle is being charged, the amount of charge, the means and method of payment, etc. through the control unit (not shown) provided in the electric vehicle charger (200).
  • the mechanical parking facility (100) vertically moves a cage (110) in which an electric vehicle has already entered so that a subsequent vehicle can enter the empty cage (110), and wireless power transmission is performed between a power transmission device (320) provided at a location where the moved cage (110) is located and a power receiving device (330) provided in the cage (110), and power received from the power receiving device (330) is supplied to the electric vehicle through a charging device (340) connected to the power receiving device (330) and connected to a charging port of the electric vehicle, thereby performing charging.
  • the control unit can identify the unique number of the cage (110) or the vehicle loaded in the cage (110) to continue charging in the same manner at the other location.
  • the control unit can adjust the amount of power supplied to each cage (110) in order to effectively distribute the limited power to the multiple cages (110). For example, since the charging efficiency of an electric vehicle decreases as the battery charge amount increases, if the charge amount of one electric vehicle among multiple electric vehicles being charged exceeds 80%, the amount of power supplied to a cage loaded with another electric vehicle having a relatively low charge amount can be increased.
  • the electric vehicle charging system for a mechanical parking facility supplies power from an external power grid (AC GRID) to a charging module (300), and the charging module (300) may include a power receiving device (330) provided in each cage in which an electric vehicle is loaded, and an electric vehicle charger (350) that provides power to the electric vehicle.
  • AC GRID external power grid
  • the charging module (300) may include a power receiving device (330) provided in each cage in which an electric vehicle is loaded, and an electric vehicle charger (350) that provides power to the electric vehicle.
  • the electric vehicle charger (350) may be a slow, fast or ultra-fast charger, and may additionally include a control unit (not shown) that controls the operation of the charging module (300).
  • the charging module (300) may include a power distribution device (310) that distributes power to provide power from the power grid to one or more cages, a power transmission device (320) that wirelessly transmits the power distributed by the power distribution device (310) to each cage, a power reception device (330) that wirelessly receives the power transmitted from the power transmission device (320), an electric vehicle charger (350) that provides the power received by the power reception device (330) to an electric vehicle, and a charging device (340) that connects the electric vehicle charger (350) and the electric vehicle.
  • the power distribution device (310) may be a bus duct or a cable, but a bus duct is preferable because it is structurally easier to install and design power distribution than a cable.
  • the power distribution device (310) may additionally include a branch box for branching power from the bus duct when including a bus duct, and a cable for electrically connecting the branch box and the power transmission device.
  • a driver enters a vehicle into an empty cage (110) that allows entry to park an electric vehicle in the mechanical parking facility (100), loads the vehicle, and then connects a charging device (340) provided in each cage (110) to a charging port of the electric vehicle, and inputs whether the electric vehicle is being charged, the amount of charge, the means and method of payment, etc. through a control unit (not shown) provided in an electric vehicle charger (350) provided in each cage (110).
  • FIG 3 is an enlarged view of the charging module in Figure 1.
  • the power transmission device (320) includes a power transmission coil
  • the power reception device (330) includes a power reception coil
  • power transmission is performed through electromagnetic induction between the power transmission coil and the power reception coil.
  • the charging device (340) connected to the power reception device (330) may include a charging cable (341) and a charging connector (342) connected to a charging port of an electric vehicle.
  • the charging device (340) may be configured as a wireless charging device rather than a wired charging device including a charging cable (341) and a charging connector (342). That is, the charging device (340) may be configured as a transmission coil capable of wirelessly transmitting power to a receiving coil of an electric vehicle capable of wireless charging, i.e., an electric vehicle equipped with a receiving coil on the lower surface of the vehicle, provided on the floor of a cage (110) where the electric vehicle is parked.
  • an electric vehicle capable of wireless charging i.e., an electric vehicle equipped with a receiving coil on the lower surface of the vehicle, provided on the floor of a cage (110) where the electric vehicle is parked.
  • Figure 4 schematically illustrates the configuration of a power transmission device among the charging modules in Figure 3.
  • the power transmission device (320) includes a power factor correction (PFC) circuit (321) for increasing the active power among the active/reactive power due to the phase difference between the voltage and current in the AC power provided from the power grid by controlling the phase of the current and voltage to remove the high-frequency component to increase the active power, a rectifier (322) for converting the AC power that has passed through the power factor correction circuit (321) into DC power to increase the transmission efficiency, a high-frequency generating inverter (323) for converting the DC power from the rectifier (322) back into high-frequency AC power to transmit power at a high-band frequency of 20 kHz or higher during wireless transmission, a resonance block (325) for generating a resonance frequency by applying a specific frequency to the transmission coil (326) to transmit power, and a capacitor (C) component for generating a resonance frequency when high-frequency AC power is applied. It may include a transmission coil (326) for transmitting power to a power supply device (330).
  • PFC power factor correction
  • the power transmission device (320) may additionally include a filter (327) for removing noise from AC power provided from the power grid through the electric vehicle charger (200), a current/voltage sensor (328) for sensing voltage/current in the power transmission device (320) for monitoring the amount of transmitted power and adjusting the amount of transmitted power, a pulse width modulation (PWM) circuit (324) for generating a modulation signal that converts direct current into AC in a pulse width modulation (PWM) manner to generate a frequency of a high-frequency generating inverter (323), and a control unit (329) for controlling charging through communication regarding whether or not the electric vehicle is being charged, the amount of charging, etc.
  • a filter for removing noise from AC power provided from the power grid through the electric vehicle charger (200)
  • a current/voltage sensor (328) for sensing voltage/current in the power transmission device (320) for monitoring the amount of transmitted power and adjusting the amount of transmitted power
  • PWM pulse width modulation
  • the control unit (329) for controlling charging through communication
  • FIG. 5 schematically illustrates the configuration of the water supply device and the charging device among the charging modules in Figure 3.
  • the above-described power receiving device (330) includes a receiving coil (331) for receiving power wirelessly transmitted from the transmitting coil (326), a resonance block (332) for generating a resonance frequency by converting the inductance (L) component of the coil into a capacitor (C) component to vibrate the receiving coil (331) at a specific frequency, such as a resonance block (325) of the transmitting device (320), a rectifier (333) for converting the received AC power into DC power, a converter (324) for converting the DC power provided through the rectifier (333) into a required voltage, and the charging device (340) is connected to the converter (324).
  • a receiving coil (331) for receiving power wirelessly transmitted from the transmitting coil (326)
  • a resonance block (332) for generating a resonance frequency by converting the inductance (L) component of the coil into a capacitor (C) component to vibrate the receiving coil (331) at a specific frequency, such as a resonance block (325) of the transmitting device (320)
  • the power receiving device (330) may additionally include a filter (335) for removing noise from AC power being received, a current/voltage sensor (336) for sensing voltage/current in the power receiving device (330) to monitor the amount of received power and check whether an appropriate amount of power is received for the charging load, a control unit (337) for controlling charging through communication with the control unit (329) of the power transmission device (320) regarding whether the electric vehicle is being charged, the amount of charge, etc.
  • a filter for removing noise from AC power being received
  • a current/voltage sensor (336) for sensing voltage/current in the power receiving device (330) to monitor the amount of received power and check whether an appropriate amount of power is received for the charging load
  • a control unit (337) for controlling charging through communication with the control unit (329) of the power transmission device (320) regarding whether the electric vehicle is being charged, the amount of charge, etc.

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Abstract

본 발명은 기계식 주차 설비용 전기차 충전 시스템에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 차량의 입차 또는 출차시 전기차가 주차되어 보관되는 케이지가 수직 또는 수평 방향으로 이동하거나 회전하는 무빙형 기계식 주차 설비에서 구축이 용이하고 충전용 케이블 등의 꼬임이나 단선을 효과적으로 회피할 수 있는 기계식 주차 설비용 전기차 충전 시스템에 관한 것이다.

Description

기계식 주차 설비용 전기차 충전 시스템
본 발명은 기계식 주차 설비용 전기차 충전 시스템에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 차량의 입차 또는 출차시 전기차가 주차되어 보관되는 케이지가 수직 또는 수평 방향으로 이동하거나 회전하는 무빙형 기계식 주차 설비에서, 구축이 용이하고 충전용 케이블 등의 꼬임이나 단선을 효과적으로 회피할 수 있는 기계식 주차 설비용 전기차 충전 시스템에 관한 것이다.
부족한 공간에 다수의 차량을 효율적으로 주차할 수 있는 주차 설비로 다양한 구조의 기계식 주차 설비가 이용되고 있다. 예를 들어, 상기 기계식 주차 설비는 독립된 케이지 내부에 차량을 적재하고 리프트와 레일 등을 통해 상기 케이지를 수직 또는 수평 방향으로 이동시키거나 회전시켜 주차 타워의 빈 공간에 층별로 이동시킴으로써 주차 효율을 높인다.
한편, 최근 전기차가 대중화되고 있어 주차 중 전기차를 충전하고자 하는 요구가 있으나, 종래 기계식 주차 설비는 전기차의 충전 기능을 제공하지 못하고 있다. 또한, 기계식 주차 설비는 차량의 입차 또는 출차시 차량이 적재된 케이지가 수시로 이동하게 되는 구조로 인해 케이지 별로 충전 모듈을 구비해야 하기 때문에 전체적인 충전 시스템의 구축이 어렵고 충전 시스템 중 충전 케이블 등의 꼬임이나 단선이 발생할 수 있는 문제가 있다.
따라서, 차량의 입차 또는 출차시 전기차가 주차되어 보관되는 케이지가 수직 또는 수평 방향으로 이동하거나 회전하는 무빙형 기계식 주차 설비에서, 구축이 용이하고 충전용 케이블 등의 꼬임이나 단선을 효과적으로 회피할 수 있는 기계식 주차 설비용 전기차 충전 시스템이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 차량의 입차 또는 출차시 전기차가 주차되어 보관되는 케이지가 수직 또는 수평 방향으로 이동하거나 회전하는 무빙형 기계식 주차 설비에서 구축이 용이하고 충전용 케이블 등의 꼬임이나 단선을 효과적으로 회피할 수 있는 기계식 주차 설비용 전기차 충전 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은,
전기차를 적재할 수 있는 하나 이상의 케이지가 구비된 기계식 주차 설비용 전기차 충전 시스템으로서, 외부의 전력 그리드로부터 공급된 전력을 상기 케이지에 적재된 전기차에 제공하여 상기 전기차를 충전하는 충전 모듈을 포함하고, 상기 충전 모듈은 공급된 전력을 각각의 케이지에 무선으로 송전하는 송전장치 및 상기 각각의 케이지에 설치되고 상기 송전장치로부터 송전된 전력을 무선으로 수전하는 수전장치를 포함하는, 기계식 주차 설비용 전기차 충전 시스템을 제공한다.
여기서, 전기차를 적재할 수 있는 하나 이상의 케이지가 구비된 기계식 주차 설비용 전기차 충전 시스템으로서, 외부의 전력 그리드로부터 공급된 전력을 상기 충전 모듈에 공급하기 위한 전기차 충전기, 및 상기 전기차 충전기로부터 공급된 전력을 상기 케이지에 적재된 전기차에 제공하여 상기 전기차를 충전하는 충전 모듈을 포함하고, 상기 충전 모듈은 상기 전기차 충전기로부터의 전력을 하나 이상의 케이지 각각에 제공하기 위해 전력을 분배하는 전력분배장치, 상기 전력분배장치에 의해 분배된 전력을 각각의 케이지에 무선으로 송전하는 송전장치, 상기 각각의 케이지에 설치되고 상기 송전장치로부터 송전된 전력을 무선으로 수전하는 수전장치, 및 상기 수전장치에 의해 수전된 전력을 전기차에 제공하여 전기차를 충전하는 충전장치를 포함하는, 기계식 주차 설비용 전기차 충전 시스템을 제공한다.
한편, 전기차를 적재할 수 있는 하나 이상의 케이지가 구비된 기계식 주차 설비용 전기차 충전 시스템으로서, 외부의 전력 그리드로부터 공급된 전력을 상기 케이지에 적재된 전기차에 제공하여 상기 전기차를 충전하는 충전 모듈을 포함하고, 상기 충전 모듈은 상기 전력 그리드부터의 전력을 하나 이상의 케이지 각각에 제공하기 위해 전력을 분배하는 전력분배장치, 상기 전력분배장치에 의해 분배된 전력을 각각의 케이지에 무선으로 송전하는 송전장치, 상기 각각의 케이지에 설치되고 상기 송전장치로부터 송전된 전력을 무선으로 수전하는 수전장치, 상기 수전장치에 의해 수전된 전력을 전기차에 제공하여 전기차를 충전하는 전기차 충전기, 및 상기 전기차 충전기와 상기 전기차를 연결하는 충전장치를 포함하는, 기계식 주차 설비용 전기차 충전 시스템을 제공한다.
여기서, 상기 송전장치는 송전코일을 포함하고, 상기 수전장치는 수전코일을 포함하는 것을 특징으로 하는, 기계식 주차 설비용 전기차 충전 시스템을 제공한다.
또한, 상기 송전장치는 상기 전기차 충전기를 통해 제공되는 교류 전력을 직류 전력으로 변환하는 정류기, 상기 직류 전력을 고주파의 교류 전력으로 변환하는 고주파 발생 인버터, 고주파 교류 전력이 인가되어 전력을 전송하는 송전코일을 포함하는 것을 특징으로 하는, 기계식 주차 설비용 전기차 충전 시스템을 제공한다.나아가, 상기 송전코일로부터 무선으로 전송되는 전력을 수전하기 위한 수전코일, 수전된 교류 전력을 직류 전력으로 변환하는 정류기, 및 상기 정류기를 통해 제공되는 직류 전력을 필요한 전압으로 변환하는 컨버터를 포함하는 것을 특징으로 하는, 기계식 주차 설비용 전기차 충전 시스템을 제공한다.
한편, 상기 송전장치는 상기 전기차 충전기에서 제공되는 교류 전력에서 노이즈를 제거하기 위한 필터, 송전량을 조정하기 위해 상기 송전장치에서 전압과 전류를 센싱하는 전류/전압 센서, 상기 고주파 발생 인버터의 주파수를 생성하기 위해 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation; PWM) 방식으로 직류를 교류로 변환한 변조 신호를 생성하는 펄스 폭 변조(PWM) 회로, 및 충전을 제어하기 위한 제어부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 기계식 주차 설비용 전기차 충전 시스템을 제공한다.
또한, 상기 수전장치는 수전되는 교류 전력에서 노이즈를 제거하기 위한 필터, 충전 부하에 적당한 수전량의 수전 유무를 확인하기 위해 상기 수전장치에서 전압과 전류를 센싱하는 전류/전압 센서, 및 충전을 제어하기 위한 제어부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 기계식 주차 설비용 전기차 충전 시스템을 제공한다.
한편, 상기 전기차 충전기는 상기 충전 모듈의 작동을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 기계식 주차 설비의 작동도 제어하는 것을 특징으로 하는, 기계식 주차 설비용 전기차 충전 시스템을 제공한다.
또한, 상기 제어부는 각각의 케이지에 공급되는 전력량을 조절하는 것을 특징으로 하는, 기계식 주차 설비용 전기차 충전 시스템을 제공한다.
그리고, 상기 전력분배장치는 부스덕트를 포함하는 것을 특징으로 하는, 기계식 주차 설비용 전기차 충전 시스템을 제공한다.
나아가, 상기 충전장치는 충전 케이블 및 전기차의 충전 포트에 체결되는 충전 커넥터를 포함하는 것을 특징으로 하는, 기계식 주차 설비용 전기차 충전 시스템을 제공한다.
본 발명에 따른 기계식 주차 설비용 전기차 충전 시스템은 충전 모듈이 무선 충전 모듈과 유선 충전 모듈이 결합된 하이브리드 모듈로서 케이지 별로 무선으로 전력을 수전하는 수전장치가 구비되어 있으므로, 케이지가 수직 또는 수평 방향으로 이동하거나 회전하는 무빙형 기계식 주차 설비에서 구축이 용이하고 충전용 케이블 등의 꼬임이나 단선을 효과적으로 회피할 수 있는 우수한 효과를 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 기계식 주차 설비용 전기차 충전 시스템이 구축된 모습에 관한 하나의 실시예를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 기계식 주차 설비용 전기차 충전 시스템이 구축된 모습에 관한 다른 실시예를 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 도 1에서 충전 모듈의 모습을 확대 도시한 것이다.
도 4는 도 3에서 충전 모듈 중 송전장치 구성을 개략적으로 도시한 것이다.
도 5는 도 3에서 충전 모듈 중 수전장치 및 충전장치 구성을 개략적으로 도시한 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명된 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1 및 2는 본 발명에 따른 기계식 주차 설비용 전기차 충전 시스템이 구축된 모습에 관한 실시예를 개략적으로 도시한 것이다.
도 1 및 2에 도시된 기계식 주차 설비(100)는 자동차를 주차하기 위한 공간인 운반기, 즉 케이지(110)를 수직 방향으로 2열로 배열하고 각각의 케이지를 체인에 걸어서 상하로 순환시키면서 자동차를 입차 또는 출차하도록 하는 방식의 수직순환식 주차 설비이나, 이에 제한되는 것은 아니다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 기계식 주차 설비용 전기차 충전 시스템은 외부의 전력 그리드(AC GRID)로부터 전력을 공급받아 전기차에 제공하는 전기차 충전기(200) 및 상기 충전기(200)로부터 공급된 전력을 케이지에 적재된 전기차에 제공하여 전기차를 충전하는 충전 모듈(300)을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 전기차 충전기(200)는 완속, 급속 또는 초고속 충전기일 수 있고, 또한 상기 충전 모듈(300)의 작동을 제어하는 제어부(미도시)를 추가로 포함할 수 있으며, 상기 제어부는 상기 충전 모듈(300)의 작동 뿐만 아니라 상기 기계식 주차 설비(100)의 작동, 즉 차량의 입차 또는 출차를 위한 작동을 제어할 수 있다.
한편, 상기 충전 모듈(300)은 상기 전기차 충전기(200)로부터의 전력을 하나 이상의 케이지에 각각 제공하기 위해 전력을 분배하는 전력분배장치(310), 상기 전력분배장치(310)에 의해 분배된 전력을 각각의 케이지에 무선으로 송전하는 송전장치(320), 상기 송전장치(320)로부터 송전된 전력을 무선으로 수전하는 수전장치(330), 상기 수전장치(330)에 의해 수전된 전력을 전기차에 제공하여 전기차를 충전하는 충전장치(340) 등을 포함할 수 있다. 상기 전력분배장치(310)는 부스덕트 또는 케이블일 수 있으나, 부스덕트는 케이블에 비해 구조적으로 포설 및 전력 분배 설계가 용이하므로 바람직하다. 또한, 전력분배장치(310)는 부스덕트를 포함하는 경우에 부스덕트로부터 전력을 분기하는 분기박스(미도시)와 분기박스와 송전장치를 전기적으로 연결하는 케이블을 추가로 포함할 수 있다.
여기서, 운전자는 상기 기계식 주차 설비(100)에 전기차를 주차하기 위해 입차가 가능하도록 비어 있는 케이지(110)에 차량을 진입시켜 적재한 후 각 케이지(110) 마다 구비된 충전장치(340)를 전기차의 충전 포트에 체결하고 상기 전기차 충전기(200)에 구비된 제어부(미도시)를 통해 전기차 충전 여부, 충전량, 결제 수단 및 방식 등을 입력할 수 있다.
다음, 상기 기계식 주차 설비(100)는 비어 있는 케이지(110)에 후속 차량의 입차가 가능하도록 이미 전기차가 입차된 케이지(110)를 수직 이동시키게 되며, 이동한 케이지(110)가 위치한 장소에 마련된 송전장치(320)와 상기 케이지(110)에 구비된 수전장치(330) 사이의 무선 송전이 수행되고, 상기 수전장치(330)로부터 수전된 전력은 상기 수전장치(330)에 연결되고 전기차의 충전 포트에 체결된 충전장치(340)를 통해 전기차로 전력이 공급되어 충전이 수행된다.
한편, 전기차의 충전 중 차량의 입차 또는 출차로 인해 상기 전기차가 적재된 케이지(110)가 이동하게 되는 경우 상기 송전장치(320)와 상기 수전장치(330) 사이의 무선 송전은 중단되고, 상기 케이지(110)가 원래 충전되고 있던 위치가 아닌 다른 위치로 이동하게 되더라도 상기 제어부는 상기 케이지(110) 또는 상기 케이지(110)에 적재된 차량의 고유번호 등을 식별하여 다른 위치에서 동일한 방식으로 충전을 계속할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 전기차 충전이 수행되고 있는 케이지(110)가 복수 개인 경우 상기 전력 그리드로부터 제공되는 전력은 정해져 있기 때문에 상기 복수 개의 케이지(110)에 제한된 전력을 효과적으로 분배하기 위해 각각의 케이지(110)에 공급되는 전력량을 조절할 수 있고, 예를 들어, 전기차는 배터리 충전량이 증가할수록 충전효율이 저하되므로 충전중인 복수 개의 전기차 중 하나의 전기차의 충전량이 80%를 초과하는 경우 상대적으로 충전량이 낮은 다른 전기차가 적재된 케이지에 공급되는 전력량을 증가시킬 수 있다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 기계식 주차 설비용 전기차 충전 시스템은 외부의 전력 그리드(AC GRID)로부터의 전력이 충전 모듈(300)로 공급되고, 상기 충전 모듈(300)은 전기차가 적재되는 케이지 각각에 구비되는 수전장치(330)와 상기 전기차에 전력을 제공하는 전기차 충전기(350)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 전기차 충전기(350)는 완속, 급속 또는 초고속 충전기일 수 있으며, 또한 상기 충전 모듈(300)의 작동을 제어하는 제어부(미도시)를 추가로 포함할 수 있다.
특히, 상기 충전 모듈(300)은 상기 전력 그리드로부터의 전력을 하나 이상의 케이지에 각각 제공하기 위해 전력을 분배하는 전력분배장치(310), 상기 전력분배장치(310)에 의해 분배된 전력을 각각의 케이지에 무선으로 송전하는 송전장치(320), 상기 송전장치(320)로부터 송전된 전력을 무선으로 수전하는 수전장치(330), 상기 수전장치(330)에 의해 수전된 전력을 전기차에 제공하는 전기차 충전기(350), 상기 전기차 충전기(350)와 전기차를 연결하는 충전장치(340) 등을 포함할 수 있다. 상기 전력분배장치(310)는 부스덕트 또는 케이블일 수 있으나, 부스덕트는 케이블에 비해 구조적으로 포설 및 전력 분배 설계가 용이하므로 바람직하다. 또한, 전력분배장치(310)는 부스덕트를 포함하는 경우에 부스덕트로부터 전력을 분기하는 분기박스와 분기박스와 송전장치를 전기적으로 연결하는 케이블을 추가로 포함할 수 있다.여기서, 운전자는 상기 기계식 주차 설비(100)에 전기차를 주차하기 위해 입차가 가능하도록 비어 있는 케이지(110)에 차량을 진입시켜 적재한 후 각 케이지(110) 마다 구비된 충전장치(340)를 전기차의 충전 포트에 체결하고 각 케이지(110) 마다 구비된 전기차 충전기(350)에 구비된 제어부(미도시)를 통해 전기차 충전 여부, 충전량, 결제 수단 및 방식 등을 입력할 수 있다.
도 3는 도 1에서 충전 모듈의 모습을 확대 도시한 것이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 송전장치(320)는 송전코일을 포함하고, 수전장치(330)는 수전코일을 포함하며, 송전코일과 수전코일 사이의 전자기 유도를 통해 송전을 수행하게 되고, 상기 수전장치(330)에 연결되는 충전장치(340)는 충전 케이블(341)과 전기차의 충전 포트에 체결되는 충전 커넥터(342)를 포함할 수 있다.
한편, 상기 충전장치(340)는 충전 케이블(341)과 충전 커넥터(342)를 포함하는 유선 충전장치가 아니라 무선 충전장치로 구성될 수도 있다. 즉, 상기 충전장치(340)는 무선 충전이 가능한 전기차, 즉 차량 하부면에 수전코일이 구비된 전기차의 수전코일에 무선으로 전력을 전송할 수 있는 송전코일이 상기 전기차가 주차되는 케이지(110) 바닥에 구비될 수 있다.
도 4은 도 3에서 충전 모듈 중 송전장치 구성을 개략적으로 도시한 것이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 송전장치(320)는 상기 전력 그리드로부터 제공되는 교류 전력에서 전압과 전류의 위상차에 의한 유효/무효 전력 중 유효전력을 높이기 위한 보상회로로서 전류와 전압의 위상을 제어하여 고주파 성분을 제거함으로써 유효전력을 높이기 위한 역률개선 (Power Factor Correctoin; PFC) 회로(321), 송전 효율을 높이기 위해 상기 역률개선회로(321)를 거친 교류 전력을 직류 전력으로 변환하는 정류기(322), 무선 송전시 20 kHz 이상의 높은 대역의 주파수로 전력을 전송하기 위해 상기 정류기(322)로부터의 상기 직류 전력을 다시 고주파의 교류 전력으로 변환하는 고주파 발생 인버터(323), 무선 송전을 위해 특정 주파수로 송전코일(326)에 인가하여 전력을 전송시켜야 하므로 코일의 인덕턱스(L) 성분을 커패시터(C) 성분으로 공진 주파수를 생성해 주는 공진 블록(325), 고주파 교류 전력이 인가되어 수전장치(330)로 전력을 전송하기 위한 송전코일(326) 등을 포함할 수 있다.
또한, 상기 송전장치(320)는 상기 전력 그리드로부터 상기 전기차 충전기(200)를 통해 제공되는 교류 전력에서 노이즈를 제거하기 위한 필터(327), 송전 전력의 양을 모니터링하여 송전량을 조정하기 위해 상기 송전장치(320)에서 전압/전류를 센싱하는 전류/전압 센서(328), 고주파 발생 인버터(323)의 주파수를 생성하기 위해 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation; PWM) 방식으로 직류를 교류로 변환한 변조 신호를 생성하는 펄스 폭 변조(PWM) 회로(324), 전기차 충전 여부, 충전량 등에 대한 통신 을 통해 충전을 제어하기 위한 제어부(329) 등을 추가로 포함할 수 있다.
도 5는 도 3에서 충전 모듈 중 수전장치 및 충전장치 구성을 개략적으로 도시한 것이다.
상기 수전장치(330)는 상기 송전코일(326)로부터 무선으로 전송되는 전력을 수전하기 위한 수전코일(331), 상기 송전장치(320)의 공진 블록(325)과 같이 수전코일(331)을 특정 주파수로 진동시키기 위해 코일의 인덕턱스(L) 성분을 커패시터(C) 성분으로 공진 주파수를 생성하는 공진 블록(332), 수전된 교류 전력을 직류 전력으로 변환하는 정류기(333), 상기 정류기(333)를 통해 제공되는 직류 전력을 필요한 전압으로 변환하는 컨버터(324) 등을 포함하고, 상기 컨버터(324)에는 상기 충전장치(340)가 연결된다.
또한, 상기 수전장치(330)는 수전되는 교류 전력에서 노이즈를 제거하기 위한 필터(335), 수전 전력의 양을 모니터링하여 충전 부하에 적당한 수전량의 수전 유무를 확인하기 위해 상기 수전장치(330)에서 전압/전류를 센싱하는 전류/전압 센서(336), 상기 송전장치(320)의 제어부(329)와 전기차 충전 여부, 충전량 등에 대한 통신을 통해 충전을 제어하기 위한 제어부(337) 등을 추가로 포함할 수 있다.
본 명세서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허청구범위의 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.

Claims (12)

  1. 전기차를 적재할 수 있는 하나 이상의 케이지가 구비된 기계식 주차 설비용 전기차 충전 시스템으로서,
    외부의 전력 그리드로부터 공급된 전력을 상기 케이지에 적재된 전기차에 제공하여 상기 전기차를 충전하는 충전 모듈을 포함하고,
    상기 충전 모듈은 공급된 전력을 각각의 케이지에 무선으로 송전하는 송전장치 및 상기 각각의 케이지에 설치되고 상기 송전장치로부터 송전된 전력을 무선으로 수전하는 수전장치를 포함하는, 기계식 주차 설비용 전기차 충전 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    외부의 전력 그리드로부터 공급된 전력을 상기 충전 모듈에 공급하기 위한 전기차 충전기, 및 상기 전기차 충전기로부터 공급된 전력을 상기 케이지에 적재된 전기차에 제공하여 상기 전기차를 충전하는 충전 모듈을 포함하고,
    상기 충전 모듈은 상기 전기차 충전기로부터의 전력을 하나 이상의 케이지 각각에 제공하기 위해 전력을 분배하는 전력분배장치, 상기 전력분배장치에 의해 분배된 전력을 각각의 케이지에 무선으로 송전하는 송전장치, 상기 각각의 케이지에 설치되고 상기 송전장치로부터 송전된 전력을 무선으로 수전하는 수전장치, 및 상기 수전장치에 의해 수전된 전력을 전기차에 제공하여 전기차를 충전하는 충전장치를 포함하는, 기계식 주차 설비용 전기차 충전 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 충전 모듈은 상기 전력 그리드부터의 전력을 하나 이상의 케이지 각각에 제공하기 위해 전력을 분배하는 전력분배장치, 상기 전력분배장치에 의해 분배된 전력을 각각의 케이지에 무선으로 송전하는 송전장치, 상기 각각의 케이지에 설치되고 상기 송전장치로부터 송전된 전력을 무선으로 수전하는 수전장치, 상기 수전장치에 의해 수전된 전력을 전기차에 제공하여 전기차를 충전하는 전기차 충전기, 및 상기 전기차 충전기와 상기 전기차를 연결하는 충전장치를 포함하는, 기계식 주차 설비용 전기차 충전 시스템.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 송전장치는 송전코일을 포함하고, 상기 수전장치는 수전코일을 포함하는 것을 특징으로 하는, 기계식 주차 설비용 전기차 충전 시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 송전장치는 상기 전기차 충전기를 통해 제공되는 교류 전력을 직류 전력으로 변환하는 정류기, 상기 직류 전력을 고주파의 교류 전력으로 변환하는 고주파 발생 인버터, 고주파 교류 전력이 인가되어 전력을 전송하는 송전코일을 포함하는 것을 특징으로 하는, 기계식 주차 설비용 전기차 충전 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 수전장치는 상기 송전코일로부터 무선으로 전송되는 전력을 수전하기 위한 수전코일, 수전된 교류 전력을 직류 전력으로 변환하는 정류기, 및 상기 정류기를 통해 제공되는 직류 전력을 필요한 전압으로 변환하는 컨버터를 포함하는 것을 특징으로 하는, 기계식 주차 설비용 전기차 충전 시스템.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 송전장치는 상기 전기차 충전기에서 제공되는 교류 전력에서 노이즈를 제거하기 위한 필터, 송전량을 조정하기 위해 상기 송전장치에서 전압과 전류를 센싱하는 전류/전압 센서, 상기 고주파 발생 인버터의 주파수를 생성하기 위해 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation; PWM) 방식으로 직류를 교류로 변환한 변조 신호를 생성하는 펄스 폭 변조(PWM) 회로, 및 충전을 제어하기 위한 제어부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 기계식 주차 설비용 전기차 충전 시스템.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 수전장치는 수전되는 교류 전력에서 노이즈를 제거하기 위한 필터, 충전 부하에 적당한 수전량의 수전 유무를 확인하기 위해 상기 수전장치에서 전압과 전류를 센싱하는 전류/전압 센서, 및 충전을 제어하기 위한 제어부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 기계식 주차 설비용 전기차 충전 시스템.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 전기차 충전기는 상기 충전 모듈의 작동을 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 기계식 주차 설비의 작동도 제어하는 것을 특징으로 하는, 기계식 주차 설비용 전기차 충전 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는 각각의 케이지에 공급되는 전력량을 조절하는 것을 특징으로 하는, 기계식 주차 설비용 전기차 충전 시스템.
  11. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 전력분배장치는 부스덕트를 포함하는 것을 특징으로 하는, 기계식 주차 설비용 전기차 충전 시스템.
  12. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 충전장치는 충전 케이블 및 전기차의 충전 포트에 체결되는 충전 커넥터를 포함하는 것을 특징으로 하는, 기계식 주차 설비용 전기차 충전 시스템.
PCT/KR2024/007014 2023-07-03 2024-05-23 기계식 주차 설비용 전기차 충전 시스템 Ceased WO2025009745A1 (ko)

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KR10-2023-0085804 2023-07-03

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