KR102180875B1

KR102180875B1 - 기계식 주차장용 전기차량 충전 시스템

Info

Publication number: KR102180875B1
Application number: KR1020200067312A
Authority: KR
Inventors: 홍영근; 유동수
Original assignee: 주식회사 에버온; 유동수
Priority date: 2020-06-03
Filing date: 2020-06-03
Publication date: 2020-11-19

Abstract

본 발명의 실시 형태는 기계식 주차장에서 전기차량을 충전하는 기계식 주차장용 전기차량 충전 시스템에 있어서, 골조 프레임에 마련된 각 주차 격납실의 측벽마다 마련되어, 분산 충전 관리기에 연결된 전력 중계 케이블을 통하여 제공되는 충전전력을 출력하는 충전전력 중계 포트; 골조 프레임에 마련된 단일의 충전 관리 격납실에 위치하여 각 주차 격납실에 마련된 충전전력 중계 포트와 전력 중계 케이블로 연결되어 있으며, 분산 제어되는 충전전력을 전력 중계 케이블을 통해 각 주차 격납실에 마련된 충전전력 중계 포트에 각각 공급하는 분산 충전 관리기; 전기차량의 배터리와 연결되는 인렛에 삽입되는 충전 케이블; 상기 팔레트에 위치하여 전기 충전기에 전기적으로 연결되어 있으며, 상기 충전전력 중계 포트와 접속 결합되는 커넥터부; 상기 팔레트에 위치하며, 전기적으로 연결되어 있는 커넥터부를 상기 충전전력 중계 포트에 접속 결합되도록 하여, 충전전력 중계 포트를 통해 제공되는 충전 전력을 주차 격납실에 주차되어 있는 전기차량에 상기 충전 케이블을 통해 공급하는 전기 충전기;를 포함하며, 상기 충전전력 중계 포트는, 오목홈의 형태를 가지며 상기 오목홈의 내부면에 전력 전달 도체 패턴이 형성되어 있으며, 상기 커넥터부는, 팔레트의 측면으로 돌출되어 전력 전달 도체 패턴이 형성된 커넥터 단자를 구비하며, 상기 팔레트 이동 제어기는, 커넥터 단자가 상기 충전전력 중계 포트에 삽입되도록 전기차량이 탑재된 팔레트를 상하 및 전후진 이동 제어하여 충전전력 중계 포트와 커넥터 단자가 전기적으로 접속되도록 할 수 있다.

Description

기계식 주차장용 전기차량 충전 시스템{Electronic vehicle charging apparatus for mechanical parking station}

본 발명은 기계식 주차장용 전기차량 충전 시스템으로서, 기계식 주차장에서 주차와 동시에 충전이 이루어질 수 있는 기계식 주차장용 전기차량 충전 시스템에 관한 것이다.

경제 발전에 따라 자동차에 대한 수요가 폭발적으로 증가세를 보이고 있고, 자동차 수요가 늘어남에 따라 자동차에서 배출되는 배기가스가 환경오염의 주요 원인이 되고 있다. 이는, 현재까지의 자동차의 주된 원료가 휘발유, 경우, 가스 등과 같은 화석 연료를 사용하고 있는데 기인하고 있다.

이에 자동차의 배출가스를 감소시키기 위한 요구가 이어지고 있으며, 배출가스를 줄일 수 있는 자동차의 연구 및 개발이 진행되고 있다. 더 나아가 배출가스를 발생하지 않는 전기 자동차의 상용화가 부분적으로 시도되고 있다.

전기 자동차는 전기를 구동력의 공급원으로 하여 운행하는 차량을 의미하며, 차량 자체에 전력공급원으로 충전이 가능한 배터리를 탑재하고, 탑재된 배터리에서 공급되는 전력을 이용하여 운행하는 차량을 의미한다. 이에 전기 자동차는 크게 전기에 의해 구동되어 전기 자동차를 운행시키는 전기 모터와, 그 전기 모터에 전기를 공급하는 배터리를 필수적인 구성요소로 하고 있다.

이와 같은 무공해의 전기 자동차가 기존의 화석 연료를 사용하는 자동차를 대체하기 위해서는 아직 많은 기술 분야에서의 발전이 요구되고 있는게 현실이다. 예를 들어, 배터리의 사용 시간, 즉 용량의 증가, 전기 모터의 용량 증가와 같이, 기존의 자동차를 대체할 수 있는 능력이 전기 자동차에도 요구되고 있는게 현실이다.

이와 같은 기술적인 문제 외에도 전기 자동차의 보급을 저해하는 요인으로는 전기 자동차를 충전시키기 위한 충전 시스템이 아직 널리 보급되지 않아 전기 자동차를 구입하더라도 이를 충전하기 위한 충전소와 같은 시설을 쉽게 찾기 어려운 실정이다.

이에, 휘발유 등과는 달리 전기는 일반 가정이나 건물에서도 공급할 수 있다는 점에서 일반 가정이나 건물의 주차장에 충전 시스템을 설치하여 주차 중에 충전을 가능하게 함으로써, 이를 활용하는 경우 충전소와 같은 기반 시설의 미비를 일정 부분 대체할 수 있을 것이다.

특히, 최근에는 도심의 차량 증가로 인한 주차 문제를 해결하기 위해 다양한 방식의 주차 설비가 설치되어 운영되고 있으므로, 이러한 주차 설비에 전기차량 충전을 위한 충전 시스템을 구비하면, 전기차량 충전을 위한 별도의 기반 시설 부족을 만회함은 물론 전기차량 이용의 편의성을 향상시켜 전기차의 보급을 더욱 확대시킬 수 있을 것이다.

그런데 지금까지 일반적으로 보급된 전기차량 충전 시설은 지상에서 전기 충전이 이루어지는 일반적인 충전기가 공급되고 있을 뿐이지, 승강기 형태의 기계식 주차장에서 주차된 전기차량을 손쉽게 충전할 수 있는 기계식 주차장용 전기차량 충전 장치의 개발 필요성이 커지고 있다.

한국공개특허 10-2020-0008520호

본 발명의 기술적 과제는 자동차의 주차 위치가 사전에 결정되어진 개소를 이용하는 형태의 기계식 주차장에서 주차된 전기차량을 손쉽게 충전할 수 있는 전기차량 충전 수단을 제공하는데 있다.

본 발명의 실시 형태는 전기차량이 적재될 수 있는 팔레트, 팔레트를 승하강 및 횡행 이동시키는 승강 리프트, 승강로와 복수개의 격납실을 수직으로 갖도록 형성되는 골조 프레임, 상기 승강 리프트를 제어하여 팔레트를 승하강 및 횡행 이동시키는 팔레트 이동 제어기를 구비한 기계식 주차장에서 전기차량을 충전하는 기계식 주차장용 전기차량 충전 시스템에 있어서, 골조 프레임에 마련된 각 주차 격납실의 측벽마다 마련되어, 분산 충전 관리기에 연결된 전력 중계 케이블을 통하여 제공되는 충전전력을 출력하는 충전전력 중계 포트; 골조 프레임에 마련된 단일의 충전 관리 격납실에 위치하여 각 주차 격납실에 마련된 충전전력 중계 포트와 전력 중계 케이블로 연결되어 있으며, 분산 제어되는 충전전력을 전력 중계 케이블을 통해 각 주차 격납실에 마련된 충전전력 중계 포트에 각각 공급하는 분산 충전 관리기; 전기차량의 배터리와 연결되는 인렛에 삽입되는 충전 케이블; 상기 팔레트에 위치하여 전기 충전기에 전기적으로 연결되어 있으며, 상기 충전전력 중계 포트와 접속 결합되는 커넥터부; 상기 팔레트에 위치하며, 전기적으로 연결되어 있는 커넥터부를 상기 충전전력 중계 포트에 접속 결합되도록 하여, 충전전력 중계 포트를 통해 제공되는 충전 전력을 주차 격납실에 주차되어 있는 전기차량에 상기 충전 케이블을 통해 공급하는 전기 충전기;를 포함하며, 상기 충전전력 중계 포트는, 오목홈의 형태를 가지며 상기 오목홈의 내부면에 전력 전달 도체 패턴이 형성되어 있으며, 상기 커넥터부는, 팔레트의 측면으로 돌출되어 전력 전달 도체 패턴이 형성된 커넥터 단자를 구비하며, 상기 팔레트 이동 제어기는, 커넥터 단자가 상기 충전전력 중계 포트에 삽입되도록 전기차량이 탑재된 팔레트를 상하 및 전후진 이동 제어하여 충전전력 중계 포트와 커넥터 단자가 전기적으로 접속되도록 할 수 있다.

상기 커넥터 단자는, 기둥체 형태로서, 오목홈으로 형성된 충전전력 중계 포트의 내부면과 맞닿을 수 있는 기둥체의 직경을 가지며, 기둥체의 표면에 전력 전달 도체 패턴이 형성됨을 특징으로 할 수 있다.

상기 충전전력 중계 포트와 커넥터 단자는, 접점접촉 단자 커넥팅 연결 구조를 가짐을 특징으로 할 수 있다.

상기 충전전력 중계 포트와 커넥터 단자는, 눌림접촉 단자 형태의 커넥팅 연결 구조를 가짐을 특징으로 할 수 있다.

상기 충전 관리 격납실의 상측에 위치하는 주차 격납실의 개수와, 상기 충전 관리 격납실의 하측에 위치하는 주차 격납실의 개수가 동일한 골조 프레임의 구조를 가질 수 있다.

팔레트의 상부면에는 전기차량 주차 방향을 따라 형성된 가이드 레일을 구비하며, 상기 가이드 레일을 따라 전기 충전기가 전후진 이동이 가능할 수 있다.

상기 기계식 주차장용 전기차량 충전 시스템은, 주차 격납실에 주차되는 전기차량 차종을 파악하여 상기 전기 충전기로 제공하는 전기차량 차종 파악부;를 포함하며, 상기 전기 충전기는, 파악된 전기차량 차종에 마련된 인렛의 위치를 고려하여 전기 충전기를 전후진 이동시킬 수 있다.

상기 파악된 전기차량 차종에 마련된 인렛의 위치를 고려하여 전기 충전기를 이동시키는 것은, 전기차량을 길이 방향을 따라 전방, 중간, 후방의 3등분으로 구획한다고 가정할 때, 인렛이 차량 전방에 위치한 경우, 차량 전방의 하측에 전기 충전기가 위치하도록 이동시키며, 인렛이 차량 중간에 위치한 경우, 차량 중간의 하측에 전기 충전기가 위치하도록 이동시키며, 인렛이 차량 후방에 위치한 경우, 차량 후방의 하측에 전기 충전기가 위치하도록 이동시킬 수 있다.

상기 기계식 주차장용 전기차량 충전 시스템은, 상기 충전전력 중계 포트와 커넥터 단자간에 미리 설정된 접속 정위치에 도달했는지 여부를 검출하는 접속 정위치 검출부; 상기 커넥터 단자를 승하강, 전후진, 횡행 이동시키는 커넥터 단자 이동체;를 포함하며, 상기 커넥터 단자 이동체는, 상기 충전전력 중계 포트와 커넥터 단자 간에 접속 정위치에 도달할 때까지 상기 커넥터 단자를 승하강, 전후진, 횡행 이동시킬 수 있다.

상기 접속 정위치 검출부는, 상기 충전전력 중계 포트에 마련되어 광을 발광하는 발광 센서; 상기 커넥터부에 마련되어 광을 수광하는 수광 센서;를 포함하며, 상기 전기 충전기는 상기 발광 센서에서 발광된 광이 수광 센서에 수광될 때까지 상기 커넥터 단자 이동체를 승하강 및 횡행 이동시키며, 상기 발광 센서에서 발광된 광이 수광 센서에 수광되는 시점에 상기 커넥터 단자를 전진 돌출시켜 충전전력 중계 포트에 접속 결합시킴을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시 형태에 따르면 기계식 주차장에서 주차중에도 전기차량을 손쉽게 충전할 수 있다.

또한 본 발명의 실시 형태에 따르면 전기 충전기를 팔레트의 바닥면에서 전후진 이동가능하게 하여, 전기차량의 인렛 위치와 상관없이 일정한 길이의 충전 케이블로서 구현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기계식 주차장용 전기차량 충전 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 그림.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 커넥터 단자가 충전전력 중계 포트로 접속되는 예시 그림.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 커넥터 단자가 접점접촉 단자 형태로 구현될 때의 예시 그림.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 커넥터 단자가 눌림접촉 단자 형태로 구현될 때의 예시 그림.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 전기 충전기가 가이드 레일을 따라 전후진 가능한 팔레트의 예시 평면도.
도 6 및 도 7은 본 발명의 실시예에 따라 전기 충전기의 위치가 가이드 레일을 따라 이동한 예시 그림.
도 8은 본 발명의 실시예에 따라 전기 충전기가 가이드 레일을 따라 전후진 가능한 팔레트의 단면도.
도 9 및 도 10은 본 발명의 실시예에 따라 충전전력 중계 포트와 커넥터 단자간에 정위치 결합을 위한 이동 모습을 도시한 그림.

이하, 본 발명의 장점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은, 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것으로, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기계식 주차장용 전기차량 충전 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 그림이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따라 커넥터 단자가 충전전력 중계 포트로 접속되는 예시 그림이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따라 커넥터 단자가 접점접촉 단자 형태로 구현될 때의 예시 그림이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따라 커넥터 단자가 눌림접촉 단자 형태의 예시 그림이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따라 전기 충전기가 가이드 레일을 따라 전후진 가능한 팔레트의 예시 평면도이며, 도 6 및 도 7은 본 발명의 실시예에 따라 전기 충전기의 위치가 가이드 레일을 따라 이동한 예시 그림이며, 도 8은 본 발명의 실시예에 따라 전기 충전기가 가이드 레일을 따라 전후진 가능한 팔레트의 단면도이며, 도 9 및 도 10은 본 발명의 실시예에 따라 충전전력 중계 포트와 커넥터 단자간에 정위치 결합을 위한 이동 모습을 도시한 그림이다.

본 명세서에서 "전기차량"이라는 용어는 전기 자동차, 전기 버스, 전기 승합차, 전기 오토바이 등과 같이 전기 충전에 의해 주행될 수 있는 모든 다양한 형태의 탑승 수단을 모두 포함하는 개념으로 사용된다.

또한 본 명세서에서 기계식 주차장은, 엘리베이터 기계식 주차장, 평면 왕복기계식 주차장, 승강기 슬라이드 기계식 주차장을 모두 포함할 수 있다. 이하 본 발명의 실시예 설명에서는 엘리베이터 기계식 주차장에 주차된 전기차량을 충전하는 예를 설명하겠으나, 엘리베이터 기계식 주차장뿐만 아니라 평면 왕복기계식 주차장, 승강기 슬라이드 기계식 주차장 등과 같이 팔레트의 이동에 의해 주차되는 다양한 기계식 주차장에도 모두 적용될 수 있을 것이다. 이하 상술한다.

엘리베이터 방식의 기계식 주차장은, 전기차량이 적재될 수 있는 팔레트(10), 팔레트(10)를 승하강 및 횡행 이동시키는 승강 리프트(20), 승강로와 복수개의 격납실을 수직으로 갖도록 형성되는 골조 프레임과, 승강 리프트를 제어하여 팔레트(10)를 승하강 및 횡행 이동시키는 팔레트 이동 제어기(미도시)를 구비한다.

승강로는 승강 리프트가 상하 이동할 수 있도록 골조 프레임의 중심부에 수직 방향으로 형성되고, 주차 격납실은 승강로의 일측 또는 양측에 상하 적층되는 방식으로 다수개 형성되며, 팔레트(10)가 횡행 이동하여 안착 지지될 수 있도록 형성된다. 주차 격납실에는 팔레트(10)의 횡행 이동을 가이드하도록 별도의 가이드 프레임이 장착된다.

승강 리프트는 골조 프레임의 상부에 구비된 별도의 구동부에 의해 승강로를 따라 상하 이동하며, 승강 리프트에는 별도의 횡행 구동 장치가 구비되어 팔레트(10)를 횡행 이동시킨다. 즉, 팔레트(10)를 승강 리프트로부터 주차 격납실로 횡행 이동시키거나 또는 주차 격납실로부터 승강 리프트로 횡행이동시킨다.

이러한 구조를 통해 전기차량 출입구로 입고되어 팔레트(10)에 적재되면, 팔레트 이동 제어기(미도시)는 승강 리프트를 제어하여 전기차량 적재된 팔레트(10)를 주차 대상의 주차 격납실 높이까지 상측으로 이동시키고, 해당 높이에서 정지한 후, 횡행 구동 장치(30)를 통해 팔레트(10)를 해당 주차 대상의 주차 격납실 측으로 횡행 이동시키며, 이 상태로 전기차량은 팔레트(10)에 적재된 상태로 특정 주차 격납실에 격납 주차된다. 이후, 승강 리프트는 또 다른 주차 격납실의 빈 팔레트(10)를 싣고 하강 이동하여 출입구 측으로 하강 이동한다. 차량 출고 작업은 이와 반대 순서로 진행된다.

본 발명은 이러한 팔레트(10), 승강 리프트(20), 골조 프레임을 구비한 기계식 주차장에서 전기차량을 충전할 수 있는 기계식 주차장용 전기차량 충전 시스템을 제공한다.

본 발명의 기계식 주차장용 전기차량 충전 시스템은, 도 1에 도시한 바와 같이 분산 충전 관리기(300), 충전전력 중계 포트(500), 충전 케이블(101), 커넥터부(200), 전기 충전기(100)를 포함할 수 있다. 이하 상술하기로 한다.

분산 충전 관리기(300)는, 골조 프레임에 마련된 단일의 충전 관리 격납실에 위치하여 각 주차 격납실에 마련된 충전전력 중계 포트(500)와 전력 케이블로 연결되어 있으며, 분산 제어되는 충전전력을 전력 케이블을 통해 각 주차 격납실에 마련된 충전전력 중계 포트(500)에 각각 공급하는 기능을 수행한다. 즉, 분산 충전 관리기(300)는, 할당된 복수의 충전전력 중계 포트(500)와 연결되어, 전기 충전기(100)들 또는 충전 관리 서버부(미도시)로부터 충전 요청 정보를 입력받고, 결제 시 충전 요청 정보에 따라 전기 충전기(100))의 충전 동작을 제어하며, 전기 충전기(100)들을 통해 소모되는 충전전력의 분산 제어를 수행하여 분산 제어되는 충전전력을 전력 케이블을 통해 각 주차 격납실에 마련된 충전전력 중계 포트(500)에 각각 공급한다.

또한 분산 충전 관리기(300)는, 수직으로 형성된 격납실의 중간에 위치하도록 한다. 따라서 충전 관리 격납실의 상측에 위치하는 주차 격납실의 개수와, 충전 관리 격납실의 하측에 위치하는 주차 격납실의 개수가 동일한 골조 프레임을 가지도록 한다. 이는, 분산 충전 관리기(300)를 수직으로 형성된 격납실의 중간에 위치하도록 함으로써, 각 주차 격납실의 충전전력 중계 포트(500)에 연결되는 전력 중계 케이블(400)의 길이를 최소로 할 수 있기 때문이다.

충전전력 중계 포트(500)는, 골조 프레임에 마련된 각 주차 격납실의 측벽마다 마련되어, 분산 충전 관리기(300)에 연결된 전력 중계 케이블(400)을 통하여 제공되는 충전전력을 출력하는 포트이다. 즉, 분산 충전 관리기(300)와 각 주차 격납실의 측벽에 마련된 충전전력 중계 포트(500)는 각각의 전력 중계 케이블(400)을 통해 연결되어 있으며, 이러한 전력 중계 케이블(400)을 통하여 분산 충전 관리기(300)에서 제공하는 충전전력이 충전전력 중계 포트(500)로 제공된다.

충전 케이블(101)은, 전기 충전기(100)에 연결되어 있으며, 전기차량의 배터리와 연결되는 인렛(Inlet)에 삽입되는 커플러를 구비한다. 따라서 전기차량이 탑재된 팔레트(10)가 승강하기 전에 주차 요원이 전기차량의 인렛에 충전 케이블(101)을 삽인시킨 채로 팔레트(10)를 승강시키면, 전기차량이 탑재된 팔레트(10)가 주차 격납실에 주차되면 팔레트(10)의 바닥에 마련된 전기 충전기(100)가 충전 케이블(101)의 끝단의 커플러를 전기차량의 인렛에 삽입하여 통해 전기차량을 충전할 수 있게 된다.

전기 충전기(100)는 팔레트(10)에 위치하며, 전기차량의 인렛(Inlet)에 접속되는 커플러를 구비하는 적어도 하나 이상의 충전 케이블(101)을 구비하고, 전기차량의 인렛에 충전 케이블(101)의 커플러가 접속된 후, 충전 개시 신호가 입력되면 전기차량으로 충전전력을 공급하여 충전을 개시한다. 참고로, 도시하지는 않았지만, 충전 관리 서버는 전기 충전기(100)들과 유선 또는 무선으로 연결되어 전기 충전기(100)별로 충전 동작 여부 및 충전 예약에 따라 충전 관리를 수행하며, 충전전력 소모량, 충전에 따른 결제를 수행하고, 결제 금액 등을 관리할 수 있다.

특히, 본 발명에서 전기 충전기(100)는, 전기적으로 연결된 커넥터부(200)를 상기 충전전력 중계 포트(500)에 접속 결합되도록 하여, 충전전력 중계 포트(500)를 통해 제공되는 충전 전력을 주차 격납실에 주차되어 있는 전기차량에 충전 케이블(101)을 통해 공급하게 된다. 전기 충전기(100)와 커넥터부(200)간에 전기적 연결을 위한 케이블은, 팔레트(10)의 바닥면 하부에 매립되어 연결된다.

커넥터부(200)는, 팔레트(10)에 위치하여 전기 충전기(100)에 전기적으로 연결되어 있으며, 충전전력 중계 포트(500)와 접속 결합되는 모듈이다. 커넥터부(200)가 충전전력 중계 포트(500)와 접속 결합 구조를 가지기 위하여, 본 발명은 도 2에 도시한 바와 같이 충전전력 중계 포트(500)는, 오목홈의 형태를 가지며 오목홈의 내부면에 전력 전달 도체 패턴이 형성되어 있도록 한다. 또한 커넥터부(200)는, 팔레트(10)의 측면으로 돌출되어 전력 전달 도체 패턴이 형성된 접촉 단자(200a)를 구비하도록 한다.

따라서 팔레트 이동 제어기(미도시)는, 접촉 단자(200a)가 충전전력 중계 포트(500)에 삽입되도록 전기차량이 탑재된 팔레트(10)를 상하 및 전후진 이동 제어하여 충전전력 중계 포트(500)와 접촉 단자(200a)가 전기적으로 접속되도록 할 수 있다.

예를 들어, 도 2(a)에 도시한 바와 같이 팔레트(10)가 주차 격납실에 도달한 경우, 팔레트 이동 제어기(미도시)는 도 2(b)에 도시한 바와 같이 접촉 단자(200a)가 주차 격납실의 측벽에 마련된 충전전력 중계 포트(500)에 삽입되도록 팔레트(10)를 정밀하게 이동제어하여, 접촉 단자(200a)와 충전전력 중계 포트(500)간에 전기적 접속이 가능하도록 한다.

참고로, 접촉 단자(200a)와 충전전력 중계 포트(500)간에 전기적 접속이 완료되면, 분산 충전 관리기(300)는, 별도의 통신 포트로부터 접속 완료 신호를 수신하게 되고, 충전전력을 충전전력 중계 포트(500)로 흘러보내, 접촉 단자(200a), 전기 충전기(100), 충전 케이블(101)을 차례로 거쳐서 팔레트(10) 단자에 탑재된 전기차량에 전기가 충전되도록 할 수 있다.

한편, 접촉 단자(200a)가 충전전력 중계 포트(500)에 삽입되어 전기적으로 접속하기 위해서는, 접촉 단자(200a)는, 기둥체 형태를 가지도록 한다. 상기 오목홈의 내부면과 맞닿을 수 있는 기둥체의 직경을 가진다. 전력 전달 도체 패턴이 오목홈의 표면에 형성된 충전전력 중계 포트(500)의 내부면과 맞닿을 수 있도록 직경을 가지는 기둥체의 표면에 전력 전달 도체 패턴이 형성되도록 한다.

이를 위하여 상술한 접촉 단자(200a)는 다음과 같이 두 가지 구조로서 구현될 수 있다.

하나는, 접촉 단자(200a)가 복수개의 접속 패턴이 형성된 접점접촉 단자 형태로 구현될 수 있다. 따라서 충전전력 중계 포트(500)와 접촉 단자(200a)는, 접점접촉 단자 형태의 커넥팅 연결 구조를 가지게 된다. 이러한 접점접촉 단자 형태의 커넥팅 연결 구조는 USB 단자 연결 구조를 가지는데, 예를 들어, 도 3에 도시한 바와 같이 접점접촉을 할 수 있도록 충전전력 중계 포트(500)는 오목홈이 형성되고 오목홈의 내부면에 전력 전달 도체 패턴인 단자가 형성되어 있다고 가정할 때, 커넥터부(200)의 접점접촉 단자 형태의 접촉 단자(200a)가 오목홈 형태의 충전전력 중계 포트(500)에 전기적 연결을 하여 충전 전력을 제공받게 된다. 나아가 오목홈의 충전전력 중계 포트(500)는, 경사진 가이드 벽면을 가지도록 함으로써 결합 방향이 틀어졌을 시의 가이드 벽면을 따라 밀리면서 정위치 보정이 자동적으로 이루어질 수 있다.

다른 하나는, 접촉 단자(200a)가 끝단면에 접속단이 형성된 도 4와 같은 장력에 의한 눌림접촉 단자 형태의 구조를 가질 수 있다. 충전전력 중계 포트(500)에 구비되는 단자와 커넥터부(200)의 접촉 단자(200a)는, 눌림접촉 단자 형태의 커넥팅 연결 구조를 가지게 된다. 이러한 눌림접촉 단자 형태의 커넥팅 연결 구조는, 예를 들어, 도 4에 도시한 바와 같이 충전전력 중계 포트(500)는 소켓 형태로 구현되어, 소켓 안쪽에 장력을 가지도록 하는 곡선 형태의 단자가 구비되고, 커넥터부(200)의 접촉 단자(200a)는 면 형태를 가진다. 따라서 소켓 형태의 충전전력 중계 포트(500)에 삽입되는 눌림접촉 단자 형태의 접촉 단자(200a)은 충전전력 중계 포트(500)의 곡선 단자에 접점의 장력과 접촉에 의한 접촉력 강화를 가져올 수 있다.

한편, 전기차량마다 배터리에 연결된 인렛(inlet) 위치가 다르게 형성되어 있다. 예컨대, A사의 전기차량은 인렛 위치가 차량 전방 측면에 위치하고 있으며, B사의 전기차량은 인렛 위치가 차량 중간 측면에 위치하고 있으며, C사의 전기차량은 인렛 위치가 차량 후방 측면에 위치하고 있다.

이와 같이 전기차량마다 인렛 위치가 다르기 때문에, 팔레트(10)에 마련된 전기 충전기(100)에 연결된 충전 케이블(101)의 길이를 길게 하여야 하는 비효율성이 있다. 전기 충전기(100)는 팔레트(10)의 중간에 위치하는데, 팔레트(10)에 주차된 전기차량의 인렛이 차량 전방 측면이나 차량 후방 측면에 위치하는 경우, 전기차량의 인렛에 충전 케이블(101)을 삽입하기 위해서는 전기 충전기(100)에 연결된 충전 케이블(101)의 길이가 길어야 한다. 충전케이블의 길이가 길게 늘어지게 되면, 전기차량의 팔레트(10) 입고 및 출차시에 불편을 가지게 된다.

따라서 전기 충전기(100)에 연결된 충전 케이블(101)의 길이를 최소로 할 필요가 있다.

이를 위하여 본 발명은 도 5에 도시한 바와 같이 팔레트(10)의 상부면에는 전기차량 주차 방향을 따라 형성된 가이드 레일(R)을 구비하여, 가이드 레일(R)을 따라 전기 충전기(100)가 전후진 이동이 가능하도록 하는 것이다.

예를 들어, 인렛이 전방 측면에 위치한 전기차량이 탑재된 팔레트(10)에 마련된 전기 충전기(100)는, 팔레트(10)의 전방으로 이동하여 위치하게 한다.

마찬가지로, 인렛이 중간 측면에 위치한 전기차량이 탑재된 팔레트(10)에 마련된 전기 충전기(100)는, 팔레트(10)의 중간으로 이동하여 위치하게 한다.

마찬가지로, 인렛이 후방 측면에 위치한 전기차량이 탑재된 팔레트(10)에 마련된 전기 충전기(100)는, 팔레트(10)의 후방으로 이동하여 위치하게 하는 것이다.

따라서 인렛이 전기차량의 전방에 있든, 중간에 있든, 후방에 있든 동일한 충전 케이블(101) 길이를 필요로 하기 때문에, 결과적으로 최소한의 충전 케이블(101) 길이로서 구현할 수 있는 것이다.

다만, 전기차량의 종류에 따라서 인렛 위치가 다르기 때문에 이를 파악할 필요가 있다.

이를 위해 기계식 주차장용 전기차량 충전 시스템은, 주차 격납실에 주차되는 전기차량 차종을 파악하여 전기 충전기(100)로 제공하는 전기차량 차종 파악부(미도시)를 구비하도록 한다. 전기 충전기(100)는, 파악된 전기차량 차종에 마련된 인렛의 위치를 고려하여 전기 충전기(100)를 전후진 이동시키도록 한다.

상기의 전기차량 차종 파악부(미도시)는, 각 주차 격납실마다 마련되는 CCTV 카메라로 구현될 수 있는데, CCTV 카메라를 통해 촬영되는 전기차량 이미지를 분석하여 전기차량 차종을 파악하고 해당 차종의 인렛 위치를 미리 등록된 DB에서 조회하여 파악하는 것이다.

또는 전기차량 차종 파악부(미도시)는, 각 주차 격납실마다 마련된 CCTV 카메라를 통해 촬영되는 전기차량 이미지를 분석하여, 인렛 이미지 위치를 파악함으로써, 해당 차종의 인렛 위치를 파악할 수 있다. 이를 위해 각 주차 격납실마다 마련된 CCTV 카메라는, 주차 격납실의 상측 모서리별로 4개의 카메라로서 구비될 수 있다.

파악된 전기차량 차종에 마련된 인렛의 위치를 고려하여 전기 충전기(100)를 이동시키는 것은, 전기차량을 길이 방향을 따라 전방, 중간, 후방의 3등분으로 구획한다고 가정할 때, 도 6과 같이 인렛이 차량 전방에 위치한 경우, 차량 전방의 하측에 전기 충전기(100)가 위치하도록 이동시킨다. 또한 도 7과 같이 인렛이 차량 후방에 위치한 경우, 차량 후방의 하측에 전기 충전기(100)가 위치하도록 이동시킨다.

한편, 이러한 가이드 레일(R)을 구비할 경우, 가이드 레일(R) 길이 방향을 따라서 도 8과 같이 가이드 레일(R)과 평행하게 팔레트 접속단(A)이 팔레트(10)의 바닥면에 매립되어 있어야 한다. 팔레트 접속단(A)은 도체로 구현되어, 팔레트 접속단(A) 일부에 전력 케이블이 커넥터부(200)와 연결되도록 하여, 전기 충전기(100)가 어느 위치에 있든지 커넥터부(200)로부터 전기를 공급받을 수 있도록 한다. 참고로, 팔레트 접속단(A)은 팔레트(10)의 바닥면에 매립되어 위치하는데 이때, 전기 충전기 연결 부위, 케이블 연결 부위를 제외한 팔레트 접속단(A)의 표면은 절연처리되어 있도록 하여 감전 사고를 예방하도록 구현한다.

한편, 충전전력 중계 포트(500)와 커넥터부(200)를 접속시키기 위하여, 팔레트(10)를 전후진 및 승하강 시키는 제어를 수행하는데, 시간의 지남에 따라서 팔레트(10) 이동 수단의 노후화, 기계식 주차장의 골조 프레임의 휘어짐 등으로 팔레트(10)에 마련된 커넥터부(200)가 충전전력 중계 포트(500)에 정확하게 삽입되지 않을 수 있다.

이러한 점을 고려하여 팔레트(10)가 아닌 커넥터부(200) 자체가 승하강 및 횡행 이동하도록 정확한 접속이 이루어지도록 구현한다.

이를 위하여 본 발명의 기계식 주차장용 전기차량 충전 시스템은, 충전전력 중계 포트(500)와 접촉 단자(200a)간에 미리 설정된 접속 정위치에 도달했는지 여부를 검출하는 접속 정위치 검출부(미도시)와, 접촉 단자(200a)를 승하강, 전후진, 횡행 이동시키는 커넥터 단자 이동체를 포함할 수 있다.

커넥터 단자 이동체는, 충전전력 중계 포트(500)와 접촉 단자(200a) 간에 접속 정위치에 도달할 때까지 접촉 단자(200a)를 승하강, 전후진, 횡행 이동시키도록 한다.

예를 들어, 도 9에 도시한 바와 같이 팔레트(10)가 주차 격납실에 도달한 후, 접촉 단자(200a)를 승하강 이동시킨 후 충전전력 중계 포트(500)에 삽입될 수 있는 정확한 위치에 놓이게 되면 접촉 단자(200a)를 전진시켜 충전전력 중계 포트(500)에 삽입되도록 할 수 있다.

마찬가지로 도 10에 도시한 바와 같이 접촉 단자(200a)를 팔레트(10) 바닥면의 수평에서 횡행 이동시켜 충전전력 중계 포트(500)에 삽입될 수 있는 정확한 위치에 놓이게 되면 접촉 단자(200a)를 전진시켜 충전전력 중계 포트(500)에 삽입되도록 할 수 있다.

다만, 정확한 접속 위치 판별을 위하여 별도의 접속 정위치 검출부(미도시)를 포함할 수 있다. 이러한 접속 정위치 검출부(미도시)는, 충전전력 중계 포트(500)에 마련되어 광을 발광하는 발광 센서와, 커넥터부(200)에 마련되어 광을 수광하는 수광 센서를 포함할 수 있다.

전기 충전기(100)는 발광 센서에서 발광된 광이 수광 센서에 수광될 때까지 상기 커넥터 단자 이동체를 승하강 및 횡행 이동시키며, 발광 센서에서 발광된 광이 수광 센서에 수광되는 시점에 상기 접촉 단자(200a)를 전진 돌출시켜 충전전력 중계 포트(500)에 접속 결합시키는 것이다.

상술한 본 발명의 설명에서의 실시예는 여러가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 예를 선정하여 제시한 것으로, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시예만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 변경 및 균등한 타의 실시예가 가능한 것이다.

100:전기 충전기 200:커넥터부
300:분산 충전 관리기 400:전력 중계 케이블
500:충전전력 중계 포트

Claims

전기차량이 적재될 수 있는 팔레트, 팔레트를 승하강 및 횡행 이동시키는 승강 리프트, 승강로와 복수개의 격납실을 수직으로 갖도록 형성되는 골조 프레임, 상기 승강 리프트를 제어하여 팔레트를 승하강 및 횡행 이동시키는 팔레트 이동 제어기를 구비한 기계식 주차장에서 전기차량을 충전하는 기계식 주차장용 전기차량 충전 시스템에 있어서,
골조 프레임에 마련된 각 주차 격납실의 측벽마다 마련되어, 분산 충전 관리기에 연결된 전력 중계 케이블을 통하여 제공되는 충전전력을 출력하는 충전전력 중계 포트;
골조 프레임에 마련된 단일의 충전 관리 격납실에 위치하여 각 주차 격납실에 마련된 충전전력 중계 포트와 전력 중계 케이블로 연결되어 있으며, 분산 제어되는 충전전력을 전력 중계 케이블을 통해 각 주차 격납실에 마련된 충전전력 중계 포트에 각각 공급하는 분산 충전 관리기;
전기차량의 배터리와 연결되는 인렛에 삽입되는 충전 케이블;
상기 팔레트에 위치하여 전기 충전기에 전기적으로 연결되어 있으며, 상기 충전전력 중계 포트와 접속 결합되는 커넥터부;
상기 팔레트에 위치하며, 전기적으로 연결되어 있는 커넥터부를 상기 충전전력 중계 포트에 접속 결합되도록 하여, 충전전력 중계 포트를 통해 제공되는 충전 전력을 주차 격납실에 주차되어 있는 전기차량에 상기 충전 케이블을 통해 공급하는 전기 충전기;
상기 팔레트의 상부면에는 전기차량 주차 방향을 따라 형성된 가이드 레일; 및
주차 격납실에 주차되는 전기차량 차종을 파악하여 상기 전기 충전기로 제공하는 전기차량 차종 파악부;를 포함하며,
상기 충전전력 중계 포트는, 오목홈의 형태를 가지며 상기 오목홈의 내부면에 전력 전달 도체 패턴이 형성되어 있으며,
상기 커넥터부는, 팔레트의 측면으로 돌출되어 전력 전달 도체 패턴이 형성된 커넥터 단자를 구비하며,
상기 팔레트 이동 제어기는, 커넥터 단자가 상기 충전전력 중계 포트에 삽입되도록 전기차량이 탑재된 팔레트를 상하 및 전후진 이동 제어하여 충전전력 중계 포트와 커넥터 단자가 전기적으로 접속되도록 하며,
상기 전기차량 차종 파악부는 각 주차 격납실에 설치된 CCTV 카메라를 통해 촬영되는 전기차량 이미지를 분석하여, 해당 차종의 인렛 위치를 파악하며,
상기 전기 충전기는 파악된 전기차량 차종에 마련된 인렛의 위치를 고려하여 전기 충전기를 상기 가이드 레일을 따라 전후진 이동시키며,
상기 기계식 주차장용 전기차량 충전 시스템은, 상기 충전전력 중계 포트와 커넥터 단자간에 미리 설정된 접속 정위치에 도달했는지 여부를 검출하는 접속 정위치 검출부; 및 상기 커넥터 단자를 승하강, 전후진, 횡행 이동시키는 커넥터 단자 이동체;를 더 포함하며,
상기 커넥터 단자 이동체는, 상기 충전전력 중계 포트와 커넥터 단자 간에 접속 정위치에 도달할 때까지 상기 커넥터 단자를 승하강, 전후진, 횡행 이동시키는 것을 특징으로 하는 기계식 주차장용 전기차량 충전 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 커넥터 단자는,
기둥체 형태로서, 오목홈으로 형성된 충전전력 중계 포트의 내부면과 맞닿을 수 있는 기둥체의 직경을 가지며, 기둥체의 표면에 전력 전달 도체 패턴이 형성됨을 특징으로 하는 기계식 주차장용 전기차량 충전 시스템.
청구항 2에 있어서,
상기 충전전력 중계 포트와 커넥터 단자는, 접점접촉 단자 형태의 커넥팅 연결 구조를 가짐을 특징으로 하는 기계식 주차장용 전기차량 충전 시스템.
청구항 2에 있어서,
상기 충전전력 중계 포트와 커넥터 단자는, 눌림접촉 단자 형태의 커넥팅 연결 구조를 가짐을 특징으로 하는 기계식 주차장용 전기차량 충전 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 충전 관리 격납실의 상측에 위치하는 주차 격납실의 개수와, 상기 충전 관리 격납실의 하측에 위치하는 주차 격납실의 개수가 동일한 골조 프레임의 구조를 가지는 기계식 주차장용 전기차량 충전 시스템.
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