본 발명은 전기버스 바닥 부분을 활용한 자동충전시스템 및 방법에 관한 것으로서, 특히 전기버스의 바닥 부분에 충전커넥터를 장착하여 하체 충전식으로 전기버스를 충전하는 자동충전시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an automatic charging system and method using the bottom of an electric bus. In particular, it relates to an automatic charging system and method for charging an electric bus in a lower body charging manner by mounting a charging connector on the bottom of the electric bus.
기존의 전기버스는 팬터그래프 방식의 충전시스템을 주로 사용하였다.Existing electric buses mainly used a pantograph-type charging system.
널리 사용되는 버전 중 하나는 차량 루프에 장착하는 방식(Roofmounted Pantagraph)인데, 이 방법이 기술적으로 구현하기 가장 쉽기 때문이다. 이 경우 팬터그래프를 운전자가 제어할 수 있으며 충전이 진행되는 동안 팬터그래프의 동작은 기존 CCS(Combined Charging System, 통합 충전 시스템) 플러그와 동일하며, IEC 61851 및 ISO 15118을 기반으로 하는 동일한 통신 프로토콜을 통해 통신한다. 그러나 통신용 전송선 길이를 가능한 한 짧게 유지해야 하는 단점이 존재한다. CP(Control Pilot, 제어 파일럿)는 차폐되지 않은 단일 와이어를 통해 Ethernet 프로토콜을 전송한다. 그러나 전송 주파수가 높아짐으로 인해 전자기 호환성 문제가 발생할 수 있으며 무선 전송을 통한 전력선 통신 신호는 개방된 통신선으로 전송되기 때문에 통신이 충전소 한 곳과 차량 한 대 사이에서만 활성화되도록 보장되어야 한다. 이를 위해 특수 프로토콜인 SLAC(Signal Level Attenuation Characterization)가 사용된다. 통신 페어링 프로세스가 끝나면 가상 지점 간 연결로 구성된 네트워크가 만들어지고, 다른 사람의 메시지는 다른 충전소나 차량으로부터 수신이 차단된다.One widely used version is the Roofmounted Pantagraph, as this method is technically the easiest to implement. In this case, the pantograph can be controlled by the driver, and while charging is in progress, the pantograph's behavior is identical to that of a conventional CCS (Combined Charging System) plug, communicating via the same communication protocol based on IEC 61851 and ISO 15118. do. However, there is a disadvantage in that the length of the communication transmission line must be kept as short as possible. CP (Control Pilot) transmits the Ethernet protocol over a single, unshielded wire. However, higher transmission frequencies can lead to electromagnetic compatibility issues, and since power line communication signals via wireless transmission are transmitted over open communication lines, it must be ensured that communication is active only between one charging station and one vehicle. For this purpose, a special protocol, SLAC (Signal Level Attenuation Characterization), is used. After the communication pairing process is completed, a network consisting of virtual point-to-point connections is created, and messages from other people are blocked from being received by other charging stations or vehicles.
인버티드 팬터그래프 방식(Inverted Pantagraph)은 차량에 단단한 접촉 레일만 장착된다. 메커니즘을 작동시키려면 차량이 고정 구조의 구동 제어를 자동으로 활성화해야 한다. 인버티드 팬터그래프 방식의 경우, 무선 연결로 팬터그래프를 제어해야 하므로, 위에서 언급한 유선으로만 통신하는 CCS 표준은 여기에 사용할 수 없다. 인버티드 팬터그래프 방식(Inverted Pantagraph)은 무선 연결이 활성 상태로 유지되므로 충전이 진행되는 동안 충전 프로토콜도 활성화된다. 공통 접지 연결로서의 PE(물리적 접지), 전력 전송을 위한 DC+ 및 DC-, 전도성 연결 여부를 감지하기 위한 1kHz PWM 신호가 있는 IEC 61851-1 기반의 CP(제어 파일럿) 등으로 모두 사용된다. OppCharge와 ISO 15118-20 두 가지 모두 100%의 고정 작동 주기를 사용한다. 더 나아가서, CP 상태로도 알려져 있는 CP 접점의 전압은 플러그 충전시스템에 따라 평가되고 사용되며 충전 스테이션으로 전송된다.In the Inverted Pantagraph system, only hard contact rails are mounted on the vehicle. To activate the mechanism, the vehicle must automatically activate the drive control of the fixed structure. In the case of the inverted pantograph method, the pantograph must be controlled by a wireless connection, so the CCS standard mentioned above, which only communicates through wired communication, cannot be used here. Inverted Pantagraph ensures that the wireless connection remains active, so the charging protocol is also active while charging is in progress. Physical earth (PE) as a common ground connection, DC+ and DC- for power transfer, and control pilot (CP) based on IEC 61851-1 with a 1 kHz PWM signal to detect the presence of a conductive connection. Both OppCharge and ISO 15118-20 use a fixed duty cycle of 100%. Furthermore, the voltage of the CP contact, also known as the CP state, is evaluated and used according to the plug charging system and transmitted to the charging station.
수평 팬터그래프 방식(Horizontal Pantagraph)은 차량에는 커다란 타원형 개구부가 있으며, 기반 시설의 충전 암이 이 개구부로 도킹한다. CP를 통한 동일한 통신을 하면서도 PP가 없으며 안전한 접촉 메커니즘을 가지고 있는 것이 CCS 플러그나 앞서 언급한 두 시스템과 비교할 때 가장 큰 차이점이다. 충전 스테이션은 스테이션과 차량 간의 연결이 유지를 위해 충전 암으로 차량에 일정한 힘을 가한다. 이렇게 하면 잘 연결되고 성공적인 충전 프로세스가 보장된다. 이와 더불어, 차량의 종단 접점 스위치가 암과 완전히 체결되었는지 여부를 확인한 후, 인증을 통해 통신을 설정할 수 있다.In the Horizontal Pantograph approach, the vehicle has a large oval opening into which the infrastructure's charging arm docks. The biggest difference compared to the CCS plug or the two previously mentioned systems is that it has the same communication via CP, but does not have PP and has a safe contact mechanism. The charging station applies a certain force to the vehicle with the charging arm to maintain the connection between the station and the vehicle. This will ensure a good connection and a successful charging process. In addition, after checking whether the terminal contact switch of the vehicle is fully engaged with the arm, communication can be established through authentication.
위에서 언급한 팬터그래프를 이용한 충전시스템은 이용한 충전방식은 일반적으로 전기철도에서 사용되는 것으로 대용량의 전력을 전송할 수 있어 급속충전(빠른 충전)이 가능하고, 철도가 이동 중에도 충전이 가능하다는 장점이 있으나, 이를 전기차 또는 전기버스에 적용하기 위해서는 새로운 인프라를 구축해야 하고, 시스템을 구축하기 위해 전기차에 팬터그래프를 설치하는 경우 차량 무게가 증가하게 되고 차량 가격이 상승하게 된다는 문제점이 있다.The charging system using the pantograph mentioned above is generally used in electric railways, and has the advantage of being able to transmit large amounts of power, enabling rapid charging, and charging while the railway is in motion. In order to apply this to electric vehicles or electric buses, new infrastructure must be built, and when a pantograph is installed on an electric vehicle to build the system, there is a problem in that the weight of the vehicle increases and the price of the vehicle increases.
또한, 팬터그래프를 이용한 충전시스템은 별도의 프레임에 팬터그래프를 설치하는 경우 프레임을 설치하기 위한 여유 공간이 필요하므로 별도의 공간확보가 필요하며, 기존의 전기차 또는 전기버스의 차고지를 이용할 수 없고, 충전이 완료된 차량을 이동시키고 충전이 필요한 차량을 다시 배치해야 하므로 별도의 인력 및 시간이 투입되어야 하며, 팬터그래프는 가격이 높게 형성되어 있으므로 정지되어있는 상태의 전기차 또는 전기버스를 충전하기 위해 사용하기에는 경제성이 떨어진다는 문제점이 있다.In addition, the charging system using a pantograph requires extra space to install the frame when installing the pantograph on a separate frame, so it is necessary to secure a separate space, and the garage for existing electric vehicles or electric buses cannot be used, and charging is not possible. Since completed vehicles must be moved and vehicles requiring charging must be rearranged, separate manpower and time must be invested, and the price of pantographs is high, so it is not economically feasible to use them to charge electric vehicles or electric buses while they are stationary. There is a problem.
본 발명은 전기버스는 차고지의 특정 공간에 주차되어 있고 충전장치가 이동하며 해당 전기버스에 충전을 위한 전원을 공급함으로써 기존의 버스 차고지 등의 공간을 활용하여 차량 비운행 시간에 전기버스를 충전할 수 있는 전기버스 바닥 부분을 활용한 자동충전시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In the present invention, an electric bus is parked in a specific space of the garage, the charging device moves, and supplies power for charging to the electric bus, thereby utilizing spaces such as existing bus garages to charge the electric bus during vehicle non-operation time. The purpose is to provide an automatic charging system and method using the bottom part of an electric bus.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 주차장 또는 차고지에 정차되어 있는 전기 버스를 충전하기 위한 자동충전시스템으로서, 지면 아래 위치하고, 상기 충전장치를 이동시킬 수 있는 공간이 형성된 전원공급부; 상기 전원공급부에 내부에 이동 가능하게 설치되며, 전기 버스에 충전 전력을 공급하는 충전장치; 전기 버스의 하부에 설치되며, 상기 충전장치와 접촉하여 충전 전력을 공급받는 컨택트 바; 및 차량과 무선으로 연결되어 전기 버스의 충전상태에 관한 정보를 전송받고, 전기 버스의 충전상태에 따라 충전이 필요하다고 판단되면, 상기 충전장치가 전기 버스 하부로 이동하여 상기 컨택트 바에 접촉되도록 상기 전원공급부를 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 일 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention is an automatic charging system for charging an electric bus parked in a parking lot or garage, comprising: a power supply unit located below the ground and having a space for moving the charging device; a charging device that is movably installed inside the power supply unit and supplies charging power to the electric bus; A contact bar installed at the bottom of the electric bus and receiving charging power by contacting the charging device; And the power supply is wirelessly connected to the vehicle to receive information about the charging status of the electric bus, and when it is determined that charging is necessary according to the charging status of the electric bus, the charging device moves to the bottom of the electric bus and contacts the contact bar. One feature is that it includes a control unit that controls the supply unit.
바람직하게는, 상기 전원공급부는, 상기 충전장치를 수평으로 이동시킬 수 있는 레일; 상기 충전장치를 상하로 이동시키는 리프트; 및 상기 충전장치를 회전시키는 회전모듈;을 포함할 수 있다.Preferably, the power supply unit includes a rail capable of horizontally moving the charging device; A lift that moves the charging device up and down; and a rotation module that rotates the charging device.
바람직하게는, 상기 컨택트 바는, 전기버스에 개별적으로 마련되며, 무선통신 모듈을 포함하여 상기 제어부에 전기버스의 충전상태에 관한 정보를 전송할 수 있다.Preferably, the contact bar is individually provided on the electric bus and includes a wireless communication module to transmit information about the charging state of the electric bus to the control unit.
바람직하게는, 상기 제어부는, 충전 중인 전기버스의 충전이 완료되면 다른 전기버스를 충전시키기 위해 상기 전원공급부를 제어하여 상기 충전장치를 충전이 필요한 전기버스의 하부로 이동시킬 수 있다.Preferably, the control unit may control the power supply unit to charge another electric bus when charging of the electric bus being charged is completed and move the charging device to the lower part of the electric bus that needs to be charged.
바람직하게는, 상기 제어부는, 전기버스의 충전량, 운행시작 시간, 정차시간 중 적어도 어느 하나로 구성된 변수에 의해 전기버스의 충전 긴급도를 결정하고, 상기 긴급도에 따라 긴급도가 높은 순서대로 전기버스의 충전순서를 결정할 수 있다.Preferably, the control unit determines the charging urgency of the electric bus based on a variable consisting of at least one of the charging amount of the electric bus, operation start time, and stopping time, and according to the urgency, the electric bus is ordered in order of high urgency. The charging order can be determined.
바람직하게는, 상기 제어부는, 전기버스의 운행시작 시간을 1순위, 정차시간을 2순위, 충전량을 3순위로 하여 전기버스의 충전 긴급도를 결정할 수 있다.Preferably, the control unit may determine the urgency of charging the electric bus by placing the operation start time of the electric bus as the first priority, the stopping time as the second priority, and the charging amount as the third priority.
또한 본 발명은, 주차장 또는 차고지에 정차되어 있는 전기 버스를 충전하기 위한 자동충전방법에 있어서, 전기버스의 하부에 설치된 컨택트 바에 구비된 무선통신모듈을 통하여 충전가능 지역에 전기버스가 위치하였는지 판단하는 단계; 상기 무선통신모듈을 통하여 전기버스의 충전상태에 관한 정보를 수신하는 단계; 전기버스의 충전량, 운행시작 시간, 정차시간 중 적어도 어느 하나로 구성된 변수에 의해 전기버스의 충전 긴급도를 결정하고, 상기 긴급도에 따라 긴급도가 높은 순서대로 전기버스의 충전순서를 결정하는 단계; 및 충전이 결정된 전기버스의 하부로 충전장치가 이동하여 컨택트 바에 접촉하도록 전원공급부 및 상기 충전장치를 제어하는 단계;를 포함하는 것을 다른 특징으로 한다.In addition, the present invention relates to an automatic charging method for charging an electric bus stopped in a parking lot or garage, which determines whether the electric bus is located in a charging area through a wireless communication module provided in a contact bar installed at the bottom of the electric bus. step; Receiving information about the charging state of the electric bus through the wireless communication module; Determining the urgency of charging the electric bus based on a variable consisting of at least one of the charging amount, operation start time, and stopping time of the electric bus, and determining the charging order of the electric bus in order of high urgency according to the urgency; and controlling the power supply unit and the charging device so that the charging device moves to the lower part of the electric bus for which charging has been determined and contacts the contact bar.
바람직하게는, 상기 전기버스의 충전순서를 결정하는 단계는, 전기버스의 운행시작 시간을 1순위, 정차시간을 2순위, 충전량을 3순위로 하여 전기버스의 충전 긴급도를 결정활 수 있다.Preferably, in the step of determining the charging order of the electric bus, the urgency of charging the electric bus can be determined by setting the operation start time of the electric bus as the first priority, the stopping time as the second priority, and the charging amount as the third priority.
본 발명은 기존에 구축된 전기버스 차고지 등의 인프라를 활용할 수 있다는 이점이 있다.The present invention has the advantage of being able to utilize infrastructure such as existing electric bus depots.
또한, 본 발명은 전기버스의 하부에는 컨택트 바만 설치되고 지면 아래의 공간에 전원공급부를 설치하여 차량 무게 및 가격 증가가 발생하지 않는다는 이점이 있다.In addition, the present invention has the advantage that only the contact bar is installed at the bottom of the electric bus and the power supply unit is installed in the space below the ground, so that the weight and price of the vehicle do not increase.
또한, 본 발명은 전원공급부의 자동화를 통해 별도의 인력 및 시간이 투입되지 않고, 팬터그래프 이외에 유압장치 등을 활용할 수 있어 경제성 문제를 해결할 수 있다는 이점이 있다.In addition, the present invention has the advantage of solving the problem of economic feasibility by automating the power supply unit without requiring additional manpower and time, and by utilizing hydraulic devices in addition to the pantograph.
또한, 본 발명은 자동충전시스템을 구축하여 운전사가 완충까지 기다려야 하는 비효율성 문제를 해결할 수 있고, 차량의 운행이 끝난 심야시간 또는 휴게시간을 이용하여 전기버스를 자동으로 충전할 수 있다는 이점이 있다.In addition, the present invention has the advantage of establishing an automatic charging system to solve the inefficiency problem of drivers having to wait until fully charged, and to automatically charge electric buses using late-night hours or rest periods when the vehicle has finished driving. .
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기버스 바닥부분을 활용한 자동충전시스템의 구성도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전원공급부의 구성도를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시에에 따른 전기버스 바닥부분을 활용한 자동충전방법의 흐름도를 나타낸다.Figure 1 shows the configuration of an automatic charging system using the bottom of an electric bus according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 shows a configuration diagram of a power supply unit according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 shows a flowchart of an automatic charging method using the bottom of an electric bus according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명이 예시적 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일 참조부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부재를 나타낸다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited or limited by the exemplary embodiments. The same reference numerals in each drawing indicate members that perform substantially the same function.
본 발명의 목적 및 효과는 하기의 설명에 의해서 자연스럽게 이해되거나 보다 분명해 질 수 있으며, 하기의 기재만으로 본 발명의 목적 및 효과가 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.The purpose and effect of the present invention can be naturally understood or become clearer through the following description, and the purpose and effect of the present invention are not limited to the following description. Additionally, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of known techniques related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기버스 바닥부분을 활용한 자동충전시스템(10)의 구성도를 나타낸다. 도 1을 참조하면, 전기버스 바닥부분을 활용한 자동충전시스템(10)은 전원공급부(100), 충전장치(300), 컨택트 바(500), 및 제어부(700)를 포함할 수 있다. 자동충전시스템(10)은 주차장 또는 차고지에 정차된 전기 버스를 충전할 수 있다. 자동충전시스템(10)은 전원공급부(100)가 지면 아래에 설치되므로 복합터미널과 같이 지하 터미널에서 활용될 수 있다. 자동충전시스템(10)은 기존에 구축된 전기 버스 차고지, 터미널, 주차장 등의 인프라를 활용할 수 있다.Figure 1 shows the configuration of an automatic charging system 10 using the bottom part of an electric bus according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the automatic charging system 10 utilizing the bottom of an electric bus may include a power supply unit 100, a charging device 300, a contact bar 500, and a control unit 700. The automatic charging system 10 can charge an electric bus stopped in a parking lot or garage. The automatic charging system 10 can be used in underground terminals such as complex terminals because the power supply unit 100 is installed below the ground. The automatic charging system 10 can utilize existing infrastructure such as electric bus depots, terminals, and parking lots.
자동충전시스템(10)은 자동화를 통해 별도의 인력 및 시간이 투입되지 않고, 팬터그래프 이외에 유압장치 등을 활용할 수 있어 경제성 문제를 해결할 수 있다. 자동충전시스템(10)은 운전사가 전기 버스 완충까지 기다려야 하는 비효율성 문제를 해결할 수 있고, 차량의 운행이 끝난 심야시간 또는 휴게시간을 이용하여 전기버스를 자동으로 충전할 수 있는 환경을 제공할 수 있다.The automatic charging system 10 does not require additional manpower or time through automation, and can utilize hydraulic devices in addition to the pantograph, thereby solving the problem of economic feasibility. The automatic charging system 10 can solve the inefficiency problem of drivers having to wait for electric buses to be fully charged, and can provide an environment in which electric buses can be automatically charged using late-night hours or rest periods when the vehicle has finished driving. there is.
자동충전시스템(10)은 전기버스의 하부에 설치된 컨택트 바(500)가 설치되고 지면 아래의 공간에 전원공급부(100)가 설치되므로 설치 차량 무게 및 가격 증가가 발생하지 않는다. 자동충전시스템(10)은 전원공급부(1000의 자동화를 통해 별도의 인력 및 시간이 투입되지 않고, 팬터그래프 이외에 유압장치 등을 활용할 수 있어 경제성 문제를 해결할 수 있다.The automatic charging system 10 has a contact bar 500 installed at the bottom of the electric bus and a power supply unit 100 installed in the space below the ground, so there is no increase in the weight or price of the installed vehicle. The automatic charging system (10) does not require additional manpower and time through automation of the power supply unit (1000), and can utilize hydraulic devices in addition to the pantograph, thereby solving the problem of economic feasibility.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전원공급부(100)의 구성도를 나타낸다. 도 2를 참조하면, 전원공급부(100)는 레일(110), 리프트(130), 및 회전모듈(150)을 포함할 수 있다.Figure 2 shows a configuration diagram of the power supply unit 100 according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, the power supply unit 100 may include a rail 110, a lift 130, and a rotation module 150.
전원공급부(100)는 지면 아래 위치하고, 충전장치(100)를 이동시킬 수 있는 공간이 형성될 수 있다. 전원공급부(100)는 내부의 공간에 충전장치(100)를 내장할 수 있고, 내부의 공간에서 충전장치(100)를 이동시킬 수 있다.The power supply unit 100 is located below the ground, and a space in which the charging device 100 can be moved may be formed. The power supply unit 100 can embed the charging device 100 in its internal space, and can move the charging device 100 in its internal space.
전원공급부(100)는 차량의 위에 위치한 브릿지에 내장된 팬터그래프 충전장치를 이용하여 차량의 상부에서 차량을 충전하는 기존의 충전방식과는 달리 차전기 버스 하부 지면을 이용하여 충전장치가 아래에서 전기 버스에 접촉할 수 있도록 하는 공간을 제공할 수 있다. 전원공급부(100)는 지면 아래에 위치하여 기존의 차고지, 주차장 등을 활용할 수 있어, 공간적, 경제적 측면에서 이점을 제공할 수 있다.Unlike the existing charging method that charges the vehicle from the top of the vehicle using a pantograph charging device built into the bridge located above the vehicle, the power supply unit 100 uses the ground below the electric bus to charge the electric bus from below. It is possible to provide a space that allows contact. The power supply unit 100 is located below the ground and can utilize existing garages, parking lots, etc., providing advantages in terms of space and economy.
레일(110)은 충전장치(300)를 수평으로 이동시킬 수 있다. 레일(110)은 전기버스가 위치한 장소로 충전장치(100)를 위치시키기 위해 충전장치(100)를 수평으로 이동시킬 수 있다. 이때, 레일(110)은 지면 아래에 가로 방향 및 세로 방향으로 복수개 설치되어 충전장치(100)를 수평수직으로 이동시킬 수 있다.The rail 110 can move the charging device 300 horizontally. The rail 110 can move the charging device 100 horizontally to position the charging device 100 at a location where the electric bus is located. At this time, a plurality of rails 110 are installed below the ground in the horizontal and vertical directions so that the charging device 100 can be moved horizontally and vertically.
리프트(130)는 충전장치(300)를 상하로 이동시킬 수 있다. 리프트(130)는 전기버스의 하부에 위치한 충전장치(300)를 전기 버스 하부의 컨택트 바(500)에 접촉시키기 위해 충전장치(300)를 상하로 이동시킬 수 있다.The lift 130 can move the charging device 300 up and down. The lift 130 can move the charging device 300 located at the bottom of the electric bus up and down to bring it into contact with the contact bar 500 at the bottom of the electric bus.
회전모듈(150)은 충전장치(300)를 회전시킬 수 있다. 회전모듈(150)은 충전장치(300)를 컨택트 바(500)에 정확히 접촉시키기 위해 충전장치(300)를 360도로 회전시킬 수 있다. 충전장치(300)는 자체적으로 신장하거나 회전하여 전기 버스 하부의 컨택트 바(500)에 접촉될 수 있다.The rotation module 150 can rotate the charging device 300. The rotation module 150 can rotate the charging device 300 by 360 degrees in order to accurately contact the charging device 300 with the contact bar 500. The charging device 300 may extend or rotate on its own to contact the contact bar 500 at the bottom of the electric bus.
충전장치(300)는 전원공급부(100)에 내부에 이동 가능하게 설치되며, 전기 버스에 충전 전력을 공급할 수 있다. 충전장치(300)는 지면 아래에서 상승하여 전기 버스 하부의 컨택트 바(500)에 접촉될 수 있다. 충전장치(300)는 자체적인 신장에 의해서 상승 동작하거나 리프트(130)에 의해서 상승 동작할 수 있다.The charging device 300 is movably installed inside the power supply unit 100 and can supply charging power to the electric bus. The charging device 300 may rise from below the ground and contact the contact bar 500 at the bottom of the electric bus. The charging device 300 can move upward by its own extension or by the lift 130.
충전장치(300)는 자동충전시스템(10)의 필요에 따라 복수개 구비될 수 있다. 복수개의 충전장치(300)는 필요에 따라 동시다발적으로 복수개의 전기 버스를 충전할 수 있다. 충전장치(300)는 어느 하나의 전기버스 충전이 완료되면 제어부(700)의 제어에 따라 다른 전기버스를 충전하기 위해 이동될 수 있다.A plurality of charging devices 300 may be provided depending on the needs of the automatic charging system 10. The plurality of charging devices 300 can simultaneously charge a plurality of electric buses as needed. When charging of one electric bus is completed, the charging device 300 may be moved to charge another electric bus under the control of the control unit 700.
팬터그래프 충전장치는 전기철도 분야에서 대용량으로 전력을 공급하고 급속충전이 가능하며 철도가 이동 중에도 충전되게 하려고 고안된 것이다. 따라서, 팬터그래프 충전장치는 가격이 고가이고, 제작과 설치 장소에 제약이 따를 수 있다. 또한, 팬터그래프 충전장치를 이용한 충전은 기존에 구축된 인프라를 활용할 수 있으므로 현재 개발되고 있으나, 경제적 측면 공간적 측면에서는 이점이 크지 않다.The pantograph charging device is designed to supply large amounts of power in the electric railway field, enable rapid charging, and allow the railway to be charged while in motion. Therefore, the pantograph charging device is expensive and may have limitations in production and installation location. In addition, charging using a pantograph charging device is currently being developed because it can utilize existing infrastructure, but the advantages in terms of economics and space are not significant.
본 발명의 실시예에 따른 충전장치(300)는 팬터그래프 충전방식을 사용하지 않고, 저렴한 비용으로 제작, 공급 가능한 일반 전기 차량 등에 사용되는 충전방식으로 구성될 수 있다. 충전장치(300)는 상하로 이동할 수 있도록 유압식 실린더를 포함할 수 있다. 충전장치(3000는 전원공급부(100)의 리프트(130)에 의해 상하로 이동될 수 있다.The charging device 300 according to an embodiment of the present invention does not use a pantograph charging method, but may be configured with a charging method used in general electric vehicles that can be manufactured and supplied at low cost. The charging device 300 may include a hydraulic cylinder so that it can move up and down. The charging device 3000 can be moved up and down by the lift 130 of the power supply unit 100.
컨택트 바(500)는 전기 버스의 하부에 설치되며, 충전장치(300)와 접촉하여 충전 전력을 공급받을 수 있다.The contact bar 500 is installed at the bottom of the electric bus and can receive charging power by contacting the charging device 300.
컨택트 바(500)는 전기버스에 개별적으로 마련되며, 무선통신 모듈을 포함하여 상기 제어부에 전기버스의 충전상태에 관한 정보를 전송할 수 있다. 컨택트 바(500)가 장착된 전기버스만이 자동충전시스템(10)에서 충전이 가능하다.The contact bar 500 is individually provided on the electric bus and includes a wireless communication module to transmit information about the charging state of the electric bus to the control unit. Only electric buses equipped with the contact bar 500 can be charged in the automatic charging system 10.
제어부(700)는 차량과 무선으로 연결되어 전기 버스의 충전상태에 관한 정보를 전송받고, 전기 버스의 충전상태에 따라 충전이 필요하다고 판단되면, 충전장치(300)가 전기 버스 하부로 이동하여 컨택트 바(500)에 접촉되도록 전원공급부(100)를 제어할 수 있다.The control unit 700 is wirelessly connected to the vehicle and receives information about the charging state of the electric bus. When it is determined that charging is necessary according to the charging state of the electric bus, the charging device 300 moves to the bottom of the electric bus and makes contact. The power supply unit 100 can be controlled to contact the bar 500.
제어부(700)는 충전 중인 전기버스의 충전이 완료되면 다른 전기버스를 충전시키기 위해 전원공급부(100)를 제어하여 충전장치(300)를 충전이 필요한 전기버스의 하부로 이동시킬 수 있다.When the charging of the electric bus being charged is completed, the control unit 700 can control the power supply unit 100 to move the charging device 300 to the lower part of the electric bus that needs to be charged in order to charge other electric buses.
제어부(700)는 전기버스의 충전량, 운행시작 시간, 정차시간 중 적어도 어느 하나로 구성된 변수에 의해 전기버스의 충전 긴급도를 결정하고, 긴급도에 따라 긴급도가 높은 순서대로 전기버스의 충전순서를 결정할 수 있다.The control unit 700 determines the charging urgency of the electric bus based on a variable consisting of at least one of the charging amount, operation start time, and stopping time of the electric bus, and determines the charging order of the electric bus in order of high urgency according to the urgency. You can decide.
제어부(700)는 전기버스의 운행시작 시간을 1순위, 정차시간을 2순위, 충전량을 3순위로 하여 전기버스의 충전 긴급도를 결정할 수 있다.The control unit 700 can determine the urgency of charging the electric bus by placing the operation start time of the electric bus as the first priority, the stopping time as the second priority, and the charging amount as the third priority.
도 3은 본 발명의 실시에에 따른 전기버스 바닥부분을 활용한 자동충전방법의 흐름도를 나타낸다. 도 3을 참조하면, 자동충전방법은 전기버스의 하부에 설치된 컨택트 바에 구비된 무선통신모듈을 통하여 충전가능 지역에 전기버스가 위치하였는지 판단하는 단계, 무선통신모듈을 통하여 전기버스의 충전상태에 관한 정보를 수신하는 단계, 전기버스의 충전량, 운행시작 시간, 정차시간 중 적어도 어느 하나로 구성된 변수에 의해 전기버스의 충전 긴급도를 결정하고, 상기 긴급도에 따라 긴급도가 높은 순서대로 전기버스의 충전순서를 결정하는 단계, 및 충전이 결정된 전기버스의 하부로 충전장치가 이동하여 컨택트 바에 접촉하도록 전원공급부 및 상기 충전장치를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.Figure 3 shows a flowchart of an automatic charging method using the bottom of an electric bus according to an embodiment of the present invention. Referring to Figure 3, the automatic charging method includes the steps of determining whether the electric bus is located in a charging area through a wireless communication module provided in a contact bar installed at the bottom of the electric bus, and determining the charging status of the electric bus through the wireless communication module. Step of receiving information, determining the urgency of charging the electric bus based on variables consisting of at least one of the charging amount of the electric bus, operation start time, and stopping time, and charging the electric bus in order of high urgency according to the urgency. It may include determining the order, and controlling the power supply unit and the charging device so that the charging device moves to the bottom of the electric bus for which charging has been determined and contacts the contact bar.
전기버스의 충전순서를 결정하는 단계는 전기버스의 운행시작 시간을 1순위, 정차시간을 2순위, 충전량을 3순위로 하여 전기버스의 충전 긴급도를 결정할 수 있다.The step of determining the charging order of the electric bus is to determine the urgency of charging the electric bus by placing the operation start time of the electric bus as 1st priority, the stopping time as 2nd priority, and the charging amount as 3rd priority.
이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리 범위는 설명한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 특허청구범위와 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태에 의하여 정해져야 한다.Although the present invention has been described in detail through representative embodiments above, those skilled in the art will understand that various modifications can be made to the above-described embodiments without departing from the scope of the present invention. will be. Therefore, the scope of rights of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined not only by the claims described later, but also by all changes or modified forms derived from the claims and the concept of equivalents.
10 : 자동충전시스템
100 : 전원공급부
110 : 레일
130 : 리프트
150 : 회전모듈
300 : 충전장치
500 : 컨택트 바
700 : 제어부10: Automatic charging system
100: Power supply unit
110: rail
130: lift
150: Rotation module
300: Charging device
500: contact bar
700: Control unit
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| KR102776536B1 KR102776536B1 (en) | 2025-03-10 |
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