(57)【要約】【課題】太陽熱エネルギーや既存の電気エネルギーなどを利用して複数個の充電池を交互に自動で充電することができる自動充電システムを提供する。【解決手段】本発明による自動充電システムは、太陽光エネルギー発電、ＡＣ（Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ Ｃｕｒｒｅｎｔ）電源、ＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）電源の少なくとも一つを利用して充電のための電源を供給する電源供給部と、前記電源供給部から提供される電源を複数個の充電池のうち一つに提供するように選択する充電選択部と、前記充電選択部で選択された充電池に対して充電を遂行する充電遂行部、及び前記充電遂行部で現在充電中の充電池の充電が完了すると、次の充電池を充電するように前記充電選択部を制御する制御部と、を含むことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動充電システムにおいて、
太陽光エネルギー発電、ＡＣ電源、ＤＣ電源の少なくとも一つを利用して充電のための電源を供給する電源供給部と、
前記電源供給部から提供される電源を複数個の充電池のうち一つに提供するように選択する充電選択部と、
前記充電選択部で選択された充電池に対して充電を遂行する充電遂行部と、
前記充電遂行部で現在充電中の充電池の充電が完了すると、次の充電池を充電するように前記充電選択部を制御する制御部と、
を含むことを特徴とする自動充電システム。
【請求項２】
前記充電選択部は
前記充電遂行部に備えられた複数個のプラス端子に対応する複数個のプラス端子が形成された円形板と、
前記円形板の複数個のプラス端子のうち一つを前記電源供給部のプラス端子と選択的に接続する端子選択器、及び
前記制御部の制御下で前記端子選択器を所定の角度回転させるモータと、を含むことを特徴とする請求項１に記載の自動充電システム。
【請求項３】
前記充電選択部は、電子的スイッチを利用して前記電源供給部のプラス端子を前記充電遂行部に備えられた複数個のプラス端子のうち一つと電気的に接続させることを特徴とする請求項１に記載の自動充電システム。
【請求項４】
前記電源供給部は、
太陽光発電を遂行する少なくとも一つのソーラセルと、
前記少なくとも一つのソーラセルが備えられた集光板と、
前記集光板の集光方向を調節する集光方向調節器と、を含むことを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の自動充電システム。
【請求項５】
前記充電遂行部は、現在充電中の充電池の充電状態を示す表示部を含むことを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の自動充電システム。
【請求項６】
前記制御部は、前記充電遂行部に備えられた複数個の充電池を順次充電するように前記充電選択部を制御することを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の自動充電システム。
【請求項７】
自動充電システムにおいて、
太陽光発電を遂行する少なくとも一つのソーラセルと、
前記少なくとも一つのソーラセルが備えられた集光板と、
前記集光板の集光方向を調節する集光方向調節器と、
複数個の充電池のプラス端子及びマイナス端子に対応する複数個のプラス端子及びマイナス端子が形成された円形板と、
前記少なくとも一つのソーラセルのプラス端子及びマイナス端子を前記円形板の複数個のプラス端子及びマイナス端子のうち一対のプラス端子及びマイナス端子と選択的に接続する端子選択器と、
前記端子選択器を所定の角度回転させるモータと、
現在充電中の充電池の充電が完了すると、次の充電池を充電するように前記モータを制御する制御部と、
を含むことを特徴とする自動充電システム。
【請求項８】
現在充電中の充電池の充電状態を示す表示部をさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の自動充電システム。
【請求項９】
前記制御部は、前記複数個の充電池を順次充電するように前記モータを制御することを特徴とする請求項７または８に記載の自動充電システム。
【請求項１０】
前記少なくとも一つのソーラセルの上部に備えられる熱線をさらに含むことを特徴とする請求項７または８に記載の自動充電システム。
【請求項１１】
前記少なくとも一つのソーラセルの表面を清掃するためのブラシをさらに含むことを特徴とする請求項７または８に記載の自動充電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動充電システムに係り、より詳しくは、太陽光などを利用して生成された電力を用いて複数個の充電池に交互に自動で充電することができる自動充電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
地球温暖化現象がますます深刻化していくにつれ、全世界的にエコグリーン政策を樹立しその実践に努力しており、その一環として自動車分野においてガソリンやディーゼルなどのような化石燃料に代えて、炭素を排出しない電気エネルギーを利用した自動車の開発に拍車をかけている。
【０００３】
しかし、電気自動車の場合は、充電池（バッテリー）に貯蔵されている電気エネルギーの使用に伴い再充電をしなければならないが、現在としては、充電を行うためのインフラが非常に不足しており、且つ充電時間が長くかかるという短所がある。
【０００４】
これを解決するためには、現在のガソリンスタンドのように電気エネルギーを充電することができる充電スタンドを多くの所に設置しなければならず、また、充電池の充電容量もより多くの電気エネルギーが充電できるように高めなければならないが、このような事項は、電気自動車の普及が増大しバッテリー技術が発展するにつれて近い未来に解決されるものと推察される。
【０００５】
しかしながら、かかる技術発展の展望にもかかわらず、充電池の充電時間を現在の注油時間程度に短縮することは決して容易なことではなく、これは、依然として電気自動車が不便であるという致命的な短所として作用する。
【０００６】
そこで、前述した短所を克服し且つ電気自動車の活用度と普及率を一層高めることができる新規な方案が求められている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、前述したような問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、太陽熱エネルギーや既存の電気エネルギーなどを利用して複数個の充電池を交互に自動で充電することができる自動充電システムを提供することである。
【０００８】
本発明の他の目的は、任意の充電池の充電が完了すると次の充電池の充電を自動で遂行する自動充電システムを提供することである。
本発明のまた他の目的は、電気自動車のための充電スタンドで複数個の充電池を順次予め充電しておいた後、電気自動車の充電池を一々充電せずに車両の充電池だけを交換すれば済むようにする自動充電システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の一形態による自動充電システムは、太陽光エネルギー発電、ＡＣ（Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ Ｃｕｒｒｅｎｔ：交流）電源、ＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ：直流）電源の少なくとも一つを利用して充電のための電源を供給する電源供給部と、上記電源供給部から提供される電源を複数個の充電池のうち一つに提供するように選択する充電選択部と、上記充電選択部で選択された充電池に対して充電を遂行する充電遂行部と、上記充電遂行部で現在充電中の充電池の充電が完了すると、次の充電池を充電するように上記充電選択部を制御する制御部と、を含むことを特徴とする。
【００１０】
そして、本発明の他の形態による自動充電システムは、太陽光発電を遂行する少なくとも一つのソーラセルと、上記少なくとも一つのソーラセルが備えられた集光板と、上記集光板の集光方向を調節する集光方向調節器と、複数個の充電池のプラス端子（（＋）端子）及びマイナス端子（（−）端子）に対応する複数個の（＋）端子及び（−）端子が形成された円形板と、上記少なくとも一つのソーラセルの（＋）端子及び（−）端子を上記円形板の複数個の（＋）端子及び（−）端子のうち一対の（＋）端子及び（−）端子と選択的に接続する端子選択器と、上記端子選択器を所定の角度回転させるモータと、現在充電中の充電池の充電が完了すると、次の充電池を充電するように前記モータを制御する制御部と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、太陽熱エネルギーや既存の電気エネルギーなどを利用して複数個の充電池を交互に自動で充電することができるという効果を奏する。
そして、本発明によれば、既存の並列で複数個の充電池を充電するシステムとは異なって、任意の充電池の充電が完了すると次の充電池を充電することで効率よく充電を行うことができるという効果を奏する。
【００１２】
また、本発明によれば、車両充電スタンドで電気自動車の充電池を一々充電せずに車両の充電池だけを交換すれば済むようにすることで充電スタンドでの車両の充電にかかる時間を画期的に短縮し、電気自動車の活用度と普及率を高めることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態による自動充電システムの構成図である。
【図２】本発明による電源供給部の一例としてソーラセルを利用して充電用電源を供給する構成を例示した図である。
【図３】本発明による電源供給部の他の例としてソーラセルを利用して充電用電源を供給する構成を例示した図である。
【図４】本発明による充電選択部と充電遂行部の構成を例示した図である。
【図５】図４のＡ−Ａ'線に沿う断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付の図面及び好適な実施形態を参照して本発明について詳しく説明する。なお、下記説明において本発明の要旨を曖昧にし得る公知の機能や構成についての詳細な説明は省略することにする。
【００１５】
先ず、図１は、本発明の一実施形態による自動充電システムの構成図である。
図１を参照すると、本発明の一実施形態による自動充電システム１１０は、電源供給部１１０、充電選択部１２０、充電遂行部１３０、制御部１４０などを含む。
【００１６】
これを詳述すると、先ず、電源供給部１１０は、充電池を充電する電源（電力）を供給する。電源供給部１１０は、例えば、太陽光発電を利用して電源（電力）を供給したり、潮力や風力発電を利用して電源（電力）を供給したりすることができ、また家庭向けや企業向けの既存の電力システム（例えば、ＡＣ（（Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ Ｃｕｒｒｅｎｔ：交流））電源や、ＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ：直流）電源）を利用して電源（電力）を供給することができる。そのうち、電源供給部１１０が太陽光発電を利用して電源（電力）を供給する場合には、ソーラセル（ｓｏｌａｒ ｃｅｌｌ）などのような太陽光発電装置を含むように構成されていてもよく、また、電源供給部１１０が既存の電力システムを利用して電源（電力）を供給する場合には、既存の電力システムに接続された（＋）、（−）端子、交流を直流に変換させるための整流回路、及び電圧を上昇または下降させるための変圧器などを含むように構成されていてもよい。
【００１７】
参考として、図２及び図３は、電源供給部１１０の例としてソーラセルを利用して充電用電源を供給する構成を例示した図である。
図２を参照すると、本発明の一実施形態による電源供給部１１０は、集光板１１１、ソーラセル１１２、集光方向調節器１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ、１１３ｄなどで構成される。
【００１８】
集光板１１１は、太陽光を集めるための（すなわち、集光するための）板であり、集光板１１１上には太陽熱エネルギーを電気エネルギーに変換するためのソーラセル１１２が備えられる。ソーラセル１１２が備えられた集光板１１１は、図２及び図３に示したフラットパネル形態の他にも半球状、半円筒状、三角筒状、及び菱形筒状などの多様な形態を有することができ、また、集光板１１１とソーラセル１１２は、前述した形態を有する構造が複数結合されて集光効率を一層高めることができる。
【００１９】
一方、本発明の好適な実施形態によれば、ソーラセル１１２が備えられた集光板１１１は、太陽光を最大に集光し太陽光発電の効率を向上させるように、太陽の位置変化に対応して集光方向が変更される。すなわち、集光板１１１は、その表面に入射する太陽光の入射角が最大（理想的には直角）になることで太陽光の集光率を極大化させるために、太陽の位置に応じて集光方向が変更される。例えば、太陽は東から浮かんできて西の方に沈むため、本発明の集光板１１１は、朝方には東向きに位置し時間が経つにつれてその向きが変更され、夕方には西向きに位置するように変更される。
【００２０】
このために、図２に示すように、集光板１１１の縁部には４つの集光方向調節器１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ、１１３ｄが備えられ、これら４つの集光方向調節器１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ、１１３ｄが太陽の位置に応じてそれぞれの高さを調節することで集光板１１１の集光方向を調節し、最大の太陽光が入射できるようにする。
【００２１】
図３は、図２に示す集光方向調節器１１３ａ〜ｄとは異なる形態の集光方向調節器１１４を利用して、電源供給部１１０の集光板１１１の集光方向を調節することを示す図である。図２の集光方向調節器１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ、１１３ｄと比較してみると、図３の集光方向調節器１１４は、高さの調節だけではなく傾斜角や回転角の調節も可能な形態であり、これにより、同様に集光板１１１の集光方向を調節することで最大の太陽光が入射できるようにする。
【００２２】
参考として、図２及び図３における集光方向調節器１１３ａ〜ｄの駆動は、既存の公知された技術（例えば、モータなど）を利用して遂行でき、よって、集光方向調節器１１３ａ〜ｄの具体的な駆動についての詳細な説明は省略することにする。
【００２３】
また、本発明の好適な実施形態によれば、冬季に雪がソーラセル１１２に積もる場合、これを溶かすためにソーラセル１１２の上部には熱線（図示せず）が備えられる。そして、ソーラセル１１２の表面に異物が積もることを防止するためにソーラセル１１２の表面を清掃するためのブラシ（図示せず）が備えられていてもよい。この場合、ブラシは、例えば、長い棒状に形成され、電動で上下または左右方向に動くことでソーラセルの表面全体を清掃するように構成すればよい。
【００２４】
一方、図４は、本発明による充電選択部１２０と充電遂行部１３０の構成を例示した図面である。そして、図５は、図４のＡ-Ａ'線に沿う断面図である。
図４を参照すると、充電選択部１２０は、複数個の充電池のうちいずれを充電するかを選択し、充電遂行部１３０は、充電選択部１２０で選択された充電池に対して充電を遂行する。
【００２５】
参考として、本発明は、既存の複数の充電池を並列的な形態で同時に充電する充電システムとは異なって、一つの充電池に対する充電を完了した後に次の充電池を充電する。このような方式を採択する理由は、先に電気自動車の充電と関連して言及したところのように充電時間を極力減らすためであって、これは、特に太陽光発電だけを利用することで電源（電力）供給が不足な場合（すなわち、既存の電力システムを利用しない場合）にできる限り迅速に充電を行うためである。付言すると、本発明の場合、基本的には電気自動車の充電時間を短縮させるために創案されたものであるが、本発明の適用にあたっては、太陽光エネルギーのようなエコエネルギーを最大限活用しようとする意図もあり、また本発明の自動充電システムが必ずしも電気自動車の充電にだけ適用されるものではないので（すなわち、多様な分野に適用できるので）、本発明は、既存の並列的な充電方式とは異なって、充電池を一つずつ充電する方式を採択した。
【００２６】
図４及び図５を参照すると、本発明の一実施形態による充電選択部１２０は、円形板１２４上に複数個の（＋）端子（プラス端子）１２５ａ、１２５ｂ、…が形成され、また円形板１２４の中央には上記複数個の（＋）端子１２５ａ、１２５ｂ、…のうち一つを選択することができる端子選択器１２３が形成される。そして、同様に円形板１２４の中央には（−）端子（マイナス端子）１２１が形成され、上記（−）端子１２１と端子選択器１２３を電気的に隔離させる絶縁部１２２とが形成される。参考として、絶縁部１２２と円形板１２４とは不導体であって、これらは合成樹脂などで形成すればよい。
【００２７】
上記端子選択器１２３は、任意の充電池の充電が完了した場合、次の充電池を充電するために所定の角度回転し（図４では、４５゜）、これにより、例えば、第１（＋）端子１２５ａから第２（＋）端子１２５ｂへとその接触が変更され、充電対象が第１の充電池１３１ａから第２の充電池１３１ｂへと変更されて充電が遂行される。ここで、端子選択器１２３の回転は、制御部１４０がモータ（図示せず）などのような駆動手段を制御して遂行すればよい。
【００２８】
参考として、図４及び図５は、電源供給部１１０からの電源（電力、すなわち、電気エネルギー）を、端子選択器１２３が制御部１４０の制御下に自動で所定の角度回転することで選択した（＋）端子１２５ａ、１２５ｂに供給することをより容易に理解させるために簡略に図式化したものであって、実際の具現にあたっては、例えば、（−）端子１２１が円形板１２４の中央上に形成される必要はなく、円形板１２４の下にだけ形成されて充電遂行部１３０の（−）端子と電気的に接続されていてもよい。
【００２９】
また、充電選択部１２０は、前述した機械的な方式の他にもスイッチなどを使用して電子的な方式で（＋）端子１２５ａ、１２５ｂを選択するように実現することもできる。スイッチなどを利用して電子的な方式で（＋）端子１２５ａ、１２５ｂを選択することは、公知の技術を利用してなし得るので、その詳細な説明は省力することにする。
【００３０】
一方、充電遂行部１３０は、複数個の充電池を順次充電できるように（＋）端子と（−）端子を備え、また、充電池が安定して設置できるようにこれに対応する形状を有する。また、好ましくは、充電遂行部１３０は、それぞれの充電池の充電状態を表示する表示部１３２ａ、１３２ｂを備えることでユーザが充電状態を容易に目視できるようにする。
【００３１】
また、図４を参照すると、第１の充電池１３１ａは、充電選択部１２０の第１の（＋）端子１２５ａに接続され、第２の充電池１３１ｂは、充電選択部１２０の第２の（＋）端子１２５ｂに接続されていることが分かるが、制御部１４０は、例えば、第１の充電池１３１ａの充電が完了した場合、端子選択器１２３を所定の角度回転させて第２の（＋）端子１２５ｂに接触させることで第２の充電池１３１ｂの充電を遂行するようになる。
【００３２】
最後に、制御部１４０は、電源供給部１１０、充電選択部１２０、充電遂行部１３０を制御して一つの充電池の充電が完了すると次の充電池を充電することで順次充電が遂行できるようにする。すなわち、制御部１４０は、充電遂行部１３０に備えられた充電池１３１ａ、１３１ｂの充電状態を検知し、任意の充電池の充電が完了すると充電選択部１２０を制御することで次の充電池の充電が遂行できるようにする。また、制御部１４０は、前述した電源供給部１１０の集光方向調節器１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ、１１３ｄ、１１４を制御して太陽光が最大に入射できるように集光板１１１の集光方向を調節する。上記制御部１４０は、コントローラーなどで構成することが好ましいが、機械及び電気的なメカニズムを通じて他の多様な方式にて構成することもできる。
【００３３】
参考として、充電池（ｒｅｃｈａｒｇｅａｂｌｅ ｂａｔｔｅｒｙ）としては、鉛蓄電池、ニッケル・カドミウム（ＮｉＣｄ）電池、ニッケル水素（ＮｉＭＨ）電池、リチウムイオン（Ｌｉ−ｉｏｎ）電池、リチウムイオンポリマー（Ｌｉ−ｉｏｎ ｐｏｌｙｍｅｒ）電池などを使用することができる。
【００３４】
以上、本発明の好適な実施形態について詳しく説明したが、本発明の属する技術分野における当業者ならば、本発明の技術的思想や必須特徴を変更することなく他の具体的な各種の形態で実施することができることから、上述した実施形態はすべての面において例示的なもので、本発明を限定するためのものではないことと理解されるべきである。
【００３５】
また、本発明の範囲は上記詳細な説明よりは特許請求の範囲によって特定されるべきであり、特許請求の範囲の意味及び範囲、並びにその等価概念から導出されるすべての変更または変形された形態は本発明の範囲に含まれることと解釈されるべきである。
【符号の説明】
【００３６】
１００  自動充電システム
１１０  電源供給部
１１１  集光板
１１２  ソーラセル
１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ、１１３ｄ、１１４  集光方向調節器
１２０  充電選択部
１３０  充電遂行部
１４０  制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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