(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第２電柱に設置され、配電線路に連携された変圧器；
地中に設置され、前記変圧器により変換された電源を充電用電源に変換するコンバータ；
前記コンバータから分離され第１電柱に設置されて前記コンバータから前記充電用電源が供給され、前記充電用電源を電気車に供給するように構成された充電装置；および
地中を通じて前記コンバータと前記充電装置を電気的に連結する地中ケーブル；
を含む、電気車充電システム。
【請求項２】
前記変圧器により変換された電源を急速充電用電源に変換し、前記急速充電用電源を前記充電装置に供給する第２コンバータをさらに含む、請求項１に記載の電気車充電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はコンバータ分離型電気車充電システムおよび電柱に設置された電気車充電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近では、化石燃料の枯渇問題と化石燃料の使用過多による大気環境汚染問題の深刻化につれて、再生可能な新再生エネルギーの使用と、環境に優しい運送手段についての研究と開発が全世界的に活発に行われている。このような環境に優しい運送手段として電気車（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｖｅｈｉｃｌｅ、ＥＶ）が注目を集めている。電気車充電インフラの拡散は電気車が広く普及されるために欠かせないものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、重量または体積が相対的に大きいコンバータを充電装置から分離することで、電気車充電装置が電柱に設置され易い環境を提供することによって、電気車充電インフラの拡散に一助できる電気車充電システムおよび電柱に設置された電気車充電装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一実施例に係る電気車充電システムは、配電線路に連携された変圧器；前記変圧器により変換された電源を充電用電源に変換するコンバータ；および前記コンバータから分離され電柱に設置されて、前記コンバータから前記充電用電源が供給されて前記充電用電源を電気車に供給するように構成された充電装置；を含むことができる。
【０００５】
例えば、前記コンバータは前記電柱または第２電柱において前記充電装置が設置された位置より高い位置に設置され得る。
【０００６】
例えば、前記変圧器は第２電柱に設置され、前記コンバータは前記第２電柱に設置され得る。
【０００７】
例えば前記電気車充電システムは、地中を通じて前記コンバータと前記充電装置を電気的に連結する地中ケーブルをさらに含み、前記変圧器は第２電柱に設置され、前記コンバータは前記電柱および前記第２電柱に離隔して設置され得る。
【０００８】
例えば、前記コンバータは地中に設置され得る。
【０００９】
例えば前記電気車充電システムは、前記変圧器により変換された電源を急速充電用電源に変換し、前記急速充電用電源を前記充電装置に供給する第２コンバータをさらに含むことができる。
【００１０】
本発明の一実施例に係る電柱に設置された電気車充電装置は、電気車に充電用電源を供給するように構成された第１ポートと、配電線路に連携された変圧器により変換された電源を充電用電源に変換する外部のコンバータから前記充電用電源が供給されるように構成された第２ポートを有し、電柱に設置されるように構成された外箱；および前記第１ポートと前記第２ポート間の開閉状態をスイッチングする遮断部；を含むことができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の一実施例に係るコンバータ分離型電気車充電システムおよび電柱に設置された電気車充電装置は、電気車充電装置が電柱に設置され易い環境を提供することによって、電気車充電インフラの拡散に一助することができる。
【００１２】
また、本発明の一実施例に係るコンバータ分離型電気車充電システムおよび電柱に設置された電気車充電装置は、多様な充電モードを安定的に支援しながらも安定した構造を有することができ、コンバータの拡張が容易な構造を有することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施例に係る電気車充電システムを示した図面である。
【図２】本発明の一実施例に係る電気車充電システムのコンバータの配置を例示した図面である。
【図３】本発明の一実施例に係る電気車充電システムのコンバータの配置を例示した図面である。
【図４】本発明の一実施例に係る電気車充電システムのコンバータの配置を例示した図面である。
【図５】本発明の一実施例に係る電柱に設置された電気車充電装置を示したブロック図である。
【図６】本発明の一実施例に係る電柱に設置された電気車充電装置を具体的に例示したブロック図である。
【図７ａ】図１および図６に図示された知能型分電盤の構造を例示した図面である。
【図７ｂ】図１および図６に図示された知能型分電盤の構造を例示した図面である。
【図７ｃ】図１および図６に図示された知能型分電盤の構造を例示した図面である。
【図７ｄ】図１および図６に図示された知能型分電盤の構造を例示した図面である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
後述する本発明についての詳細な説明は、本発明が実施され得る特定の実施例を例示として図示する添付図面を参照する。本発明の多様な実施例は互いに異なるが相互に排他的である必要はないことが理解されるべきである。例えば、ここに記載されている特定の形状、構造および特性は、一実施例に関連して本発明の精神および範囲を逸脱することなく他の実施例に具現され得る。また、それぞれの開示された実施例内の個別の構成要素の位置または配置は、本発明の精神および範囲を逸脱することなく変更され得ることが理解されるべきである。したがって、後述する詳細な説明は限定的な意味ではなく、本発明の範囲は、適切に説明されるのであれば、その請求項が主張するものと均等なすべての範囲とともに添付された請求項によってのみ限定される。図面において類似する参照符号は多様な側面に亘って同一または類似する機能を指し示す。
【００１５】
以下では、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が本発明を容易に実施できるようにするために、本発明の実施例に関して添付された図面を参照して詳細に説明することにする。
【００１６】
図１は、本発明の一実施例に係る電気車充電システムを示した図面である。
【００１７】
図１を参照すると、本発明の一実施例に係る電気車充電システムは、電気車充電装置１００、知能型分電盤１８０、データ集中処理装置２１０、変圧器（図示されず）を含むことができ、電柱１０、配電線路２０、駐車空間３０、車両衝突防止用ボラード４０、車両ストッパー５０、充電スタンド表示板６０、映像装置７０を含む電気車充電スタンドに備えられ得る。ここで、電柱１０は電信柱に限定されず、電気車充電装置１００がぶら下がり得、電気エネルギーが配電線路から供給されて電気車充電装置１００に伝達される環境を提供できる柱を意味する。
【００１８】
電気車充電装置１００は、電柱１０に設置され、変圧器から電源が供給されて電気車３００を充電するように構成され得る。例えば、前記電気車充電装置１００は電源ケーブル１９０を通じて配電線路２０に電気的に連結されることによって供給を受けることができる。
【００１９】
ここで、変圧器は配電線路２０に連携されて高圧の電力を低圧の電源に変換することができる。例えば、前記変圧器は電柱１０または第２電柱（図示されず）上に設置された柱上変圧器で具現され得、車道や歩道の周囲に設置された地上変圧器で具現されてもよい。
【００２０】
データ集中処理装置２１０は、前記変圧器の電流、電圧または電力データを収集し処理して負荷量情報を生成することができる。ここで、前記負荷量情報は前記変圧器によって変換される総電力量と定義され得る。前記変圧器の負荷量が大きい場合、前記変圧器の寿命は減少し得、前記変圧器の損傷頻度は高くなり得、前記変圧器から電気車充電装置１００に供給される電源は不安定となり得る。
【００２１】
知能型分電盤１８０は、前記負荷量情報が伝達され、前記負荷量情報に対応する負荷量が基準負荷量より大きい場合、電気車充電装置１００を非活性化させることができる。非活性化された電気車充電装置１００は一時的に充電を中断することができる。
【００２２】
これに伴い、前記変圧器の寿命は延長され得、前記変圧器の損傷頻度は減少し得、前記変圧器から電気車充電装置１００に供給される電源は安定化され得る。
【００２３】
一方、設計により、前記知能型分電盤１８０と電気車充電装置１００は一体化され得る。すなわち、電気車充電システムが知能型分電盤１８０を含まない場合、前記電気車充電装置１００は知能型分電盤１８０の役割を、代わりに遂行してもよい。
【００２４】
一方、前記変圧器によって変換された電源は以下で説明するコンバータによって、電気車３００に供給される前に少なくとも一度さらに変換され得る。設計により、前記コンバータは電気車充電装置１００に含まれ得、下記の説明のように電気車充電装置１００から分離され得る。
【００２５】
図２は、本発明の一実施例に係る電気車充電システムのコンバータの配置を例示した図面である。
【００２６】
図２を参照すると、配電線路２０に連携された変圧器により変換された電源を充電用電源に変換するコンバータ２５０は、電気車充電装置１００から分離されて電柱１０に設置され得る。
【００２７】
通常的に、コンバータ２５０は電気車充電装置１００に比べて相対的に大きい重量または体積を有し得る。したがって、コンバータ２５０が分離された電気車充電装置１００は小型化され得、電柱１０に設置されても風圧や外部衝撃に耐え得る程度の耐久度を確保することができる。
【００２８】
このように、耐久度が向上した電気車充電装置１００は多様な種類または設置年数の電柱に対して容易に設置され得る。したがって、本発明の一実施例に係る電気車充電システムおよび電気車充電装置１００は、電柱に設置されやすい環境を提供するため、電気車充電インフラの拡散に一助することができる。
【００２９】
例えば、前記コンバータ２５０は電柱１０において電気車充電装置１００が設置された位置より高い位置に設置され得る。これに伴い、電柱１０は電気車充電装置１００とコンバータ２５０が設置されるにも関わらず、安定して重心を取ることができる。
【００３０】
一方、前記コンバータ２５０は多様な充電モードを安定的に支援するために２個以上で具現されてもよい。前記コンバータ２５０が２個以上で具現される場合、電気車充電装置１００は多様な充電モードを安定的に使用することができ、前記コンバータ２５０の増加する重量または体積を分散することができる。
【００３１】
例えば、前記コンバータ２５０は変圧器により変換された電源を緩速充電用電源に変換し、前記緩速充電用電源を電気車充電装置１００に供給する第１コンバータと、変圧器により変換された電源を急速充電用電源に変換し、前記急速充電用電源を電気車充電装置１００に供給する第２コンバータを含むことができる。
【００３２】
これに伴い、前記コンバータ２５０は電気車充電装置１００に多様な充電モードを安定して支援しながらも安定して電柱１０に設置され得る。
【００３３】
図３は、本発明の一実施例に係る電気車充電システムのコンバータの配置を例示した図面である。
【００３４】
図３を参照すると、配電線路に連携された変圧器２００とコンバータ２５０ａは第２電柱１２に設置され得る。
【００３５】
すなわち、コンバータ２５０ａは電気車充電装置１００ａが設置された第１電柱１１と異なる第２電柱１２に設置され得る。これに伴い、コンバータ２５０ａは第２電柱１２において低い位置に設置されるか地上に接するように設置され得るため、安定した構造を有することができる。
【００３６】
配電線路に連携された変圧器２００により変換された電源は第２電源ケーブル１９２を通じて前記コンバータ２５０ａに供給され得る。
【００３７】
前記コンバータ２５０ａにより変換された充電用電源は、配電線路２０および第１電源ケーブル１９１を通じて電気車充電装置１００ａに供給されたり、地中ケーブル（図示されず）を通じて電気車充電装置１００ａに供給され得る。
【００３８】
図４は、本発明の一実施例に係る電気車充電システムのコンバータの配置を例示した図面である。
【００３９】
図４を参照すると、コンバータ２５０ｂは第１電柱１１と第２電柱１２から離隔して設置され得る。これに伴い、コンバータ２５０ｂは拡張しやすい構造を有することができる。
【００４０】
また、前記コンバータ２５０ｂは第１地中ケーブル１９３と第２地中ケーブル１９４に電気的に連結されて地中に設置され得る。これに伴い、コンバータ２５０ｂは外部の衝撃による損傷を未然に防止することができる。
【００４１】
一方、前記第１地中ケーブル１９３は電気車充電装置１００ｂに電気的に連結され得、前記第２地中ケーブル１９４は配電線路に連携された変圧器２００に電気的に連結され得る。すなわち、本発明の一実施例に係る電気車充電装置は電柱に連結された配電線路だけでなく地中を通じても電源が供給され得る。
【００４２】
図５は、本発明の一実施例に係る電柱に設置された電気車充電装置を示したブロック図である。
【００４３】
図５を参照すると、本発明の一実施例に係る電気車充電装置１００は、第１ポート１１０、第２ポート１２０、遮断部１３０、制御部１４０、通信部１５０、入力部１６０、出力部１７０のうち少なくとも一部を含むことができる。
【００４４】
第１ポート１１０は電気車３００に充電用電源を供給するように構成され得る。
【００４５】
第２ポート１２０はコンバータ２５０により変換された前記充電用電源が供給されるように構成され得る。
【００４６】
例えば、前記第１および第２ポート１１０、１２０は有線方式で充電用電源を供給するように電源ケーブルに連結される構造を有することができ、無線方式で近距離で充電用電源を供給するようにコイルで具現されてもよい。
【００４７】
遮断部１３０は第１ポート１１０と第２ポート１２０間の開閉状態をスイッチングすることができる。電気車充電装置１００の電気車３００に対する充電の有無は前記遮断部１３０の開閉状態スイッチングにより決定され得る。
【００４８】
制御部１４０は、配電線路に連携された変圧器２００の負荷量情報が伝達され、前記負荷量情報に対応する負荷量が基準負荷量より大きい場合、第１ポート１１０と第２ポート１２０間が電気的に開放されるように遮断部１３０を制御することができる。これに伴い、配電線路に連携された変圧器２００の寿命は延長され得、前記変圧器の損傷頻度は減少し得、前記変圧器から電気車充電装置１００に供給される電源は安定化され得る。
【００４９】
通信部１５０は、配電線路に連携された変圧器２００のデータを処理するデータ集中処理装置または知能型分電盤から負荷量情報を受信し、前記負荷量情報に対応する負荷量が基準負荷量より大きい場合に充電未施行情報を生成することができ、前記充電未施行情報をサーバーに送信することができる。これに伴い、管理者は多数の電気車充電装置を統合的に管理することができる。
【００５０】
入力部１６０は電気車３００または運転者から充電要請情報の入力を受けることができる。前記充電要請情報は充電方式情報、充電モード情報および／または充電容量情報を含むことができる。ここで、充電方式情報は電源電圧情報、周波数情報、直流か交流かについての情報、有線方式か無線方式かについての情報および／または充電速度情報を含むことができ、充電モードは急速モード、中速モード、緩速モードを含むことができる。前記充電要請情報は制御部１４０に伝達され得る。その後、制御部１４０は前記充電要請情報に基づいて遮断部１３０のスイッチング時点を制御することができ、電源電圧、周波数、直流／交流の有無、有線方式／無線方式の有無および／または充電速度を決定することができ、これに伴う料金情報を生成することができる。
【００５１】
出力部１７０は電気車３００の充電状況情報を出力することができ、前記料金情報を出力することができ、運転者の入力の便宜のために入力部１６０により入力された情報を出力することができる。
【００５２】
また、前記出力部１７０は配電線路に連携された変圧器２００の負荷量情報に対応する負荷量が基準負荷量より大きい場合、制御部１４０により生成された充電未施行情報を出力することができる。
【００５３】
一方、前記出力部１７０は入力部１６０とともにタッチスクリーン、キーパッドのようなＨＭＩ（Ｈｕｍａｎ−Ｍａｃｈｉｎｅ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）で具現され得る。
【００５４】
図６は、本発明の一実施例に係る電柱に設置された電気車充電装置を具体的に例示したブロック図である。
【００５５】
図６を参照すると、電気車充電装置は、充電器ＡＣターミナル１００１、漏電遮断器１００２、第１電力量計１００３、第２電力量計１００４、第１電力量計通信端子箱１００５、第２電力量計通信端子箱１００６、第１電流センサ１００７、第２電流センサ１００８、第１マグネットコンタクタ１００９、第２マグネットコンタクタ１０１０、充電コネクター１０１１、充電コンセント１０１２、ノイズフィルター１０１３、電源供給装置１０１４、コントローラ１０１５、カードリーダー１０１６、ディスプレイ部１０１７、スピーカー１０１８、照明装置１０１９、非常スイッチ１０２０、ドアソレノイド１０２１、プラグセンサ１０２２、リトラクター１０２３のうち少なくとも一部を含むことができる。
【００５６】
充電器ＡＣターミナル１００１は電気車充電装置と知能型分電盤を電気的に連結させることができ、図５に図示された第２ポートに対応され得る。
【００５７】
漏電遮断器１００２は電気車充電装置で漏電が発生した場合に充電を中断することができ、図５に図示された遮断部に対応され得る。
【００５８】
第１電力量計１００３は第１モードによる充電時に充電電源の電力量を計量することができる。例えば、前記第１モードは緩速モードであり得る。
【００５９】
第２電力量計１００４は第２モードによる充電時に充電電源の電力量を計量することができる。例えば、前記第２モードは急速モードであり得る。
【００６０】
第１および第２電力量計１００３、１００４の計量結果は料金情報の生成に利用され得る。
【００６１】
第１電力量計通信端子箱１００５は第１電力量計１００３の計量結果をコントローラ１０１５または外部に送信することができる。
【００６２】
第２電力量計通信端子箱１００６は第２電力量計１００４の計量結果をコントローラ１０１５または外部に送信することができる。
【００６３】
第１電流センサ１００７は第１モードにより電気車に供給される電源の電流を測定することができる。
【００６４】
第２電流センサ１００８は第２モードにより電気車に供給される電源の電流を測定することができる。
【００６５】
第１または第２電流センサ１００７、１００８により測定された電流値はコントローラ１０１５による漏電遮断器１００２の遮断制御に活用され得る。
【００６６】
第１マグネットコンタクタ１００９はオン／オフスイッチングを通じて第１モードによる充電量を制御することができる。
【００６７】
第２マグネットコンタクタ１０１０はオン／オフスイッチングを通じて第２モードによる充電量を制御することができる。
【００６８】
充電コネクター１０１１は第１モード充電のために電気車に電気的に連結される構造を有することができ、図５に図示された第１ポートに対応され得る。
【００６９】
充電コンセント１０１２は第２モード充電のために電気車に電気的に連結される構造を有することができ、図５に図示された第１ポートに対応され得る。
【００７０】
ノイズフィルター１０１３は充電電源のノイズをフィルタリングすることができる。
【００７１】
電源供給装置１０１４はコントローラ１０１５に動作電源を供給することができ、ＡＣ電源をＤＣ電源に変換することができる。例えば、前記電源供給装置１０１４はスイッチングモードパワーサプライ（ＳＭＰＳ）で具現され得る。
【００７２】
コントローラ１０１５は図５に図示された制御部と同様に動作することができる。
【００７３】
カードリーダー１０１６は電気車または運転者から決済情報の入力を受けることができる。例えば、前記決済情報はクレジットカード、チェックカード、モバイル決済などの多様な決済方式のうち少なくとも一つに対応され得る。
【００７４】
ディスプレイ部１０１７は図５に図示された出力部が出力する情報を視覚的に表示することができる。
【００７５】
スピーカー１０１８は図５に図示された出力部が出力する情報を聴覚的に生成することができる。
【００７６】
照明装置１０１９は運転者の便宜のために充電コネクター１０１１および充電コンセント１０１２に向かう光源を出力することができる。
【００７７】
非常スイッチ１０２０は電気車または運転者からの入力により充電を中断することができる。
【００７８】
ドアソレノイド１０２１は充電コネクター１０１１保管箱のロック機能を遂行することができる。
【００７９】
プラグセンサ１０２２は充電コネクター１０１１が所定の位置に配置されているか監視することができる。
【００８０】
リトラクター１０２３は充電コネクター１０１１に連結された充電ケーブルをリールに巻くことができる。これに伴い、充電ケーブルが底に引きずられて損傷することを予防できる。
【００８１】
図６を参照すると、知能型分電盤は、分電盤ＡＣターミナル１０２４、第３電力量計１０２５、ＡＣ入力遮断器１０２６、サージプロテクター１０２７、分電盤電源供給装置１０２８、分電盤制御ボード１０２９、映像処理装置１０３０、表示板制御器１０３１、無線モデム１０３２、大地接地１０３３のうち少なくとも一部を含むことができる。前記知能型分電盤は前記電気車充電装置と一体化され得るため、前記知能型分電盤が含む構成は前記電気車充電装置に含まれてもよい。
【００８２】
分電盤ＡＣターミナル１０２４は知能型分電盤と配電線路を電気的に連結させることができる。
【００８３】
第３電力量計１０２５は知能型分電盤を通過する電源の電力量を計量することができる。
【００８４】
ＡＣ入力遮断器１０２６は知能型分電盤から電気車充電装置に供給される電源を遮断することができる。
【００８５】
サージプロテクター１０２７は電源をサージ（ｓｕｒｇｅ）から保護することができる。
【００８６】
分電盤電源供給装置１０２８は分電盤制御ボード１０２９の動作電源を供給することができ、ＡＣ電源をＤＣ電源に変換することができる。例えば、前記分電盤電源供給装置１０２８はスイッチングモードパワーサプライ（ＳＭＰＳ）で具現され得る。
【００８７】
分電盤制御ボード１０２９は知能型分電盤の全般的な動作を制御することができる。
【００８８】
映像処理装置１０３０は図１の映像装置を制御することができる。
【００８９】
表示板制御器１０３１は図１の充電スタンド表示板を制御することができる。
【００９０】
無線モデム１０３２は図５の通信部と同様に動作することができる。
【００９１】
大地接地１０３３は知能型分電盤に接地電圧を提供することができる。
【００９２】
図７ａ〜図７ｄは、図１および図６に図示された知能型配電盤の構造を例示した図面である。
【００９３】
図７ａは知能型配電盤の前面を示し、図７ｂは知能型配電盤の後面を示し、図７ｃは知能型配電盤の側面を示し、図７ｄは知能型配電盤の下面を示す。
【００９４】
図７ａ〜図７ｄを参照すると、知能型配電盤は、配線用スイッチ２００１、電力量計２００２、サージプロテクター２００３、電源供給装置２００４、コントローラ２００５、映像処理装置２００６、無線モデム２００７、Ｅタイプモデム２００８、分電盤ＡＣターミナル２００９、外箱２０１０のうち少なくとも一部を含むことができる。
【００９５】
外箱２０１０は電柱に付着したり前記電柱から脱着する構造を有することができ、遮断器などを収容することができる。
【００９６】
一方、前記知能型分電盤は本発明の一実施例に係る電気車充電装置と一体化され得るため、図７ａ〜図７ｄに図示された構成は前記電気車充電装置に含まれてもよい。
【００９７】
一方、本実施例で使われる「〜部」という用語は、ソフトウェアまたはＦＰＧＡ（ｆｉｅｌｄ−ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｇａｔｅ  ａｒｒａｙ）またはＡＳＩＣのようなハードウェア構成要素を意味し、「〜部」はある役割を遂行する。しかし、「〜部」はソフトウェアまたはハードウェアに限定される意味ではない。「〜部」はアドレッシングできる保存媒体にあるように構成されてもよく、一つまたはそれ以上のプロセッサを再生させるように構成されてもよい。したがって、一例として「〜部」はソフトウェア構成要素、客体指向ソフトウェア構成要素、クラス構成要素およびタスク構成要素のような構成要素と、プロセス、関数、属性、プロシージャ、サブルーチン、プログラムコードのセグメント、ドライバー、ファームウェア、マイクロコード、回路、データ、データベース、データ構造、テーブル、アレイ、および変数を含む。構成要素と「〜部」の中で提供される機能はさらに小さい数の構成要素および「〜部」で結合されたり追加的な構成要素と「〜部」でさらに分離され得る。それだけでなく、構成要素および「〜部」はデバイスまたはシステム内の一つまたはそれ以上のＣＰＵを再生させるように具現されてもよい。
【００９８】
以上では本発明を実施例として説明したが、本発明は前記実施例に限定されず、特許請求の範囲で請求する本発明の要旨を逸脱することなく当該発明が属する分野で通常の知識を有する者であれば誰でも多様な変形が可能であるはずである。
【図１】
0006865852.tif 000002
【図２】
0006865852.tif 000003
【図３】
0006865852.tif 000004
【図４】
0006865852.tif 000005
【図５】
0006865852.tif 000006
【図６】
0006865852.tif 000007
【図７ａ】
0006865852.tif 000008
【図７ｂ】
0006865852.tif 000009
【図７ｃ】
0006865852.tif 000010
【図７ｄ】
0006865852.tif 000011