KR-20260061598-A - High-speed electric vehicle charging station installed on public road surface with function of flood warning and preventing electrical leakage

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Abstract

본 발명의 일 양상에 따른 전기차 충전 스테이션은 공공도로의 노면 또는 노변에 설치되며, 전기차에 대한 급속 충전을 수행하는 복수의 충전기; 상용 전력선이 인입되며 상기 복수의 충전기로 연결되는 복수의 분기회로가 구성되는 분전반;상기 복수의 충전기와 인접하여 설치되며, 적어도 지붕을 구비하여 운전자의 대기공간이 되는 쉘터; 및 상기 쉘터에 설치되어 적어도 상기 분전반을 제어하는 메인 장치;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Inventors

신현동

Assignees

주식회사 글쎄

Dates

Publication Date: 20260506
Application Date: 20241028

Claims (12)

공공도로의 노면 또는 노변에 설치되는 전기차 충전 스테이션으로서, 전기차에 대한 급속 충전을 수행하는 복수의 충전기; 상용 전력선이 인입되며 상기 복수의 충전기로 연결되는 복수의 분기회로가 구성되는 분전반; 상기 복수의 충전기와 인접하여 설치되며, 적어도 지붕을 구비하여 운전자의 대기공간이 되는 쉘터; 및 상기 쉘터에 설치되어 적어도 상기 분전반을 제어하는 메인 장치;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는, 전기차 충전 스테이션.
청구항 1에 있어서, 상기 쉘터의 내부에 설치되어 상기 충전기를 이용하여 충전중인 전기차의 충전상태를 표시하는 인포메이션 디스플레이;를 더 포함하는, 전기차 충전 스테이션.
청구항 2에 있어서, 상기 충전상태는 충전률 또는 완충을 위한 잔여시간을 포함하는, 전기차 충전 스테이션.
청구항 2에 있어서, 상기 분전반에는 상기 복수의 분기회로별로 과전류 차단기 또는 누전 차단기가 구성되며, 상기 과전류 차단기 또는 상기 누전 차단기가 작동된 경우, 상기 인포메이션 디스플레이에 충전기별로 구분하여 차단사실을 표시하는, 전기차 충전 스테이션.
청구항 1에 있어서, 상기 제 1 높이에 설치되는 하나 이상의 제 1 침수감지센서;를 더 포함하며, 상기 제 1 침수감지센서로부터 침수신호를 수신한 경우, 상기 충전기는 충전을 중단하며, 상기 쉘터의 내부에 설치되는 인포메이션 디스플레이 또는 충전중인 운전자의 휴대폰으로 메시지가 전송되는, 전기차 충전 스테이션.
청구항 5에 있어서, 상기 쉘터의 외부를 향해 설치되는 전광판 또는 경광등을 더 포함하며, 상기 제 1 침수감지센서로부터 침수신호를 수신한 경우, 상기 메인장치는 상기 전광판 또는 경광등을 이용하여 침수사실을 경고하는, 전기차 충전 스테이션.
청구항 1에 있어서, 제 2 높이에 설치되는 하나 이상의 제 2 침수감지센서;를 더 포함하며, 상기 메인장치는, 상기 하나 이상의 제 2 침수감지센서로부터 침수신호를 수신한 경우 상기 분전반을 제어하여 상기 복수의 충전기로 공급되는 전력을 차단하는, 전기차 충전 스테이션.
청구항 7에 있어서, 상기 제 2 높이는, 상기 충전기의 충전을 중단하기 위한 제 1 침수감지센서의 설치 높이보다 높은, 전기차 충전 스테이션.
청구항 7에 있어서, 상기 쉘터에 설치되는 상기 메인장치 및 상기 분전반은 상기 제 2 높이 보다 높은 제 3 높이 이상에 설치되는, 전기차 충전 스테이션.
청구항 7에 있어서, 상기 제 2 높이는, 상기 복수의 충전기에서 냉각을 위한 공기 흡입구 및 공기 배출구의 높이보다 낮게 설정되는, 전기차 충전 스테이션.
청구항 10에 있어서, 상기 복수의 충전기에서 적어도 상기 공기 흡입구 및 상기 공기 배출구의 아래는 방수가능한 하우징으로 구성되며, 상기 제 2 침수감지센서의 센싱부위는 상기 하우징의 외부로 노출되게 하는, 전기차 충전 스테이션.
청구항 7에 있어서, 상기 제 2 침수감지센서는 상기 쉘터와 상기 복수의 충전기 마다 설치되며, 복수의 제 2 침수감지센서 중에서 하나 이상으로부터 침수신호를 수신한 경우 상기 메인장치는 상기 분전반을 제어하여 상기 복수의 충전기로 공급되는 전력을 차단하는, 전기차 충전 스테이션.

Description

침수경고 및 누전방기 기능을 가진 공공 도로 노면 설치형의 전기차 급속충전 스테이션{High-speed electric vehicle charging station installed on public road surface with function of flood warning and preventing electrical leakage} 본 발명은 공공 도로의 노면이나 노변에 설치되는 전기차 급속충전 스테이션에 관한 것이다. 전기차의 보급이 확산됨에 따라, 도심 내에서 편리한 충전을 제공하는 충전 인프라의 필요성이 커지고 있으며, 만약 공공 도로의 노면 또는 노변에 급속 충전기가 설치된다면 그 편의성과 유용성이 높을 것으로 예상된다. 그런데, 자가, 쇼핑시설 또는 업무시설에서의 충전과 달리, 공공 도로에서는 충전이 완료될 때까지 운전자들이 충전기 근처에서 대기할 확률이 높을 것이다. 따라서 이러한 운전자들의 예상 행동특성에 부응하는 양질의 서비스 제공이 필요하다. 그리고 공공 도로에 충전기가 설치될 경우 호우등으로 인한 침수 상황에서 안전한 운영이 필수적일 것이다. 예를 들면 강남역 침수 사건과 같은 침수상황이 발생되는 경우 도로의 노면 또는 노변에 설치된 전기차 충전기의 침수로 인한 전기안전사고의 가능성이 상당하다. 선행기술 1은 충전기의 하우징모듈로 유입된 비의 수위가 제3수위가 되어 기준 수위를 넘어서면 제3수위센서는 제3경고데이터를 발생시켜 제어모듈에 전송하고, 제어모듈은 제3수위센서에서 전송한 제3경고데이터를 수신하며, 수신한 제3경고데이터와 기 설정된 기준환경데이터를 대비하여 턴오프제어신호를 출력해, 전원보호모듈 및 전원공급모듈을 턴-오프 시켜 작동되지 않도록 하는 기술이 개시되어 있다. 이때, 제2수위센서는 제1경고데이터가 발생된 후 작동하여 수위를 감지하며 제2경고데이터를 발생시킬 수 있고, 제3수위센서는 제2경고데이터가 발생된 후, 작동하여 수위를 감지하며 제3경고데이터를 발생시킬 수 있다(선행기술 1의 도 7 및 문단 0042 참조). 선행기술1에서는 제3수위센서를 넘어서는 침수상황이 발생되는 경우 전원공급모듈 및 전원보호모듈을 턴-오프시켜 작동되지 않도록 한다. 그러나, 전원공급모듈 또는 전원보호모듈이 침수되는 경우 전원공급모듈 또는 전원보호모듈은 작동되지 않더라도, 전원공급모듈 또는 전원보호모듈 자체와, 이들과 전력선 사이의 접속점이나 인입전력선이 침수되는 등의 상황은 피할수 없으므로, 침수로 인한 누전상황은 피할수 없게 되는 문제가 있다. 또한, 선행기술 1에서는 침수를 대비한 차단 기능등을 실행하기 위하여 제어모듈 및 통신모듈과 이들에 전원을 공급하는 자체전원공급모듈은 항상 필수적으로 작동되고 있어야 하므로, 침수되는 수위가 높아지는 경우 제어모듈, 통신모듈 및 자체전원공급모듈이 동작중에 침수되는 상황이 발생되며, 자체전원공급모듈로 인입되는 전력선의 침수로 인한 누전상황이 발생되고, 제어모듈, 통신모듈 및 자체전원공급의 소손가능성이 높은 문제가 있다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 충전 스테이션을 도시한 도면이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 충전 스테이션에 구성되는 충전기의 예를 도시한 것이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 충전 스테이션에서 쉘터, 메인 장치 및 배전반 등을 도시한 것이다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 충전 스테이션을 도시한 도면이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 충전 스테이션에 구성되는 충전기의 예를 도시한 것이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 충전 스테이션에서 쉘터, 메인 장치 및 배전반 등을 도시한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 충전 스테이션은 공공도로의 노면 또는 노변에 설치되는 것으로서, 복수의 충전기(10), 쉘터(20), 분전반(30), 메인 장치(40), 제 1 침수감지센서(51:51a,51b), 제 2 침수감지센서(52:52a,52b), 전광판(61), 경광등(62) 및 인포메이션 디스플레이(63)를 포함하여 구성된다. 제 1 침수감지센서(51:51a,51b)는 도로 기준 제 1 높이(d1)에 설치되어 침수를 감지하는 센서(수위가 제 1 높이에 도달하였음을 센싱하는 센서)로서 쉘터(20) 및 각 충전기(10)에 설치될 수 있다. 제 2 침수감지센서(52:52a,52b)는 도로 기준 제 2 높이(d2)에 설치되어 침수를 감지하는 센서(수위가 제 2 높이에 도달하였음을 센싱하는 센서)로서 쉘터(20) 및 각 충전기(10)에 설치될 수 있다. 제 1 높이(d1)는 충전기(10)의 충전을 중단하기 위한 수위이며, 제 2 높이(d2)는 배전반(30)에서 각 충전기(10)로 가는 교류전력의 공급자체를 중단하기 위한 수위이다. 제 1 침수감지센서의 설치 높이인 제 2 높이(d2)는 제 1 높이(d1)(제 1 침수감지센서의 설치 높이)보다 높다. 예를 들어 제 1 높이(d1)은 30cm이며 제 2 높이(d2)는 100cm이다. 충전기(10)는 전기차에 대한 급속 충전을 수행하는 것으로서 공공도로의 노면 또는 노변에 설치되며, 분전반(30)으로부터 공급되는 3상 교류전력으로부터 고전압 DC 전력을 생성한다. 전기차 충전 방식에는 완속 충전과 급속 충전이 존재하는데, 본 발명은 급속 충전기에 관한 것으로, 충전기는 AC 전력을 입력받아 DC로 변환해 차량에 공급하는 과정에서 사용되는 AC to DC 컨버터가 다량의 열을 발산한다. 이 열을 효과적으로 냉각하기 위해, 충전기 내부의 함체에 열이 누적되지 않도록 외부 공기를 흡입하여 냉각 후 배출하는 방식이 사용되는데, 이를 위하여 하우징에는 공기 순환구(공기 흡입구 및 공기 배출구)를 포함하므로 충전기는 완전 밀폐구조로 설계할 수 없다. 충전기(10)는 하우징(11), 충전기 제어부(12), 충전기 통신부(13), 충전기 전원공급부(14) 및 전력변환모듈(15)을 포함하여 구성된다. 하우징(10)은 각 충전기의 내부 부품을 보호하기 위하여 충전기를 감싸고 있다. 하우징(10)에는 냉각을 위한 공기 순환구(공기 흡입구(11a) 및 공기 배출구(11b))가 설치되며, 도시하지는 않았지만 강제적인 공기 순환을 위하여 팬이 구비될 수 있다. 충전기 제어부(12)는 충전기의 전반적인 기능을 제어하며, 충전기 통신부(13)는 충전기(10)와 외부(쉘터의 메인 장치 또는 서버(도시 안됨))와의 데이터 통신을 담당하되 유선 및 무선으로 통신한다. 충전기 전원공급부(14)는 분전반(30)으로부터의 교류전력을 이용하여 충전기의 충전기 제어부(12) 및 충전기 통신부(13) 등이 필요로 하는 동작전원을 출력하여 공급한다. 전력변환모듈(15)은 분전반(30)으로부터 3상 교류전력을 입력받아 전기차가 필요로 하는 고전압 DC 전력을 생성한다. 본 발명에 따르면 충전기(10)의 하우징(11)에 제 1 침수감지센서(51b) 및 제 2 침수감지센서(52b)가 설치될 수 있다. 각 충전기(10)에 설치되는 제 1 침수감지센서(51b)와 제 2 침수감지센서(52b)가 센싱한 신호는 각 충전기(10)에 있는 충전기 제어부(12)로 입력되거나, 또는 쉘터(20)의 메인 장치(40)에 있는 메인 제어부(41)로 입력된다. 제 1 침수감지센서(51b)와 제 2 침수감지센서(52b)가 센싱한 신호가 충전기 제어부(12)로 입력되는 경우, 이러한 신호를 기반으로 한 각 침수감지정보는 충전기 통신부(13) 및 메인 통신부(42)를 개재하여 메인 제어부(41)로 전달될 수 있다. 메인 제어부(41) 및 충전기 제어부(12)는 메인 통신부(42) 및 충전기 통신부(13)를 개재하여 유선 또는 무선으로 각종 정보를 교환할 수 있다. 제 1 침수감지센서(51b) 및 제 2 침수감지센서(52b)의 센싱부위는 적어도 하우징(11)의 외부로 노출되게 하는데, 제 1 침수감지센서의 전체 및 제 2 침수감지센서의 전체가 하우징(11)의 외부에 설치되거나 센싱부부만 하우징(11)의 외부로 노출되고 하우징(11)과의 사이에 기밀을 유지하도록 할 수 있다. 본 발명에 따르면 하우징(11)에서 제 2 침수감지센서(52b)가 설치되는 제 2 높이(d2)보다 높은 위치에 공기 순환구(공기 흡입구(11a) 및 공기 배출구(11b))가 설치되며, 하우징(11)에서 공기 순환구의 아래부분은 완전한 밀폐 구조로 제작되어 방수로 제작한다. 제 2 침수감지센서가 설치되는 제 2 높이(d2)는 복수의 충전기(10)에서 냉각을 위한 공기 흡입구(11a) 및 공기 배출구(11b)의 높이보다 낮게 설정된다. 복수의 충전기에서 적어도 공기 흡입구 및 공기 배출구의 아래는 방수가능한 하우징으로 구성된다. 제 1 침수감지센서(51b)는 제 2 침수감센서(52b)보다 아래에 위치하며 하우징(11)에서 제 1 침수감지센서(51b)가 설치되는 제 1 높이(d1)보다 높은 위치에 공기 순환구(공기 흡입구(11a) 및 공기 배출구(11b))가 설치된다. 쉘터(20)는 복수의 충전기(10)와 인접하여 설치되어 충전중 운전자의 대기공간 및 휴식공간이 되는데, 출입문, 지붕과 투명 또는 불투명의 벽체를 구비하여 운전자가 쉴수 있는 공간을 형성하고 냉난방기(도시 안됨)를 구비한다. 충전기는 쉘터(20)와 함께 설치되어, 쉘터는 운전자들이 충전 중 휴식을 취할 수 있는 공간을 제공한다. 바람직하게 복수의 충전기는 쉘터와 하나의 세트로 구성되며, 쉘터 1개에 충전기 1개, 선호되기로는 여러대가 설치된다. 본 발명의 일 특징에 따르면 쉘터와 전기차 충전기는 세트로 구성되고, 일반적으로는 쉘터 1개에 1개 이상의 충전기가 대응되도록 한다. 쉘터(20)에 설치되는 제 1 침수감지센서(51a)와 제 2 침수감지센서(52a)가 센싱한 신호는 메인 장치(40)의 제어부(41)로 입력된다. 분전반(30)은 쉘터(20)의 내부에 설치되는데 전력공급사의 3상 상용 전력이 주선(2)을 통해 인입되며 복수의 충전기(10)로 연결되는 복수의 분기회로가 구성된다. 분전반(30)에 인입되는 주선(2)은 각 분기회로로 분기되기전 메인 차단기(31)의 후단에서 분기될 수 있다. 각 분기회로에서는 경로상 누전차단기(32) 및 개폐기(33)를 포함하며, 추가적으로 또는 누전차단기(32) 대신, MCCB와 같은 과전류 차단