전기자동차 충전스탠드 디자인에 관한 연구 : 공동 주거 단지 실내 주차장용 충전 장치 디자인 중심으로 = Design investigation on electronic car’s charging function : focus on the design for inner parking lot of apartment housing

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Nowadays, due to the limited usage of fossil fuel energy, pollution, global warming, plus all those environmental issues and use of intelligence network, environmental changes for the energy supply are on process. With this flow, eco-friendly cars are appearing as a transportation system. This method is direct way to use fossil fuel energy which our most convenient daily transportation cars to face the new life dealing with other energy rather than fossil fuels.
Electronic cars need grand infra to popularize, therefore constant keen investigation on electric feeder design is necessary.
On research of electronic cars’ charging feeder design needs following factors to considerate.
Electronic cars need to have a time to charge, which can be during the park. Thus, the relation between environment and parking space need to be considered. And cars that are using by normal family which are going to be parking in their house or near area, in Korea most family are living in apartment building. If dealing with a parking lot in apartment housing, the purpose is to improve the environmental issue which nowadays, parking space iscreating inside the building or in the basement. Therefore, the purpose of this study is to investigate on the electronic car’s charging stand which will be using inner area of the building.
In the process of investigation, the usage of electronic cars’ energy and analysis of parking environmental issues are included. The result is based on the analysis between existing transportation charging system in various methods with electronic charging method. Plus, also compared and analyze other products that are using electric charges.
In conclusion, specific characters based on the users’ behaviors with the charging equipment related to the environmental issue and specific characters of public facilities’ roles are shown. These specified results are like following.
Firstly, the design factors about users’specific character of using charging object are ergonomic design for every people, simplicity of using process and accessibility for adapting new installation.
Secondly, specific characteristics about inner parking installation will be, demand of suiting factors for installation with an environment, the purpose of integration which outer and inner part of car combine with ease and safety factors in the parking space not dealing as an obstacle.
Thirdly, the specific characteristics as public facilities, it needs long durability, eco-friendly factors that dealing with energy usage, and coincide cultural identity with community culture.
As stated above, design’s elements for installation are screen section, cable section and image section are included which lead to a design simulation with an alternative process for claims postulated.
Within the alternative design process, focus on the charging amount per day; give at reasonable elements to preserve the charger in apartment housing area and progress design materializing on present state indoor parking space.
Materialization of design and functions are like following features.
a. combine screen section and operative section and induce the progress to the screen to combine utilization.
b. Person can intuitively use charging lamp or connecting section.
c. Maximize the usability of apartment housing by connection with home network system.
d. Focus on the practical use of space by making two cars charging in the same time as using poles and walls of building as a charging section.
e. Maximize the possible practical use by apply apartment housings’ brand image on basic molding.
As stated above, this study shows the possibility of using present parking space to change as a charging system as following the public trend of electronic car. Moreover this study is indicating the significance of design function that follows the changes in energy flows.

국문 초록 (Abstract)

오늘날 화석연료에너지 활용의 한계와 함께 대기오염, 지구온난화, 에너지 안보 등의 환경적인 이유와 지능형 네트워크 시스템의 활용으로 에너지 공급을 위한 환경적 변화가 진행되고 있다. 이에 따라 운송수단의 변화로 친환경 자동차의 등장을 들 수 있다. 화석연료 에너지를 직접적으로 활용하는 수단이며, 교통수단으로 인간 생활에 획기적인 생활변화와 편리성을 가져온 운송수단인 자동차 에너지의 사용 변화는 앞선 화석연료에 의지한 생활과는 또 다른 인간 생활환경을 가져오게 될 것이다.
전기자동차의 대중화는 거대한 인프라의 뒷받침이 필요하기 때문에 에너지 공급에 필요한 장치 디자인에 있어 다양하고 신중한 연구가 필요하다.
전기자동차의 충전 장치 디자인을 연구함에 있어서 요구되는 몇 가지 사항을 고려한 연구의 범위 다음과 같다.
전기자동차의 충전은 주차시간에 이루어지거나 충전을 위한 주차 시간이 필요하다. 그러므로 주차 환경과의 연관성을 고려해야 한다. 또한 일반적인 가정에서 사용되는 자동차는 가정이 위치한 주거 환경에 주차 하게 되며 국내의 주거 환경은 공동 주택의 형태가 대다수이다. 공동 주택의 경우 주차장은 환경 개선의 목적으로 지하 및 실내로 이동 되는 추세이다. 그러므로 본 연구에서 공동 주택의 실내 주차공간에서 활용될 전기자동차 충전 스탠드 디자인 연구를 목적을 두었다.
연구의 진행은 전기자동차와 에너지 활용, 그리고 주차 환경에 대한 탐색과 충전 과정에 대한 분석을 실시였다. 기존 운송 수단의 충전과정을 종류별로 전개하여 전기자동차 충전과 비교하여 필요한 과정에 대한 결과를 얻었고, 자동차가 아닌 충전용 전자 제품의 충전 과정 분석을 통해 전기자동차 충전스탠드의 발전에 대한 예측과 비교를 하였다. 이에 대한 결과로 충전 장치 이용환경을 중심으로 한 이용자 행태에 따른 특성, 이용 장소에 대한 특성, 공공시설물로서의 역할에 따른 특성 세 가지 특성이 도출 되었다. 이와 같은 세 가지에 따라 디자인 요소를 분류한 결과는 다음과 같다.
첫째, 충전 장치 활용에 관한 이용자 행위의 특성에 관한 디자인 요소로는 일반인, 장애인, 노인 모두에 대한 인체공학성, 단순하고 명쾌한 이용 절차를 요구하는 단순성, 새로운 장치 도입에 대한 어렵지 않은 적응력을 요구하는 접근성이다. 둘째, 실내 주차장 설치 시설물에 대한 특성으로는, 실내 주차 환경에 적합한 장치와 환경에 대한 요구로 환경적응성, 장치 내·외부 및 자동차의 결합에 용이해야 하는 목적의 통합성, 주차 지역에서의 장애물이 아닌 안전한 장치로서의 요구인 안전성이다. 셋째, 공공시설물로서의 역할 특성으로는 장기간의 유지 보수에 대한 대처에 해당하는 지속가능성, 에너지 활용에 대한 연상을 이끌 수 있는 친환경성, 지역문화와 공동 주택의 가치에 부합해야 하는 문화정체성이다.
위와 같은 디자인 요소와 장치 구성요소인 화면부분, 케이블부분, 이미지 부분에 해당하는 폼팩터의 요구사항을 디자인 대안 시뮬레이션을 통해 필요한 결과를 얻어 디자인을 전개 하였다. 디자인 대안 중에서 충전 단일 기능에 집중하며, 대형 공동 공간에서 유지 보수에 대한 고려사항에 합당하며, 현재 실내 주차 공간의 현황을 가장 고려한 대안을 선택하여 디자인 구체화를 진행하였다.
구체화된 디자인의 기능과 디자인 특성은 다음과 같다.
가. 화면부와 조작부를 통합하고 사용과정을 화면으로 유도하여 이용의 접근을 화면으로 통합시켰다.
나. 충전 램프 및 커넥터 연결부분을 직관적으로 파악하여 이용할 수 있다.
다. 홈 네트워크 시스템과 연계하여 공동 주거단지의 이용성을 극대화하였다.
라. 현재의 주차공간의 기둥과 벽면을 이용하여 두 대가 동시충전이 가능하여 주차 공간의 활용성에 초점을 맞추었다.
마. 공동주택의 브랜드에 쉽게 적용할 수 있는 조형성과 이미지 표기 부분의 활용가능성을 높였다.

상기와 같이 진행된 본 연구는 전기자동차의 대중화 시대에 앞서 현재의 주차 공간을 활용한 충전스탠드로서의 가능성을 가지며, 에너지 변화에 따른 여러 가지 도구 및 상황에 대처하고 자연스럽게 소통할 수 있는 디자인의 방향과 역할을 제시하는데 의의를 둔다.

목차 (Table of Contents)

• 제 1 장 서 론 1
• 1.1 연구 배경 및 목적 1
• 1.2 연구 방법 및 범위 2
• 제 2 장 전기자동차와 주차 환경 5
• 2.1 전기자동차의 이해 5
• 2.1.1 전기자동차와 연료장치의 발전 5
• 2.1.2 전기자동차 활용 미래 예측 11
• 2.1.3 전기자동차와 주차 15
• 2.2 주차 프로세스의 이해 17
• 2.2.1 주차공간의 유형 17
• 2.2.2 실내 주차공간과 주차환경 현황 18
• 제 3장 전기자동차의 충전과정과 이용환경 이해와 분석 20
• 3.1 충전 프로세스의 이해 20
• 3.1.1. 운송 수단의 에너지 충전 과정 20
• 3.1.2 전기자동차의 충전 인프라 23
• 3.1.3 전기자동차의 충전 장치 25
• 3.1.4 전자 기기의 충전 현황 분석 29
• 3.2 이용자 행태에 따른 특성 32
• 3.2.1 충전 시간에 따른 특성 32
• 3.2.2 기존 충전 장치 분석 33
• 3.3 이용 장소에 따른 특성 35
• 3.3.1 전기자동차 활용 주택 35
• 3.3.2 국내 전기차 충전 공간 및 시설 36
• 3.3.3 공동 주택에서의 전기자동차 충전 환경 요소 분석 37
• 3.4 공공 시설물의 디자인 특성 39
• 제 4장 실내주차공간 전기차 충전스탠드 디자인의 제안 41
• 4.1 디자인 기본 방향 및 구성요소 41
• 4.1.1 디자인 요소와 니즈 도출 41
• 4.1.2 디자인 폼팩터 및 구성요소 43
• 4.2 디자인 시각화 및 구체화 47
• 4.2.1 구성요소 결정 47
• 4.2.2 디자인 구체화 50
• 제 5장 결론 및 향후 연구 과제 57
• 5.1 결론 57
• 5.2 연구의 한계점 및 향후 연구과제 59
• 참고문헌 60
• ABSTRACT 62