KR101112166B1 - 전기 자동차 등판능력 시험 장치 및 전기 자동차 등판능력 시험 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기 자동차의 등판능력을 시험하는 장치로서, 전기 자동차에 전력을 공급할 수 있는 전력 공급 장치와, 전기 자동차에 경사로를 제공하는 가변 경사로와, 가변 경사로의 경사도를 조정하는 경사 조정 장치를 포함하되, 가변 경사로에서 주행하는 전기 자동차의 속도 변화량에 기초하여 전기 자동차의 등판능력을 결정한다. 따라서, 본 발명은 전기 자동차에 전력 공급이 가능하고 가변 경사로의 경사도를 조정함으로써 전기 자동차의 등판능력을 결정할 수 있다.

전기 자동차, 등판능력, 전력 공급 장치, 가변 경사로, 경사 조정 장치

Description

전기 자동차 등판능력 시험 장치 및 전기 자동차 등판능력 시험 방법{GRADABILITY TEST APPARATUS OF ELECTRIC VEHICLE AND GRADABILITY TEST METHOD THEREOF}

본 발명은 전기 자동차 등판능력 시험 장치 및 등판능력 시험 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 가변 경사로에서의 전기 자동차의 속도 변화량에 기초하여 전기 자동차의 등판능력을 결정하는 전기 자동차 등판능력 시험 장치 및 등판능력 시험 방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동차는 화석연료를 연소시켜 구동되기 때문에 자동차의 외부로 배출되는 배기가스는 대기 오염이나 지구 온난화 등의 환경 문제의 원인이 되고 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 화석 연료를 이용하지 않고 배터리로부터 전력을 공급받아 주행하는 전기 자동차의 개발이 최근 활발히 진행되고 있다. 그러나, 현재는 충분한 에너지 밀도와 출력 밀도를 가지는 고효율 배터리가 개발되지 않았기 때문에 전기 자동차가 한 번의 충전으로 장거리를 이동할 수가 없다. 또한, 배터리의 용량이 클수록 배터리의 무게가 무거워져 전기 자동차의 차체 중량이 증가하고 연비가 나빠지는 문제가 존재한다. 따라서, 이러한 문제를 해결하기 위하여 전기 자동차 외부로부터 전력이 공급되어 주행 및 충전이 가능한 전기 자동차가 개발될 필요가 있다.

한편, 일반적으로 자동차는 차종, 중량, 엔진의 성능 등에 따라 경사면을 올라갈 수 있는 능력에 차이가 있다. 이와 같이 자동차가 차량총중량(최대 적재) 상태에서 경사면을 오를 수 있는 최대 경사각을 등판능력(gradability)으로 나타내며, 이러한 등판능력은 최대 경사각(θ)의 'tan(θ)' 또는 '%' 단위로 표시한다. 예를 들어, 지도상 A?B 지점간의 거리가 1km 이고, A?B 두 지점간의 고도차가 320m 이면 그 자동차의 등판능력은 32% 가 된다.

일반적으로 종래의 자동차는 실제 경사로를 오르며 주행 속도를 측정하여 등판 성능을 측정하였다.

그러나, 외부로부터 전력이 공급되는 전기 자동차는 이러한 종래의 등판능력 시험 방법으로는 그 등판능력을 산출할 수가 없다.

한편, 경사로에서 차량이 정지시 자동차의 경사각을 보다 신속하게 측정하는 방법이 등록특허 제0792908호에 개시되어 있다. 이와 관련하여, 도 1 은 이러한 종래 자동차의 가속도 센서의 츨력신호를 도시하고 있다. 즉, 자동차가 정지하면, 가속도 센서의 출력신호로부터 정상상태 이전의 전압 피크값(예를 들어, x1, x2)을 측정한다. 그 다음, 측정된 전압 피크값과 자동차 특성 파라미터를 이용하여 정상상태 전압값을 추정하여 계산한 후, 계산된 정상상태 전압값을 경사각으로 환산함으로써 자동차의 경사각을 보다 신속하게 측정한다.

그러나, 이러한 종래 기술 또한, 차량이 정지될 때 정상상태 이전의 전압 피크값을 이용하여 차량의 경사각을 보다 신속하게 측정하기 위한 기술일 뿐, 외부로부터 전력이 공급되는 전기 자동차의 등판능력을 시험할 수 없다는 문제점은 여전히 존재한다.

본 발명은 상술한 문제를 인식한 것으로, 전기 자동차에 전력 공급이 가능하고 가변 경사도의 경사도를 조정함으로써 가변 경사로에서 주행하는 전기 자동차의 속도 변화량에 기초하여 전기 자동차 등판능력을 시험하는 시험 장치 및 시험 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 양태에 따르면, 전기 자동차에 전력을 공급할 수 있는 전기 공급 장치와, 전기 자동차에 경사로를 제공하는 가변 경사로와, 가변 경사로의 경사도를 조정하는 경사 조정 장치를 포함하되, 가변 경사로에서 주행하는 전기 자동차의 속도 변화량에 기초하여 전기 자동차의 등판능력을 결정하는 전기 자동차 등판능력 시험 장치가 제공된다.

전기 자동차를 정지시키기 위한 안전 스토퍼가 가변 경사로의 끝 부분에 설치될 수 있다.

또한, 전기 자동차가 가변 경사로의 시작 부분부터 안전 스토퍼까지 주행하는 동안, 전기 자동차의 속도 증가량이 소정 값 미만이 될 때의 가변 경사로의 경 사도를 전기 자동차의 등판능력으로 결정할 수 있다. 이 경우, 소정 값은 5 퍼센트일 수 있고, 가변 경사로의 시작 부분부터 안전 스토퍼까지의 거리는 대략 15 미터일 수 있다.

또한, 전기 공급 장치는 가변 경사로의 노면을 따라 설치되며, 전기 공급 장치로부터 전기 자동차로 접촉 방식에 의해 전력이 공급될 수도 있고, 전자기 유도 방식과 같은 비접촉 방식에 의해 전력이 공급될 수도 있다. 이와 같이, 전기 공급 장치로부터 전기 자동차로 전력이 공급되는 경우, 전기 자동차의 배터리의 잔존 용량 (SOC; State of Charge) 은 대략 100 퍼센트인 것이 바람직하다.

또한, 전기 자동차가 가변 경사로에서 주행하는 동안, 전기 공급 장치로부터 전력이 차단되어 전기 자동차의 배터리로부터 공급되는 전력을 이용하여 전기 자동차가 주행할 수도 있다. 이 경우, 전기 자동차의 배터리의 잔존 용량은 대략 50 퍼센트인 것이 바람직하다.

또한, 가변 경사로에는 전기 자동차의 주행 경로를 안내하기 위한 홈이 형성되어 있을 수 있다.

또한, 경사 조정 장치는 유압 실린더일 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 태양에 따르면, (a) 전기 자동차에 전력을 공급하는 단계와, (b) 전기 자동차에 경사로를 제공하는 가변 경사로의 경사도를 조정하는 단계와, (c) 가변 경사로에서 주행하는 전기 자동차의 속도 변화량을 측정하는 단계와, (d) 측정된 속도 변화량에 기초하여 전기 자동차의 등판능력을 결정하는 단계를 포함하는 전기 자동차 등판능력 시험 방법이 제공된다.

전기 자동차의 속도 변화량을 측정하는 단계는, 가변 경사로의 시작 부분부터 끝 부분까지 주행하는 동안의 전기 자동차의 속도 증가량을 측정할 수 있다.

또한, 전기 자동차의 등판능력을 결정하는 단계는, 전기 자동차의 측정된 속도 증가량이 소정 값 미만이 되는지를 판단하는 단계를 포함하고, 전기 자동차의 측정된 속도 증가량이 소정 값 미만이 될 때의 가변 경사로의 경사도를 전기 자동차의 등판능력으로 결정할 수 있다.

또한, 전기 자동차에 전력을 공급하는 단계는, 전기 공급 장치로부터 전기 자동차로 접촉 방식 또는 비접촉 방식에 의해 전력이 공급될 수 있다.

또한, 전기 자동차에 전력을 공급하는 단계는, 전기 자동차의 배터리로부 전기 자동차로 전력이 공급될 수도 있다.

본 발명에 따르면, 전기 자동차에 전력 공급이 가능하고 가변 경사로의 경사도를 조정함으로써, 가변 경사로에서 주행하는 전기 자동차의 속도 변화량에 기초하여 전기 자동차의 등판 능력을 결정할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 아울러 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

도 2 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 전기 자동차 등판능력 시험 장치의 측면도이다.

먼저, 본 발명의 전기 자동차(210)는 전기충전식 배터리(도시되지 않음)를 구비한다. 전기 자동차는 전기 자동차 외부의 전기 공급 장치로부터 공급받은 전력을 이용하여 주행하면서 동시에 전력의 일부를 이용하여 배터리를 충전하고, 이동 중 외부로부터의 전력 공급이 중단되는 경우 배터리의 전력을 이용해 구동된다.

전기 자동차(210)가 전기 공급 장치가 설치된 도로를 따라 이동하는 동안 전기 공급 장치는 전기 자동차에 전력을 공급한다. 전기 공급 장치는 예를 들어 도시의 주요 도로에만 설치되고 도시 외곽 도로나 골목 등에는 설치되지 않을 수 있다. 전기 공급 장치가 설치된 도로를 따라 이동하는 경우 전기 자동차는 전기 공급 장치로부터 전력을 공급받을 수 있지만, 전기 공급 장치가 설치된 도로로부터 이탈하는 경우 전기 공급 장치로부터 전력을 공급받지 못하고 배터리로부터 전력을 공급받아 구동된다. 즉, 비교적 장시간에 걸쳐 긴 주행 거리를 이동하는 경우에 전기 자동차는 전기 공급 장치로부터 공급받은 전력에 의존하여 구동되고, 전기 공급 장치가 설치된 도로로부터 이탈하여 이동하는 경우에는 내장된 배터리의 전력을 이용하여 구동될 수 있다. 이로써, 전기 자동차(210)가 상대적으로 작은 용량의 배터리를 내장한 경우라 할지라도 도시 구역 및 외곽 구역에서 장시간에 걸친 장거리 주행이 가능하다.

한편, 본 발명의 일 실시형태에 따른 전기 자동차의 등판능력을 시험하는 장치(200)는, 전기 자동차(210)에 전력을 공급할 수 있는 전기 공급 장치(220), 전기 자동차에 경사로를 제공하는 가변 경사로(250), 가변 경사로의 경사도를 조정하는 경사 조정 장치(260)를 포함한다. 전기 공급 장치(220)는 급전선(240)을 통해 전기 공급 인버터(230)에 연결되어 있고, 전기 자동차를 정지시키기 위한 안전 스토퍼(270)가 가변 경사로의 끝 부분에 설치된다. 전기 공급 장치(220)는 가변 경사로(250)의 노면을 따라 설치되며, 가변 경사로의 시작부분부터 안전 스토퍼까지의 거리는 대략 15m 이다.

전기 공급 장치(220)는 접촉 방식에 의해 전기 자동차(210)에 전력을 공급할 수 있다. 이 경우, 전기 자동차(210)는 전기 공급 장치(220)와 접촉하여 전력을 공급받기 위한 접속 장치(280)를 구비하며, 접속 장치는 미끄럼 또는 구름 방식으로 전기 공급 장치와 접속될 수 있다.

또한, 전기 공급 장치(220)는 비접촉 방식에 의해 전기 자동차(210)에 전력을 공급할 수도 있다. 이 경우, 전기 자동차(210)로의 전력 공급은, 예를 들어, 전기 공급 장치로부터의 전자기 유도 방식으로 이루어진다.

도 3 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 전기 자동차 등판능력 시험 장치의 평면도이다. 도시된 바와 같이, 가변 경사로(250)에는 전기 자동차의 주행 경로를 안내하는 홈(290)이 형성되어 전기 자동차가 가변 경사로에 수직으로 진입하여 보다 정확한 등판 능력을 시험할 수 있다.

등판능력 시험을 위해, 가변 경사로(250) 앞쪽에 전기 자동차(210)를 위치시키고 가변 경사로(250)의 경사각(θ)을 소정 각도로 조정한다. 그 다음, 배터리의 잔존 용량(State of Charge)이 대략 100 퍼센트인 전기 자동차를 최대로 가속하여 가변 경사로(250) 위를 등판하도록 전기 자동차를 조작한다.

해당 소정 각도에서 전기 자동차(210)가 안전 스토퍼(270)까지 등판 주행하는 동안 전기 자동차의 속도를 측정하여 5% 이상의 속도 증가가 발생하는 경우 경사 조정용 유압 실린더(260)를 이용하여 가변 경사로(250)의 경사도를 높힌 후 다시 등판 주행을 실시한다.

그러나, 전기 자동차(210)의 속도가 증가하다가 전기 자동차(210)가 안전 스토퍼(270)에 도달하기 전에 속도가 감소하면 가변 경사로(250)의 경사도(θ)를 감소시킨 후 다시 등판 주행을 실시한다.

이와 같이, 가변 경사로(250)의 경사도(θ)를 조정하면서 등판 주행을 시행하여, 전기 자동차(210)가 가변 경사로(250)의 시작 부분부터 안전 스토퍼(270)까지 주행하는 동안 전기 자동차의 속도 증가량이 5% 미만이 될 때 그 때의 가변 경사로의 경사도를 전기 자동차의 등판 능력으로 결정한다. 이 경우, 복수회 등판 시험을 하여 전기 자동차의 속도 증가량이 5% 미만이 될 때 가변 경사로 경사도 값들의 평균값을 전기 자동차의 등판 능력으로 결정할 수도 있다.

본 발명의 다른 실시형태에서, 전기 자동차(210)가 가변 경사로(250)를 주행하는 동안 전기 공급 장치(220)의 전력이 차단되고 전기 자동차의 배터리로부터 공급되는 전력을 이용하여 등판능력을 시험할 수도 있다. 이는 전기 자동차(210)가 전기 공급 장치(220)가 설치되지 않은 도로를 따라 주행하는 상황에서의 전기 자동차의 등판능력을 시험하기 위한 것으로 이 때 전기 자동차의 접속 장치(280)는 전기 자동차 내에 수납될 수 있다.

전기 자동차의 배터리로부터 공급되는 전력을 이용하여 등판능력을 시험하는 경우 전기 공급 장치로부터 전력이 공급되지 않는 실제 상황을 가정하여 전기 자동차의 배터리의 잔존 용량은 대략 50 퍼센트인 것이 바람직하다.

이러한 본 발명의 다른 실시형태는, 전기 자동차(210)가 전기 공급 장치(220)로부터 공급되는 전력 대신 전기 자동차의 배터리로부터 공급되는 전력을 이용한다는 것과 이 때의 전기 자동차의 배터리의 잔존 용량은 대략 50 퍼센트이라는 점에서 본 발명의 일 실시형태와 차이를 가질 뿐, 전기 자동차의 등판 능력을 시험하는 구성 및 동작은 본 발명의 일 실시형태와 동일하다.

도 4 는 본 발명에 따른 따른 전기 자동차 등판능력 시험 방법을 나타내는 흐름도이다.

먼저, 전기 자동차에 전력을 공급한 후(S400), 가변 경사로의 경사도를 조정한다(S410). 다음으로, 전기 자동차를 최대로 가속하여 가변 경사로 위를 등판하도록 전기 자동차를 조작하고 가변 경사로에서 주행하는 전기 자동차의 속도 변화량을 측정한다(S420). 이 때, 가변 경사로의 시작 부분부터 안전 스토퍼가 있는 가변 경사로의 끝 부분까지 주행하는 동안의 전기 자동차의 속도 증가량을 측정한다.

다음으로, 전기 자동차의 측정된 속도 증가량이 5 % 보다 작은지를 판단한다(S430). 만약 측정된 속도 증가량이 5% 이상이면 단계 S410 부터 반복한다. 만약 측정된 속도 증가량이 5% 미만이 되면 그 때 가변 경사로의 경사도를 전기 자동차의 등판능력으로 결정한다(S440).

이상 본 발명의 구체적 실시형태들을 참조하여 본 발명을 설명하였으나, 이 는 예시에 불과하며 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니다. 당업자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 설명된 실시형태들을 변경 또는 변형할 수 있다.

또한 본 명세서에서 설명된 각 방법 단계들은 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 그 순서가 변경될 수 있고, 다른 단계가 부가될 수 있다. 뿐만 아니라, 본 명세서에서 설명된 다양한 실시형태들은 각각 독립하여서 뿐만 아니라 적절하게 결합되어 구현될 수도 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시형태가 아니라 첨부된 청구범위 및 그 균등물에 의해 정해져야 한다.

도 1 은 종래의 자동차 가속도 센서의 츨력신호를 도시하는 도면.

도 2 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 전기 자동차 등판능력 시험 장치의 측면도.

도 3 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 전기 자동차 등판능력 시험 장치의 평면도.

도 4 는 본 발명에 따른 전기 자동차 등판능력 시험 방법을 나타내는 흐름도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

200 : 전기 자동차 등판능력 시험장치

210 : 전기 자동차 220 : 전기 공급 장치

230 : 전기 공급 인버터 240 : 급전선

250 : 가변 경사로 260 : 경사도 조정용 유압 실린더

270 : 안전 스토퍼 280 : 접속 장치

290 : 홈

Claims (20)

1. 전기 자동차의 등판능력을 시험하는 장치로서,

   상기 전기 자동차에 경사로를 제공하는 가변 경사로와,

   상기 가변 경사로의 노면을 따라 설치되며 상기 전기 자동차에 비접촉 방식에 의해 전력을 공급할 수 있는 전력 공급 장치와,

   상기 가변 경사로의 경사도를 조정하는 경사 조정 장치를 포함하되,

   상기 가변 경사로에서 주행하는 상기 전기 자동차의 속도 변화량에 기초하여 상기 전기 자동차의 등판능력을 결정하고,

   상기 전기 자동차가 상기 가변 경사로의 시작 부분부터 상기 가변 경사로의 끝 부분에 설치되어 있는 안전 스토퍼까지 주행하는 동안, 상기 전기 자동차의 속도 증가량이 소정 값 미만이 될 때의 상기 가변 경사로의 경사도를 상기 전기 자동차의 등판능력으로 결정하는

   전기 자동차 등판능력 시험 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 소정 값은 5 퍼센트인

   전기 자동차 등판능력 시험 장치.
5. 청구항 5은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

   청구항 5은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

   상기 가변 경사로의 시작 부분부터 상기 안전 스토퍼까지의 거리는 대략 15 미터인
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

   청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

   상기 비접촉 방식은 전자기 유도 방식인
10. 청구항 10은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

    청구항 10은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

    상기 전기 자동차의 배터리의 잔존 용량 (SOC; State of Charge) 은 대략 100 퍼센트인
11. 제 1 항에 있어서,

    상기 전기 자동차가 상기 가변 경사로에서 주행하는 동안, 상기 전기 공급 장치로부터 전력은 차단되며, 상기 전기 자동차는 상기 전기 자동차의 배터리로부터 공급되는 전력을 이용하여 주행하는

    전기 자동차 등판능력 시험 장치.
12. 제 11 항에 있어서,

    상기 전기 자동차의 배터리의 잔존 용량은 대략 50 퍼센트인

    전기 자동차 등판능력 시험 장치.
13. 제 1 항에 있어서,

    상기 가변 경사로에는 상기 전기 자동차의 주행 경로를 안내하기 위한 홈이 형성되어 있는

    전기 자동차 등판능력 시험 장치.
14. 청구항 14은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

    청구항 14은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

    상기 경사 조정 장치는 유압 실린더인
15. 전기 자동차의 등판능력을 시험하는 방법으로서,

    (a) 경사로를 제공하는 가변 경사로의 노면을 따라 설치되어 있는 전력 공급 장치를 통해 비접촉 방식으로 전기 자동차에 전력을 공급하는 단계와,

    (b) 상기 가변 경사로의 경사도를 조정하는 단계와,

    (c) 상기 가변 경사로에서 주행하는 상기 전기 자동차의 속도 변화량을 측정하는 단계와,

    (d) 상기 측정된 속도 변화량에 기초하여 상기 전기 자동차의 등판능력을 결정하는 단계를 포함하되,

    상기 전기 자동차의 속도 변화량을 측정하는 상기 단계 (c) 는, 상기 가변 경사로의 시작 부분부터 끝 부분까지 주행하는 동안의 상기 전기 자동차의 속도 증가량을 측정하는 단계를 포함하며,

    상기 전기 자동차의 등판능력을 결정하는 상기 단계 (d) 는, 상기 전기 자동차의 측정된 속도 증가량이 소정 값 미만이 되는지를 판단하는 단계를 포함하고, 상기 전기 자동차의 측정된 속도 증가량이 상기 소정 값 미만이 될 때의 상기 가변 경사로의 경사도를 상기 전기 자동차의 등판능력으로 결정하는

    전기 자동차 등판능력 시험 방법.
16. 삭제
17. 삭제
18. 삭제
19. 삭제
20. 삭제

Images