KR101173270B1 - 세그먼트간 자기장 간섭을 최소화한 전기자동차용 급전 세그먼트 장치 - Google Patents

세그먼트간 자기장 간섭을 최소화한 전기자동차용 급전 세그먼트 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 세그먼트간 자기장 간섭을 최소화한 전기자동차용 급전 세그먼트 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 도로 하부에 도로진행방향을 따라 연이어 배치되어 도로 위를 운행하는 전기자동차에 전원을 공급하는 급전 세그먼트에서, 세그먼트 형태를 이루는 구조물의 상부 또는 측면의 양단에 설치되어 급전 세그먼트 양단에서 발생하는 자기장을 상쇄시키는 차폐장치를 포함하는 전기자동차용 급전 세그먼트 장치에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 이웃한 세그먼트로 넘어가는 간섭 자기장의 양을 최소화함으로써 각 세그먼트 블록이 만족해야 하는 국내외의 다양한 전자파 관련 EMI/EMC/EMF규격을 만족시키게 된다.
또한 본 발명에 의하면, 설치현장의 상황에 따라 여러 다른 크기와 다른 종류의 자기장 상쇄 능력을 갖는 차폐장치를 세그먼트 블록에 포함시켜 함께 제작하면 다양한 종류의 세그먼트 블록의 대량 생산이 가능하며, 대량 제작이 가능해짐에 따라 제작비용을 낮출 수 있다.
전기자동차, 급전 세그먼트, 차폐

Description

세그먼트간 자기장 간섭을 최소화한 전기자동차용 급전 세그먼트 장치{POWER SUPPLY APPARATUS FOR ELECTRIC VEHICLE MINIMIZING INTER-SEGMENT MAGNETIC INTERFERENCE}
본 발명은 세그먼트간 자기장 간섭을 최소화한 전기자동차용 급전 세그먼트 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 도로 하부에 도로진행방향을 따라 연이어 배치되어 도로 위를 운행하는 전기자동차에 전원을 공급하는 급전 세그먼트에서, 세그먼트 형태를 이루는 구조물의 상부 또는 측면의 양단에 설치되어 급전 세그먼트 양단에서 발생하는 자기장을 상쇄시키는 차폐장치를 포함하는 전기자동차용 급전 세그먼트 장치에 관한 것이다.
세그먼트 급전방식의 전기자동차 시스템에서 각 세그먼트 블록은 비접촉방식으로 전기 자동차의 집전장치로 전력을 전달한다. 이때 대량의 전력이 세그먼트 블록에서 자동차의 집전장치로 비접촉 전달 및 공급되면서 국내외 안전규격을 초과하는 대량의 자기장이 세그먼트 블록의 위에 위치한 도로면에서 발생하게 된다. 발생된 급전 자기장은 연속적인 값을 가지므로, 급전 세그먼트 블록의 끝단에서 급격히 약해지거나 사라지지 않고, 동작중에 있지 않은 이웃한 급전 세그먼트 블록에 잔여 자기장을 발생시키므로 규격치를 초과하는 자기장이 존재하게 된다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 이웃한 세그먼트로 넘어가는 간섭 자기장의 양을 최소화함으로써 각 세그먼트 블록이 만족해야 하는 국내외의 다양한 전자파 관련 EMI/EMC/EMF규격을 만족시키게 하는데 그 목적이 있다.
또한 본 발명은, 설치현장의 상황에 따라 여러 다른 크기와 다른 종류의 자기장 상쇄 능력을 갖는 차폐장치를 세그먼트 블록에 포함시켜 함께 제작하면 다양한 종류의 세그먼트 블록의 대량 생산이 가능하며, 대량 제작이 가능해짐에 따라 제작비용을 낮출 수 있게 하는데 다른 목적이 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 도로 하부에 도로진행방향을 따라 연이어 배치되어 도로 위를 운행하는 전기자동차에 전원을 공급하는 전기자동차용 급전 세그먼트 장치는, 전류에 의한 자기장 발생으로 차량에 전원을 공급하는 급전선을 내부에 수용하며, 도로 진행방향을 따라 도로 하부에 연이어 배치되어 있는 다수의 세그먼트 구조물; 상기 세그먼트 구조물 상부 또는 측면의 양단에 설치되어 급전 세그먼트 양단에서 발생하는 자기장을 상쇄시킴으로써 인접한 세그먼트 블록 간의 자기장 간섭을 줄이는 루프(loop) 형태의 차폐 케이블; 전류에 의한 자기장 발생으로 차량에 전원을 공급하고, 상기 세그먼트 구조물 내부에 배치되는 급전선; 상기 급전 세그먼트 위로 통과하는 차량을 감지하는 차량감지 센서; 상기 도로에 설치된 다수의 급전 세그먼트 블록의 급전을 제어하는 세그먼트 제어기; 및 상기 차량감지 센서에 의해 차량 감지시 차량으로의 전원공급을 가동하고, 차량 미감지시 차량으로의 전원공급을 차단하는 급전 스위치를 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 도로 하부에 도로진행방향을 따라 연이어 배치되어 도로 위를 운행하는 전기자동차에 전원을 공급하는 전기자동차용 급전 세그먼트 장치는, 전류에 의한 자기장 발생으로 차량에 전원을 공급하는 급전선을 내부에 수용하며, 도로 진행방향을 따라 도로 하부에 연이어 배치되어 있는 다수의 세그먼트 구조물; 상기 세그먼트 구조물 상부 또는 측면의 양단에 설치되어 급전 세그먼트 양단에서 발생하는 자기장을 상쇄시킴으로써 인접한 세그먼트 블록 간의 자기장 간섭을 줄이는 그물 형태의 차폐망; 전류에 의한 자기장 발생으로 차량에 전원을 공급하고, 상기 세그먼트 구조물 내부에 배치되는 급전선; 상기 급전 세그먼트 위로 통과하는 차량을 감지하는 차량감지 센서; 상기 도로에 설치된 다수의 급전 세그먼트 블록의 급전을 제어하는 세그먼트 제어기; 및 상기 차량감지 센서에 의해 차량 감지시 차량으로의 전원공급을 가동하고, 차량 미감지시 차량으로의 전원공급을 차단하는 급전 스위치를 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 도로 하부에 도로진행방향을 따라 연이어 배치되어 도로 위를 운행하는 전기자동차에 전원을 공급하는 전기자동차용 급전 세그먼트 장치는, 전류에 의한 자기장 발생으로 차량에 전원을 공급하는 급전선을 내부에 수용하며, 도로 진행방향을 따라 도로 하부에 연이어 배치되어 있는 다수의 세그먼트 구조물; 상기 세그먼트 구조물 상부 또는 측면의 양단에 설치되어 급전 세그먼트 양단에서 발생하는 자기장을 상쇄시킴으로써 인접한 세그먼트 블록 간의 자기장 간섭을 줄이는 평판형태의 차폐판; 전류에 의한 자기장 발생으로 차량에 전원을 공급하고, 상기 세그먼트 구조물 내부에 배치되는 급전선; 상기 급전 세그먼트 위로 통과하는 차량을 감지하는 차량감지 센서; 상기 도로에 설치된 다수의 급전 세그먼트 블록의 급전을 제어하는 세그먼트 제어기; 및 상기 차량감지 센서에 의해 차량 감지시 차량으로의 전원공급을 가동하고, 차량 미감지시 차량으로의 전원공급을 차단하는 급전 스위치를 포함한다.
상기 세그먼트간 자기장 간섭을 최소화한 전기자동차용 급전 세그먼트 장치는, 차량으로 전달하는 급전 세그먼트의 아이디, 온오프 상태 정보, 차량으로부터 수신하는 차량 아이디, 속도 정보를 포함하는 급전제어 정보를 도로상을 운행하는 차량과 송수신하는 정보 송수신기를 더 포함할 수 있다.
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본 발명에 의하면, 이웃한 세그먼트로 넘어가는 간섭 자기장의 양을 최소화함으로써 각 세그먼트 블록이 만족해야 하는 국내외의 다양한 전자파 관련 EMI/EMC/EMF규격을 만족시키게 되는 효과가 있다.
또한 본 발명에 의하면, 설치현장의 상황에 따라 여러 다른 크기와 다른 종류의 자기장 상쇄 능력을 갖는 차폐장치를 세그먼트 블록에 포함시켜 함께 제작하면 다양한 종류의 세그먼트 블록의 대량 생산이 가능하며, 대량 제작이 가능해짐에 따라 제작비용을 낮출 수 있는 효과가 있다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아 니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 전기자동차용 급전 세그먼트 장치(100)의 구조를 나타내는 도면이다.
도로에 매설되는 급전장치의 급전을 위한 단위 모듈로서의 급전 세그먼트(100)이며, 전류의 흐름으로 자기장을 발생시키는 급전선(102)과, 전력선(10)으로부터 공급되는 전력을 상기 급전 세그먼트(100)로 전달하거나 차단시키는 급전 스위치(101)를 구비할 수 있다. 특히 차량감지센서(103)는 해당 급전 세그먼트(100) 위의 도로로 진입하는 차량을 감지하여, 차량이 진입할 경우 스위치를 연결하여 급전선(102)에 전류를 흐르게 한다. 이로써 자기장을 발생시켜 전기자동차에 전력을 공급하게 된다.
또한 차량이 세그먼트를 통과해 나간 경우는 스위치를 차단하여 급전선(102)에 전류를 흐르지 않게 함으로써 자기장 발생을 중지시킨다. 또한 도로상을 운행하는 차량과 급전제어를 위한 정보를 송수신하는 정보 송수신기를 더 구비할 수 있다. 이러한 정보 송수신기가 송수신하는 정보에는, 차량으로 전달하는 급전 세그먼트의 아이디, 온/오프 상태 정보, 차량으로부터 수신하는 차량 아이디, 속도 등의 정보 등이 있다. 또한 다수의 급전 세그먼트를 제어하는 세그먼트 제어기가 존재할 경우 상기 정보 송수신기는 세그먼트 제어기와도 급전 제어에 필요한 정보를 송수신할 수 있다.
도 2는 다수의 급전 세그먼트(100)가 도로에 배치되는 형태를 나타내는 도면이다.
세그먼트 전원공급기(200)는 입력받은 3상 교류전압을 직류로 바꾸고, 다시 급전장치에 필요한 교류형태로 변화시키는 형태이다. 세그먼트 전원공급기(200)와 세그먼트가 가깝게 설치되면 전원공급 효율이 좋아지므로, 이를 고려하여 교류를 직류로 바꾸는 정류기와 바뀐 직류를 급전장치에 적합한 교류로 바꾸는 인버터를 각각 분리하여 따로 설치할 수도 있다.
도 3은 인접한 세그먼트 블록간의 자기장 간섭을 최소화하기 위해 양단에 차폐장치를 구비한 급전 세그먼트 장치(100)로서, 차폐장치가 루프형태, 즉 차폐 케이블(111, 112)인 경우를 도시한 도면이다.
폐루프 형태의 차폐 케이블(111, 112)은 세그먼트 블럭에서 발생된 자기장이 폐루프 차폐 케이블 내를 통과할 때 통과하는 자기장을 상쇄시키기 위한 역자기장을 발생시키고 이를 위한 역전류가 발생되어 흐르게 된다. 내부 급전선에서 발생하는 자기장의 형태에 따라 급전 세그먼트 장치(100)의 상부에 차폐 케이블(111)을 구비할 수도 있고, 측면에 차폐 케이블(112)을 구비할 수도 있다.
이 유도된 역방향 전류에 의한 상쇄자기장이 세그먼트 끝단에서 나오는 급전자기장을 상쇄시키는데, 특히 저항값이 낮은 케이블일수록 많은 역방향 발생용 전류를 발생시킬 수 있으므로 효과가 좋게 된다. 발생된 전류는 케이블을 흐르면서 케이블의 저항값에 의해 열로 소진되고, 루프(111, 112) 가운데로 통과하는 자기장 에 의해 역자기장을 위한 전류가 계속 발생되어 역자기장이 발생되면서, 케이블에 의해 열로 소진되는 현상이 반복된다. 이에 따라 세그먼트가 급전자기장을 발생시키는 동안은 계속 역자기장이 발생되게 된다. 세그먼트가 동작하지 않는 동안, 즉,급전 자기장을 발생시키지 않는 동안은 차폐 케이블도 역자기장을 발생하지 않는다.
도 4는 인접한 세그먼트 블록간의 자기장 간섭을 최소화하기 위해 양단에 차폐장치를 구비한 급전 세그먼트 장치(100)로서, 차폐장치가 그물망 형태, 즉 차폐망(121, 122)인 경우를 도시한 도면이다.
차폐망(121, 122)의 재질로서는 예를 들어, 구리망이나 알루미늄망, 스테인레스망, 철망등이 가능하다. 차폐망(121, 122) 역시 도 3을 참조하여 설명한 차폐 케이블(111, 112)의 경우와 마찬가지의 원리로, 망의 간격 등에 따라 망을 구성하는 와이어들이 마치 폐루프 케이블처럼 구성되어 동작하게 되어 마찬가지로 역자기장을 발생시키고 역전류는 계속 열로 소진되게 된다.
도 5는 인접한 세그먼트 블록간의 자기장 간섭을 최소화하기 위해 양단에 차폐장치를 구비한 급전 세그먼트 장치(100)로서, 차폐장치가 평판형태, 즉 차폐판(131, 132)인 경우를 도시한 도면이다.
차폐판(131, 132)의 재질로서는 예를 들어, 구리판, 알루미늄판, 스테인레스판, 철판 등이 가능하다. 차폐판 역시 도 3을 참조하여 설명한 차폐 케이블(111, 112)의 경우와 마찬가지의 원리로, 차폐판 내에 역방향 전류가 유도되어 흐르고 역자기장이 발생되어 세그먼트의 자기장을 상쇄시키며 열로 소진되는 과정을 동일하게 반복한다.
도 1은 전기자동차용 급전 세그먼트 장치의 구조를 나타내는 도면.
도 2는 다수의 급전 세그먼트 장치가 도로에 배치되는 형태를 나타내는 도면.
도 3은 인접한 세그먼트 블록간의 자기장 간섭을 최소화하기 위해 양단에 차폐장치를 구비한 급전 세그먼트 장치로서, 차폐장치가 루프형태인 경우를 도시한 도면.
도 4는 인접한 세그먼트 블록간의 자기장 간섭을 최소화하기 위해 양단에 차폐장치를 구비한 급전 세그먼트 장치로서, 차폐장치가 그물망 형태인 경우를 도시한 도면.
도 5는 인접한 세그먼트 블록간의 자기장 간섭을 최소화하기 위해 양단에 차폐장치를 구비한 급전 세그먼트 장치로서, 차폐장치가 평판형인 경우를 도시한 도면.

Claims (10)

  1. 도로 하부에 도로진행방향을 따라 연이어 배치되어 도로 위를 운행하는 전기자동차에 전원을 공급하는 전기자동차용 급전 세그먼트 장치로서,
    전류에 의한 자기장 발생으로 차량에 전원을 공급하는 급전선을 내부에 수용하며, 도로 진행방향을 따라 도로 하부에 연이어 배치되어 있는 다수의 세그먼트 구조물;
    상기 세그먼트 구조물 상부 또는 측면의 양단에 설치되어 급전 세그먼트 양단에서 발생하는 자기장을 상쇄시킴으로써 인접한 세그먼트 블록 간의 자기장 간섭을 줄이는 루프(loop) 형태의 차폐 케이블;
    전류에 의한 자기장 발생으로 차량에 전원을 공급하고, 상기 세그먼트 구조물 내부에 배치되는 급전선;
    상기 급전 세그먼트 위로 통과하는 차량을 감지하는 차량감지 센서;
    상기 도로에 설치된 다수의 급전 세그먼트 블록의 급전을 제어하는 세그먼트 제어기; 및,
    상기 차량감지 센서에 의해 차량 감지시 차량으로의 전원공급을 가동하고, 차량 미감지시 차량으로의 전원공급을 차단하는 급전 스위치
    를 포함하는 세그먼트간 자기장 간섭을 최소화한 전기자동차용 급전 세그먼트 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 도로 하부에 도로진행방향을 따라 연이어 배치되어 도로 위를 운행하는 전기자동차에 전원을 공급하는 전기자동차용 급전 세그먼트 장치로서,
    전류에 의한 자기장 발생으로 차량에 전원을 공급하는 급전선을 내부에 수용하며, 도로 진행방향을 따라 도로 하부에 연이어 배치되어 있는 다수의 세그먼트 구조물;
    상기 세그먼트 구조물 상부 또는 측면의 양단에 설치되어 급전 세그먼트 양단에서 발생하는 자기장을 상쇄시킴으로써 인접한 세그먼트 블록 간의 자기장 간섭을 줄이는 그물 형태의 차폐망;
    전류에 의한 자기장 발생으로 차량에 전원을 공급하고, 상기 세그먼트 구조물 내부에 배치되는 급전선;
    상기 급전 세그먼트 위로 통과하는 차량을 감지하는 차량감지 센서;
    상기 도로에 설치된 다수의 급전 세그먼트 블록의 급전을 제어하는 세그먼트 제어기; 및,
    상기 차량감지 센서에 의해 차량 감지시 차량으로의 전원공급을 가동하고, 차량 미감지시 차량으로의 전원공급을 차단하는 급전 스위치
    를 포함하는 세그먼트간 자기장 간섭을 최소화한 전기자동차용 급전 세그먼트 장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 도로 하부에 도로진행방향을 따라 연이어 배치되어 도로 위를 운행하는 전기자동차에 전원을 공급하는 전기자동차용 급전 세그먼트 장치로서,
    전류에 의한 자기장 발생으로 차량에 전원을 공급하는 급전선을 내부에 수용하며, 도로 진행방향을 따라 도로 하부에 연이어 배치되어 있는 다수의 세그먼트 구조물;
    상기 세그먼트 구조물 상부 또는 측면의 양단에 설치되어 급전 세그먼트 양단에서 발생하는 자기장을 상쇄시킴으로써 인접한 세그먼트 블록 간의 자기장 간섭을 줄이는 평판형태의 차폐판;
    전류에 의한 자기장 발생으로 차량에 전원을 공급하고, 상기 세그먼트 구조물 내부에 배치되는 급전선;
    상기 급전 세그먼트 위로 통과하는 차량을 감지하는 차량감지 센서;
    상기 도로에 설치된 다수의 급전 세그먼트 블록의 급전을 제어하는 세그먼트 제어기; 및,
    상기 차량감지 센서에 의해 차량 감지시 차량으로의 전원공급을 가동하고, 차량 미감지시 차량으로의 전원공급을 차단하는 급전 스위치
    를 포함하는 세그먼트간 자기장 간섭을 최소화한 전기자동차용 급전 세그먼트 장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 청구항 1, 청구항 4 및 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    차량으로 전달하는 급전 세그먼트의 아이디, 온오프 상태 정보, 차량으로부터 수신하는 차량 아이디, 속도 정보를 포함하는 급전제어 정보를 도로상을 운행하는 차량과 송수신하는 정보 송수신기
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세그먼트간 자기장 간섭을 최소화한 전기자동차용 급전 세그먼트 장치.
KR20090131259A 2009-12-24 2009-12-24 세그먼트간 자기장 간섭을 최소화한 전기자동차용 급전 세그먼트 장치 KR101173270B1 (ko)

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