KR101211409B1 - 전기자동차의 보조전원 공급을 위한 풍력발전장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기자동차의 보조전원 공급을 위한 풍력발전장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 구동용 메인밧데리(4)가 설치되어 있는 전기자동차에 있어서,
전기자동차(100)의 루프(101) 또는 바닥부(102)에 전기자동차의 주행시 바람을 이용하여 발전하는 풍력발전수단(1)을 설치하고,
전기자동차(100)에는 메인밧데리(4)와 별도로 풍력발전수단(1)에서 생성되는 전원을 충전하는 복수의 보조밧데리(5.6)를 설치하며,
자동차 주행중 풍력발전수단(1)에서 생성되는 전기가 보조밧데리(5,6)에 충전되도록 제어함과 동시에 메인밧데리(4)의 충전량을 감지하여 메인밧데리(4)가 방전될경우 자동으로 보조밧데리(5,6)의 전원이 부하측으로 공급되도록 작동하는 제어수단을 설치 구성한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 전기자동차 주행중 풍력발전수단에서 생성되는 전기를 보조밧데리에 저장시켰다가 전기자동차 주행에 사용할 수 있게되므로 전기자동차의 주행거리를 좀더 연장시킬 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

Description

전기자동차의 보조전원 공급을 위한 풍력발전장치{Wind power generator}

본 발명은 전기자동차의 보조전원 공급을 위한 풍력발전장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전기자동차 주행중 풍력발전수단에서 생성되는 전기를 보조밧데리에 저장시켰다가 전기자동차 주행에 사용할 수 있게되므로 전기자동차의 주행거리를 좀더 연장시킬 수 있도록 한 전기자동차의 보조전원 공급을 위한 풍력발전장치에 관한 것이다.

전기자동차는 메인밧데리에 충전되어 있는 전기로 구동모터를 구동시켜 주행하도록 설계되어 있다.

전기자동차는 순수하게 전기를 이용하여 동력을 발생시켜 주행하는 것이어서 환경오염물질을 배출하지 않는 친환경 자동차이다.

그러나, 종래의 전기자동차는 메인밧데리에 충전된 전기를 이용하여 주행할 수 있는 거리가 매우 짧아 사용자가 자주 메인밧데리를 충전시켜야 하는 문제점이 있었다.

또한 전기충전소를 많은 곳에 설치해야만 하므로 많은 경비가 소요되는 문제점 또한 발생하고 있었다.

따라서, 상기 문제점 해결을 위한 본 발명은 전기자동차의 루프 또는 바닥부에 전기자동차의 주행시 바람을 이용하여 발전하는 풍력발전수단을 설치하고, 전기자동차에는 메인밧데리와 별도로 풍력발전수단에서 생성되는 전원을 충전하는 복수의 보조밧데리를 설치하며, 자동차 주행중 풍력발전수단에서 생성되는 전기가 보조밧데리에 충전되도록 제어함과 동시에 메인밧데리의 충전량을 감지하여 메인밧데리가 방전될경우 자동으로 보조밧데리의 전원이 부하측으로 공급되도록 작동하는 제어수단을 설치 구성하므로서, 전기자동차 주행중 풍력발전수단에서 생성되는 전기를 보조밧데리에 저장시켰다가 전기자동차 주행에 사용할 수 있게되므로 전기자동차의 주행거리를 좀더 연장시킬 수 있도록 한 전기자동차의 보조전원 공급을 위한 풍력발전장치를 제공함을 목적으로 한다.

또한 장거리 주행이 가능하도록 하여 주행중 밧데리 소모로 인해 엔진이 정지되는 것을 방지할 수 있는 전기자동차의 보조전원 공급을 위한 풍력발전장치를 제공함을 목적으로 한다.

상기 목적달성을 위한 본 발명은,

구동용 메인밧데리가 설치되어 있는 전기자동차에 있어서,

전기자동차의 루프 또는 바닥부에 전기자동차의 주행시 바람을 이용하여 발전하는 풍력발전수단을 설치하고,

전기자동차에는 메인밧데리와 별도로 풍력발전수단에서 생성되는 전원을 충전하는 복수의 보조밧데리를 설치하며,

자동차 주행중 풍력발전수단에서 생성되는 전기가 보조밧데리에 충전되도록 제어함과 동시에 메인밧데리의 충전량을 감지하여 메인밧데리가 방전될경우 자동으로 보조밧데리의 전원이 부하측으로 공급되도록 작동하는 제어수단을 설치 구성한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 전기자동차 주행중 풍력발전수단에서 생성되는 전기를 보조밧데리에 저장시켰다가 전기자동차 주행에 사용할 수 있게되므로 전기자동차의 주행거리를 좀더 연장시킬 수 있는 효과 및 전기자동차의 밧데리 방전으로 인한 불편함을 개선할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

도 1 은 본 발명의 풍력발전수단이 설치된 전기자동차를 보인 사시도.
도 2 는 본 발명의 풍력발전수단을 보인 평단면도.
도 3 은 본 발명의 풍력발전수단을 보인 측단면도.
도 4 와 도 5 는 본 발명에 적용된 발전기를 보인 단면도.
도 6 은 본 발명에 적용되는 전기자동차를 보인 평면도.
도 7 은 본 발명의 제어수단을 보인 회로 블럭도.
도 8 과 도 9 는 본 발명의 풍력발전수단이 전기자동차의 바닥부에 설치된 실시예를 보인 도면.

이하, 첨부된 도면 도 1 내지 도 9 를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

상기 도면에 의하면 본 발명은,

구동용 메인밧데리(4)가 설치되어 있는 전기자동차에 있어서,

전기자동차(100)의 루프(101) 또는 바닥부(102)에 전기자동차의 주행시 바람을 이용하여 발전하는 풍력발전수단(1)을 설치하고,

전기자동차(100)에는 메인밧데리(4)와 별도로 풍력발전수단(1)에서 생성되는 전원을 충전하는 복수의 보조밧데리(5.6)를 설치하며,

자동차 주행중 풍력발전수단(1)에서 생성되는 전기가 보조밧데리(5,6)에 충전되도록 제어함과 동시에 메인밧데리(4)의 충전량을 감지하여 메인밧데리(4)가 방전될경우 자동으로 보조밧데리(5,6)의 전원이 부하측으로 공급되도록 작동하는 제어수단을 설치 구성한 것을 특징으로 한다.

상기 풍력발전수단(1)은,

전방에 입구(12)가 형성되고, 그 입구(12)를 통해 유입된 바람이 통과하는 송풍통로(13)가 양측에 각각 형성된 하우징(11)을 전기자동차(100)의 루프(101) 또는 바닥부(102)에 설치하고,

송풍통로(13)에 원통형상으로 형성되면서 내주면상에 다수의 날개(15)가 비스듬히 경사지게 형성되어 송풍통로(13)로 유입되는 바람에 의해 회전하는 회전체(14)를 베어링(18) 결합하여 회전가능하게 설치하며,

영구자석(26)과 고정자코일(27)로 이루어진 발전기(20)를 하우징(11) 내부에 설치하여 한쌍의 회전체(14)에서 발생되는 회전력으로 발전기(20)가 작동하도록 구성한다.

상기 입구(12)의 후단부 내측에는 유입된 바람이 회오리치면서 송풍통로(13)로 공급되도록 유도하는 회오리형성날개(12a)가 다수개 설치된다.

이때, 상기 회전체(14)의 외주연에 기어부(16)를 돌출 형성하고, 이 기어부(16)의 일측면에 기어산(17)을 형성하며,

발전기(20)의 발전축(22) 양단에 상기 기어산(17)에 맞물려 회전하는 구동기어(23)를 설치하여 회전체(14)의 회전력이 기어부(16)와 구동기어(23)에 의해 발전축(22)으로 전달되어 발전이 이루어지도록 구성한다.

상기 발전기(20)는 도 4 와 도 5 에 도시된 바와같이 발전하우징(21)을 구비하고, 이 발전하우징(21)의 내부를 관통하도록 발전축(22)을 베어링으로 결합하며, 발전축(22)의 중간부에 복수개의 회전자브라켓(25)을 결합하고, 이 회전자 브라켓(25)의 외곽에 영구자석(26)을 설치하고, 각각의 회전자 브라켓(25)에 구비되는 영구자석(26)의 사이에 위치하도록 발전하우징(21)의 내주면상에 고정자코일(27)을 설치한다.

따라서, 회전체(14)의 회전력이 발전축(22)으로 전달되어 발전축(22)이 회전하게 되면 복수의 회전자브라켓(25)이 회전하면서 3개의 영구자석(26)과 2개의 고정자코일(27)이 교차하면서 고정자코일(27)에 전기가 생성되어 밧데리충전부(35)를 통해 보조밧데리(5,6)로 공급되어 충전되는 것이다.

그리고, 상기 발전축(22)에는 제어수단을 이루는 제어부(33)의 제어신호에 의해 발전축(22)의 회전력이 발전기(20) 내부로 공급되는 것을 단속하는 마그네크 클러치(24)를 설치하는데, 제어부(33)는 풍속센서(31)와 회전수센서(32)에서 감지되는 정보로서 발전축(22)이 과도하게 빠른 속도로 회전하는 것을 판단하여 마그네트클러치(24)를 오픈시킴에 따라 회전체(14)의 회전력이 발전축(22)으로 전달되지 않게되어 발전기(20)에 과부하가 인가되지 않도록 하여 발전기(20)의 내부 구성요소들의 손상을 방지할 수 있게 된다.

한편, 상기 제어수단은,

전기자동차(100) 주행시 풍력발전수단(1)에 공급되는 바람의 세기를 감지하는 풍속센서(31)와;

발전축(22)의 회전수를 감지하는 회전수센서(32)와;

발전기(20)에서 생성되는 전기를 제 1 및 제 2 보조밧데리(5,6)에 충전시키는 밧데리 충전부(35)와;

메인밧데리(4)와 제 1 및 제 2 보조밧데리(5,6)의 전기 충전량을 감지하는 충전량 감지부(36)와;

메인밧데리(4) 또는 제 1 및 제 2 보조밧데리(5,6)의 전기가 선택적으로 부하측에 출력되도록 스위칭 동작하는 스위치부(8)와;

상기 풍속센서(31)와 회전수센서(32)에서 감지되는 정보에 따라 마그네트 클러치(24)의 클러칭 동작을 제어하고, 충전량 감지부(36)에서 감지되는 충전량정보에 따라 메인밧데리(4)의 충전량이 80% 이상 소모되었을때 제 1 또는 제 2 보조밧데리(5,6)의 전기가 부하측으로 공급될 수 있도록 스위치부(8)를 제어하는 제어부(33), 충전량 감지부(36)에서 감지되는 충전량감지정보를 운전자가 확인할 수 있도록 화면표시하는 표시부(34)로 구성되어 운전석 대시판넬에 설치되는 제어패널(3); 로 구성한 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 보조밧데리(5,6)의 만충전시 센서의 작동으로 동작하여 차량의 주행저항을 줄여주기 위하여 입구(12)와 송풍통로(13)를 차단하는 개폐도어(12b)를 입구측에 더 설치할 수 있다.

이와같이 구성된 본 발명의 동작을 설명하면 다음과 같다.

전기자동차(100)는 충전소켓(7)으로 공급되는 전기가 메인밧데리(4)에 충전되고, 운전자가 전기자동차(100)를 주행시킬때 메인밧데리(4)의 전원이 스위치부(8)에 의해 부하측으로 공급되어 구동모터가 작동하여 주행이 이루어지게 된다.

전기자동차(100)의 주행을 시작하면, 전기자동차(100)의 상부인 루프(101)에 설치되거나 또는 전기자동차(100)의 바닥부(102)에 설치(도 8과 도 9 참조)되어 있는 풍력발전수단(1)의 하우징(11) 입구(12)로 강한 바람이 유입되고, 입구(12)로 유입된 바람은 회오리 형성날개(12a)에 의해 소용돌이 치면서 송풍통로(13)에 설치되어 있는 회전체(14)로 공급된다.

회전체(14) 내부로 유입되는 바람이 회전체(14) 내부에 비스듬히 경사지게 형성된 날개(15)에 부딪히면서 회전체(14)가 일방향으로 회전하게되고, 회전체(14)의 회전력은 기어부(16)의 기어산(17)을 통해 구동기어(23)로 전달된 후 발전기(20)의 발전축(22)으로 전달되어 발전축(22)에 설치되어 있는 영구자석(26)이 회전하게되어 고정자코일(27)에 전기가 발생하게되고, 이 고정자코일(27)에서 생성되는 전기는 밧데리 충전부(35)를 통해 제 1 및 제 2 보조밧데리(5,6)에 충전된다.

상기 발전기(20)의 발전동작시 풍속센서(31)는 입구(12)를 통해 유입되는 바람의 세기를 감지하여 제어부(33)로 출력하고, 회전수센서(32)는 발전축(22)의 회전수를 감지하여 제어부(33)로 출력하며, 제어부(33)는 풍속정보와 회전수정보를 이용하여 발전기(20)의 과부하여부를 판단한 후 과부하가 염려되는 상태이면 마그네크 클러치(24)를 오픈시켜 발전축(22)으로 회전체(14)의 회전력이 공급되지 않도록 한다.

또한, 제어부(33)는 충전량 감지부(36)에 의해 보조밧데리(5,6)의 만충전상태가 감지되면 입구(12)에 설치된 개폐도어(12b)를 차단 작동시켜 입구(12) 및 송풍통로(13)로 바람이 유입되지 않도록 하여 차량 주행시 발생되는 저항이 줄어들도록 작동한다.

그리고, 제어패널(3)을 이루는 표시부(34) 상에는 메인밧데리(4)와 제 1 및 제 2 보조밧데리(5,6)의 충전상태가 표시되어 운전자가 실시간으로 각각의 밧데리 상태를 확인할 수 있게된다.

또한, 전기자동차(100)의 주행으로 메인밧데리(4)의 충전량이 전체의 80% 이상 소진되면 제어부(33)는 스위치부(8)를 절환시켜 메인밧데리(4)로 부터 전기가 출력되지 않고 제 1 또는 제 2 보조밧데리(5,6)로 부터 전기가 출력되어 구동모터로 공급되도록 하므로서, 전기자동차의 주행거리를 조금 더 연장시킬 수 있게되는 것이다.

1: 풍력발전수단, 3: 제어패널,
4: 메인밧데리, 5,6: 보조밧데리,
7: 충전소켓, 8: 스위치부,
11: 하우징, 12: 입구,
13: 송풍통로, 14: 회전체,
15: 날개, 16: 기어부,
17: 기어산, 18: 베어링,
20: 발전기, 21: 발전하우징,
22: 발전축, 23: 구동기어,
24: 마그네크 클러치, 25: 회전자 브라켓,
26: 영구자석, 27: 고정자 코일,
31: 풍속센서, 32: 회전수센서,
33: 제어부, 34: 표시부,
35: 밧데리 충전부, 36: 충전량 감지부,

Claims (6)

1. 구동용 메인밧데리(4)가 설치되어 있는 전기자동차에 있어서,
   전기자동차(100)의 루프(101) 또는 바닥부(102)에 전기자동차의 주행시 바람을 이용하여 발전하는 풍력발전수단(1)을 설치하고,
   전기자동차(100)에는 메인밧데리(4)와 별도로 풍력발전수단(1)에서 생성되는 전원을 충전하는 복수의 보조밧데리(5.6)를 설치하며,
   자동차 주행중 풍력발전수단(1)에서 생성되는 전기가 보조밧데리(5,6)에 충전되도록 제어함과 동시에 메인밧데리(4)의 충전량을 감지하여 메인밧데리(4)가 방전될경우 자동으로 보조밧데리(5,6)의 전원이 부하측으로 공급되도록 작동하는 제어수단을 설치 구성하고,
   상기 풍력발전수단(1)은, 전방에 입구(12)가 형성되고, 그 입구(12)를 통해 유입된 바람이 통과하는 송풍통로(13)가 양측에 각각 형성된 하우징(11)을 전기자동차(100)의 루프(101) 또는 바닥부(102)에 설치하고,
   송풍통로(13)에 원통형상으로 형성되면서 내주면상에 다수의 날개(15)가 비스듬히 경사지게 형성되어 송풍통로(13)로 유입되는 바람에 의해 회전하는 회전체(14)를 베어링(18) 결합하여 회전가능하게 설치하며,
   영구자석(26)과 고정자코일(27)로 이루어진 발전기(20)를 하우징(11) 내부에 설치하여 한쌍의 회전체(14)에서 발생되는 회전력으로 발전기(20)가 작동하도록 구성하고,
   상기 회전체(14)의 외주연에 기어부(16)를 돌출 형성하고, 이 기어부(16)의 일측면에 기어산(17)을 형성하며,
   발전기(20)의 발전축(22) 양단에 상기 기어산(17)에 맞물려 회전하는 구동기어(23)를 설치하여 회전체(14)의 회전력이 기어부(16)와 구동기어(23)에 의해 발전축(22)으로 전달되어 발전이 이루어지도록 구성하고,
   상기 발전축(22)에는 제어수단의 제어신호에 의해 발전축(22)의 회전력이 발전기(20) 내부로 공급되는 것을 단속하는 마그네크 클러치(24)를 설치하며,
   보조밧데리(5,6)의 만충전시 센서의 작동으로 동작하여 차량의 주행저항을 줄여주기 위하여 입구(12)와 송풍통로(13)를 차단하는 개폐도어(12b)를 입구측에 더 설치한 것을 특징으로 하는 전기자동차의 보조전원 공급을 위한 풍력발전장치.
   
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