KR101295837B1 - 전기 이륜차의 등판능력이 측정되는 시험방법 - Google Patents

전기 이륜차의 등판능력이 측정되는 시험방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전기 이륜차의 등판능력이 측정되는 시험방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전기 이륜차를 설정된 경사로의 등판각에 상응하는 등판부하를 차대동력계에 설정한 뒤, 다수 단계로 나누어진 시험설정조건에 따라 시험함으로써, 등판부하를 설정한 등판각에 따라 측정지점을 통과하는 시간 및 속도가 이전 측정지점을 통과한 시간 및 속도보다 같거나 빠르면 등판성공으로 판단하여 전기 이륜차의 등판능력성능을 파악하고, 등판각 및 주행속도에 따른 전기 이륜차의 최대 토크 및 전기이륜차의 최대출력을 측정할 수 있으며, 상기 전기 이륜차의 등판능력성능을 데이터화하여 추후에 연구 개발되는 전기 이륜차에 적용할 수 있는 특징이 있다.

Description

전기 이륜차의 등판능력이 측정되는 시험방법{Climbing Test Method of Electric Mopeds and Motorcycles}
본 발명은 전기 이륜차의 등판능력이 측정되는 시험방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전기 이륜차를 설정된 경사로의 등판각에 상응하는 등판부하를 차대동력계에 설정한 뒤, 다수 단계로 나누어진 시험설정조건에 따라 시험함으로써, 등판부하를 설정한 등판각에 따라 측정지점을 통과하는 시간 및 속도가 이전 측정지점을 통과한 시간 및 속도보다 같거나 빠르면 등판성공으로 판단하여 전기 이륜차의 등판능력성능을 파악하고, 등판각 및 주행속도에 따른 전기 이륜차의 최대 토크 및 전기이륜차의 최대출력을 측정할 수 있으며, 상기 전기 이륜차의 등판능력성능을 데이터화하여 추후에 연구 개발되는 전기 이륜차에 적용할 수 있는 전기 이륜차의 등판능력이 측정되는 시험방법에 관한 것이다.
일반적으로 이륜차는 전후방에 바퀴를 가지며 이동하게 되는 것으로, 페달을 통한 자전거와, 동력원을 이용해 구동하는 오토바이, 한쪽 발을 몸체에 올려놓고 다른 쪽 발을 이용하여 지면에서 이동하도록 하는 킥보드 등이 있다.
오토바이와 같은 동력원을 갖는 이륜차량은, 사용의 용이성, 주차의 편리성, 낮은 유류비 부담 등으로 오늘날 주요 교통수단으로 널리 사용되고 있다. 특히 최근 들어 인터넷 쇼핑의 증가로 인한 택배업의 활황, 배달음식에 익숙한 음식문화, 이륜차 퀵서비스 이용자의 증가 등으로 이륜자동차의 수요가 증가하고 있으며 그 동력원으로 가솔린 엔진을 많이 사용하였다. 그러나, 최근에는 연비, 대기오염 및 소음 등 환경적 요인으로 인해 축전지와 전동기를 동력원으로 사용한 이륜차량도 출시되고 있는 실정이다.
전동동력을 갖는 이륜차량은 전동기, 배터리, 제어기 등으로 구성된다. 또한 발판 일측부에 구비된 전동기와, 전동기에 기어를 장착하여 바퀴와 연결하는 동력전달장치로 구성 형식과, 동력구동 바퀴 안쪽에 인휠모터가 장착되어 일체형으로 구동하는 형식 등으로 되어 있다. 각각의 형태에 따라 장단점을 갖고 있으며, 소형 전기이륜차의 경우 인휠모터를 사용하며, 대형의 경우 전동기에 기어를 연결한 형태를 주로 사용한다.
이륜차량에 사용되는 전동기로는 고정된 브러쉬에 정류자가 면접촉하면서 회전하여 전류를 공급하는 직류전동기를 일반적으로 사용한다. 그러나, 이러한 직류전동기는 브러쉬와 정류자의 회전마찰로 인한 열발생과, 브러쉬와 정류자의 마모로 인해 쉽게 손상되는 문제점이 있다.
최근에는 전자 스위칭 기술(electronic switching technique)을 이용하여 브러쉬와 정류자를 없앤 무정류자 직류전동기를 사용한 이륜차가 출시되고 있는 실정이다. 무정류자 직류전동기에서는 제어기가 브러쉬와 정류자의 역할을 대신하기 때문에 구조가 간단해지며, 회전마찰로 인한 열발생과 브러쉬 마모 문제가 없으므로 반영구적인 수명을 갖는다.
무정류자 직류전동기를 이륜차량용으로 사용하기 위해서는 수백 내지 수천와트나 되는 상당한 출력량을 갖는 무정류자 직류전동기와 대용량의 축전지를 채용해야하므로 고가격, 고중량, 짧은 1회충전 주행거리, 등판성능 등이 있어 대중화에 어려움을 겪고 있다.
또한 전동기들을 채용한 이륜차량은 배터리를 에너지원으로 사용하고 있다. 그러나 배터리의 특성상 초기 완전 충전된 이륜차의 성능과 일정 부분 배터리 방전 후 이륜차의 가속성, 등판성능, 최고속도 등 이륜차의 주요 성능이 저하되는 현상을 보인다. 또한 주위 온도 등의 환경적 요인으로 인해 배터리 용량이 감소하는 특성을 보이며 이로 인해 이륜차의 1회 충전 주행거리가 급격히 감소하는 특징을 보인다.
이렇게, 상기의 문제점들은 이륜차를 사용하는 중간에 발생하는 것으로 문제점을 발견하는 것이 소비자의 몫이 됐다. 이처럼 국내에는 이륜차를 실제 환경 조건에 맞춰 시험할 수 있는 장치 및 방법이 국내에는 없는 실정이다.
따라서, 본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서,
전기 이륜차를 설정된 경사로의 등판각에 상응하는 등판부하를 차대동력계에 설정한 뒤, 다수 단계로 나누어진 시험설정조건에 따라 시험함으로써, 등판부하를 설정한 등판각에 따라 측정지점을 통과하는 시간 및 속도가 이전 측정지점을 통과한 시간 및 속도보다 같거나 빠르면 등판성공으로 판단하여 전기 이륜차의 등판능력성능을 파악하고, 등판각 및 주행속도에 따른 전기 이륜차의 최대 토크 및 전기이륜차의 최대출력을 측정할 수 있으며, 상기 전기 이륜차의 등판능력성능을 데이터화하여 추후에 연구 개발되는 전기 이륜차에 적용할 수 있는 전기 이륜차의 등판능력이 측정되는 시험방법을 제공하는데 목적이 있다.
상기 목적을 달성하고자, 본 발명은 시험용 전기이륜차가 시험설정조건에 맞춰 준비되는 단계(S100);
상기 시험용 전기이륜차의 등판성능시험에 맞춰 등판각이 설정되는 단계(S200);
상기 등판각 설정 후, 등판각에 상응되는 등판부하가 산출되어 차대동력계에 적용되는 단계(S300);
상기 시험용 전기이륜차의 기어가 설정된 최저 속단 기어로 설정되는 단계(S400);
상기 시험용 전기이륜차가 설정된 수동 운전모드 또는 자동 운전모드가 선택적으로 적용되는 단계(S500);
상기 수동 운전모드 또는 자동 운전모드 선택 후, 설정된 거리의 보조주행구간에서 시험용 전기이륜차가 설정된 최대출력까지 가속되는 단계(S600);
상기 보조주행구간 통과 후, 설정된 측정지점인 10m, 20m, 30m, 40, 50m 지점에서 측정되는 단계(S700);
상기 측정지점에서 측정 후, 측정된 결과가 설정된 조건 값과 비교되어 등판성공이 판단되는 단계(S800);
상기 등판성공으로 판단된 측정 결과가 기록표에 기입되어 저장되는 단계(S900);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기 이륜차의 등판능력이 측정되는 시험방법에 관한 것이다.
이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명의 전기 이륜차의 등판능력이 측정되는 시험방법은 전기 이륜차를 설정된 경사로의 등판각에 상응하는 등판부하를 차대동력계에 설정한 뒤, 다수 단계로 나누어진 시험설정조건에 따라 시험함으로써, 등판부하를 설정한 등판각에 따라 측정지점을 통과하는 시간 및 속도가 이전 측정지점을 통과한 시간 및 속도보다 같거나 빠르면 등판성공으로 판단하여 전기 이륜차의 등판능력성능을 파악하고, 등판각 및 주행속도에 따른 전기 이륜차의 최대 토크 및 전기이륜차의 최대출력을 측정할 수 있으며, 상기 전기 이륜차의 등판능력성능을 데이터화하여 추후에 연구 개발되는 전기 이륜차에 적용할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전기 이륜차의 등판능력이 측정되는 시험방법을 나타낸 순서도이고,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전기 이륜차의 수동모드 시험방법을 나타낸 순서도이고,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전기 이륜차의 자동모드 시험방법을 나타낸 순서도이고,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 등판 성공 여부를 나타낸 순서도이다.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래와 같은 특징을 갖는다.
본 발명은 시험용 전기이륜차가 시험설정조건에 맞춰 준비되는 단계(S100);
상기 시험용 전기이륜차의 등판성능시험에 맞춰 등판각이 설정되는 단계(S200);
상기 등판각 설정 후, 등판각에 상응되는 등판부하가 산출되어 차대동력계에 적용되는 단계(S300);
상기 시험용 전기이륜차의 기어가 설정된 최저 속단 기어로 설정되는 단계(S400);
상기 시험용 전기이륜차가 설정된 수동 운전모드 또는 자동 운전모드가 선택적으로 적용되는 단계(S500);
상기 수동 운전모드 또는 자동 운전모드 선택 후, 설정된 거리의 보조주행구간에서 시험용 전기이륜차가 설정된 최대출력까지 가속되는 단계(S600);
상기 보조주행구간 통과 후, 설정된 측정지점인 10m, 20m, 30m, 40, 50m 지점에서 측정되는 단계(S700);
상기 측정지점에서 측정 후, 측정된 결과가 설정된 조건 값과 비교되어 등판성공이 판단되는 단계(S800);
상기 등판성공으로 판단된 측정 결과가 기록표에 기입되어 저장되는 단계(S900);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 특징을 갖는 본 발명은 그에 따른 바람직한 실시예를 통해 더욱 명확히 설명될 수 있을 것이다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시예들로 구현되고 실시될 수 있고 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)")등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다. 또한, "제 1(first)", "제 2(second)"와 같은 용어는 설명을 위해 본원 및 첨부 청구항들에 사용되고 상대적인 중요성 또는 취지를 나타내거나 의미하는 것으로 의도되지 않는다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전기 이륜차의 등판능력이 측정되는 시험방법을 나타낸 순서도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전기 이륜차의 수동모드 시험방법을 나타낸 순서도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전기 이륜차의 자동모드 시험방법을 나타낸 순서도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 등판 성공 여부를 나타낸 순서도이다.
도 1 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 전기 이륜차의 등판능력이 측정되는 시험방법은 다단계로 나누어지는데, 먼저, 시험용 전기이륜차가 시험설정조건에 맞춰 준비된다.(S100)
여기서, 상기 시험용 전기이륜차의 시험 준비조건은 우선, 시험용 전기이륜차에는 반드시 전기에너지를 제공하는 주전지, 보조전지 및 충분한 전해액, 동력을 생산하는 운전용 모터, 부품을 제어하는 제어기와 구동기기, 프레임구조, 전동장치, 제동장치, 운행안전 라이트, 경적 등의 전력시스템을 갖추고 있어야 한다.
그리고, 시험용 전기이륜차의 적재 조건은 하나의 실시예로써, 공차 상태에 1명 승차로 한다. 이때, 공차무게는 시험용 전기이륜차에 장치가 완비되어 있어 운행할 수 있는 상태의 무게를 말한다.
또한, 이륜차가 주전지, 보조전지, 윤활유, 공구 등(예비 부품, 그 밖의 휴대품은 제외한다.)을 가득 싣고 운행에 필요한 장비를 실은 상태. 이 상태에서의 무게를 공차 무게라 한다.
이때, 주전지는 출하 1년 이내, 충·방전 횟수가 50회 미만인 전지로, 전지에너지는 제조사에서 설정한 규정된 용량에 맞아야 한다. 완전히 새 전지를 사용할 때에는 제조사에서 제공한 순서에 따라 만든 처음 충전된 것이어야 한다.
한편, 시험 전에 시험용 전기이륜차를 (25±5) ℃온도에서 하나의 실시예로 최소 6시간 이상 주차하여야한다. 특정 온도조건 시험의 경우 설정한 온도조건에 시험용 전기이륜차를 6시간 이상 주차하고, 설정온도를 기록표에 표기한다.
여기서, 시험용 전기이륜차 주전지의 충전이 완료되면 기록지에 충전완료 시간, 주전원 전압 등을 기록하고, 충전이 완료된 주전지는 충전이 완료된 후 24시간이 이내에 성능시험을 실시하며, 시험용 전기이륜차는 반드시 최소 300km나, 제조사에서 제안하는 방법에 따라 길들이기를 거친 시험차량을 시험한다. 또한, 타이어의 공기압은 제조사에서 제시한 값(압력)만큼 공기를 채운다.
그리고, 차대동력계의 주행 저항 설정은 KS R ISO 11486에서 나타내는 규정에 따라야 한다. 이때, 상기 차대동력계란, 시험용 전기이륜차가 설치되어 실제 도로주행 조건을 구현해주는 장치로써, 일반적으로 사용되는 것으로 별도의 기술은 하지 않는다.
다음으로, 시험용 전기이륜차의 등판성능시험에 맞춰 등판각이 설정되고(S200), 상기 등판각에 상응되는 등판부하가 산출되어 차대동력계에 적용된다.(S300) 이때, 등판능력 시험은 KS R 1030에서 나타내는 규정에 따라야 한다.
즉, 등판각에 상응되는 도로부하(등판부하)는 아래의 제 1 식에 의해 산출된다.
[제 1 식]
Figure 112012018462783-pat00001
여기서, F : 등판부하력(N)이고, g : 중력가속도(m/s²)이고, M : 공차무게+75(kg)이고, θ : 시험 언덕의 경사각(%)이다.
다음으로, 시험용 전기이륜차의 기어가 설정된 최저 속단 기어로 설정되고(S400), 상기 시험용 전기이륜차가 설정된 수동 운전모드 또는 자동 운전모드가 선택적으로 적용된다.(S500)
여기서, 상기 시험용 전기이륜차를 설정된 수동 또는 자동 운전모드에 따른 운전에서, 도 2에 도시한 바와 같이, 수동 운전 모드(S510)는 우선, 공차상태의 전기이륜차에 설정무게의 운전자를 적재하는데(S511), 상기 설정무게는 하나의 실시예로써, 75±5kg(장치무게 포함)로 설정하고 있다.
그리고, 상기 운전자 적재 후, 운전자는 설정된 운전 자세로 교정하데(S512), 상기 운전자의 운전자세는 양손을 전기 이륜차의 핸들바를 잡고, 양 발은 운전자용의 풋 레스트, 풋 보드 또는 페달에 두며, 허리는 라이더 시트에 둔다. 또한, 상체의 자세는 팔을 가볍게 구부린 상태로 하고 측정 중에 변화시켜서는 안 된다.
한편, 상기 시험용 전기이륜차를 설정된 수동 또는 자동 운전모드에 따른 운전에서, 도 3에 도시한 바와 같이, 자동 운전 모드(S520)는 우선, 공차상태의 전기이륜차에 설정무게의 적재물을 적재하는데(S521), 상기 설정무게는 하나의 실시예로써, 75±5kg(장치무게 포함)로 설정하고 있다.
다음으로, 상기 주행모드에 따라 수동 또는 자동 운전으로 선택적으로 선택한 후, 설정된 보조주행구간에서 시험용 전기이륜차가 설정된 최대출력까지 가속된다.(S600)
여기서, 상기 보조주행구간은 설정구간을 0m ~ 5m로 설정된다.
그런 다음, 상기 보조주행구간 통과 후, 설정된 측정지점에서 측정되는데(S700), 여기서, 상기 설정된 측정지점은 보조주행구간 통과 후 10m, 20m, 30m, 40m, 50m에서 각각 전기이륜차의 속도를 측정한다.
그렇게, 상기 측정지점에서 측정 후, 측정된 결과가 설정된 조건 값과 비교되어 등판성공이 판단되는데(S800), 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 등판성공 여부를 이하에 따라 판단된다.
첫번째, 상기 설정된 조건 값은 시험용 전기이륜차가 측정지점을 통과하는 시간이 이전 측정지점을 통과한 시간보다 동일하거나 단축됐을 시에 등판성공으로 판단된다.(S810)
[제 2 식]
Figure 112012018462783-pat00002
여기서,
Figure 112012018462783-pat00003
: 측정 시점에서 10m 지점까지의 소요시간(s)이고,
Figure 112012018462783-pat00004
: 측정 시점에서 20m 지점까지의 소요시간(s)이다.
두번째, 상기 설정된 조건 값은 시험용 전기이륜차가 측정지점을 통과하는 속도가 이전 측정지점을 통과한 속도보다 동일하거나 빠를 시에 등판성공으로 판단된다.(S820)
삭제
삭제
삭제
세번째, 상기 측정지점(10m, 20m, 30m, 40m, 50m)에서의 시험 자동차의 속도는 10㎞/h 이상이어야 한다.(S830)
여기서, 상기 시험용 전기이륜차가 측정지점을 통과하는 시간이 이전 측정지점을 통과한 시간보다 늦을 때, 시험용 전기이륜차가 측정지점을 통과하는 속도가 이전 측정지점을 통과한 속도보다 늦을 때, 상기 측정지점에서의 시험 자동차의 속도가 10㎞/h 미만일 때, 시험은 바로 종료된다.
또한, 등판이 성공으로 판단됐어도 전기이륜차의 구성부품에 대한 손상, 파손 등을 점검하며, 손상, 파손 등이 발생시, 시험을 종료된다.
상기 등판성공으로 판단된 측정 결과가 기록표에 기입되어 저장된다.(S900) 이때, 상기 기록표는 본 발명에서 설정한 부표에 따라 기입된 뒤 데이터로 저장하는 것이다.
그리고, 본 발명의 시험은 3회 이상 이루어져야 한다.

Claims (7)

  1. 시험용 전기이륜차가 시험설정조건에 맞춰 준비되는 단계(S100);
    상기 시험용 전기이륜차의 등판성능시험에 맞춰 등판각이 설정되는 단계(S200);
    상기 등판각 설정 후, 등판각에 상응되는 등판부하가 산출되어 차대동력계에 적용되는 단계(S300);
    상기 시험용 전기이륜차의 기어가 설정된 최저 속단 기어로 설정되는 단계(S400);
    상기 시험용 전기이륜차가 설정된 수동 운전모드 또는 자동 운전모드가 선택적으로 적용되는 단계(S500);
    상기 수동 운전모드 또는 자동 운전모드 선택 후, 설정된 보조주행구간에서 시험용 전기이륜차가 설정된 최대출력까지 가속되는 단계(S600);
    상기 보조주행구간 통과 후, 설정된 측정지점에서 시간과 속도가 측정되는 단계(S700);
    상기 측정지점에서 측정 후, 측정된 결과가 설정된 조건 값과 비교되어 등판성공이 판단되는 단계(S800);
    상기 등판성공으로 판단된 측정 결과가 기록표에 기입되어 저장되는 단계(S900);
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기 이륜차의 등판능력이 측정되는 시험방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 등판각에 상응되는 등판부하가 산출되어 차대동력계에 적용되는 단계(S300)에서,
    상기 등판부하의 산출은 제 1 식에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 전기 이륜차의 등판능력이 측정되는 시험방법.
    [제 1 식]
    Figure 112013059211758-pat00008

    (여기서, F : 등판부하력, g : 중력가속도, M : 공차무게+75kg, θ : 시험 언덕의 경사각도(%))
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 시험용 전기이륜차가 설정된 수동 운전모드 또는 자동 운전모드가 선택적으로 적용되는 단계(S500)에서,
    수동 운전 모드(S510)시,
    공차상태의 전기이륜차에 설정무게의 운전자가 적재되는 단계(S511);
    상기 운전자 적재 후, 운전자가 설정된 운전 자세로 교정되도록 적용하는 단계(S512);
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기 이륜차의 등판능력이 측정되는 시험방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 시험용 전기이륜차가 설정된 수동 운전모드 또는 자동 운전모드가 선택적으로 적용되는 단계(S500)에서,
    자동 운전 모드(S520)시,
    공차상태의 전기이륜차에 설정무게의 적재물이 적재되는 단계(S521);
    상기 적재물 적재 후, 적재물이 라이더 시트에 고정되는 단계(S522);
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기 이륜차의 등판능력이 측정되는 시험방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 설정된 측정지점에서 측정되는 단계(S700)에서,
    상기 측정지점은 보조주행구간 통과 후 10m, 20m, 30m, 40m, 50m에서 각각 측정되는 것을 특징으로 하는 전기 이륜차의 등판능력이 측정되는 시험방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 측정된 결과가 설정된 조건 값과 비교되어 등판성공이 판단되는 단계(S800)에서,
    상기 설정된 조건 값은 시험용 전기이륜차가 측정지점을 통과하는 시간이 이전 측정지점을 통과한 시간보다 동일하거나 빠를 시에 등판성공으로 판단되는 단계(S810)인 것을 특징으로 하는 전기 이륜차의 등판능력이 측정되는 시험방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 측정된 결과가 설정된 조건 값과 비교되어 등판성공이 판단되는 단계(S800)에서,
    상기 설정된 조건 값은 시험용 전기이륜차가 측정지점을 통과하는 속도가 이전 측정지점을 통과한 속도보다 동일하거나 빠를 시에 등판성공으로 판단되는 단계(S820)인 것을 특징으로 하는 전기 이륜차의 등판능력이 측정되는 시험방법.
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