KR101304221B1 - 웨이트 겸용 비상주행용 보조 배터리 및 이를 구비하는 전기트랙터 - Google Patents

웨이트 겸용 비상주행용 보조 배터리 및 이를 구비하는 전기트랙터 Download PDF

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Abstract

웨이트 겸용 비상주행용 보조 배터리 및 이를 구비하는 전기트랙터이 개시된다. 본 발명에 일 측면에 따른 웨이트 겸용 비상주행용 보조 배터리는, 보조 전력으로 활용되는 전기 에너지를 축적하고 있는 휴대 가능한 보조 배터리로서, 외형을 이루는 배터리 케이스 전면에는 전기트랙터의 전방으로 노출되는 웨이트 장착을 위한 앞차축 프레임과 결합하는 결합구를 가지며, 다른 측면에 따른 전기트랙터는 웨이트 겸용 비상주행요 보조 배터리를 착탈식으로 구비하는 것을 구성의 요지로 한다.

Description

웨이트 겸용 비상주행용 보조 배터리 및 이를 구비하는 전기트랙터{Weight combining secondary battery for emergency driving and Electric vehicle for agriculture with the same}
본 발명은 전기트랙터의 보조 배터리 및 이를 구비하는 전기트랙터에 관한 것으로, 상세하게는 전기트랙터의 무게중심이 한쪽으로 편중되는 것을 방지하기 위한 웨이트(weight)로서 기능하는 비상주행용 보조 배터리 및 이를 구비하는 전기트랙터에 관한 것이다.
'트랙터(Tractor)'라 불리우는 농용 작업차는 구조적으로 일반 자동차와 비슷하지만 강력한 엔진을 장착하고 있어 견인력이 좋고 튼튼하여 경작용(耕作用)으로 주로 이용되고 있다. 경작의 용도로 활용을 위해 기체 후방으로 다양한 형태의 작업기 예를 들어, 복토 내지는 땅을 고르는 정지작업을 위한 로터리 장치를 필요에 따라 선택적으로 부착하거나 떼어낼 수 있도록 되어 있다.
기계식 엔진(디젤엔진)을 장착하던 종래와는 달리 최근에는, 환경친화적 기술의 구현 및 에너지 고갈 등의 문제해결을 위해, 공해물질이 전혀 발생되지 않고 소음이 극히 적은 전기에너지를 이용하는 전기구동식에 대한 연구 및 개발이 활발하게 진행되고 있다. 이러한 전기구동식은 또한, 종래 기계식 엔진방식과는 달리 복잡한 구성의 동력전달장치 등이 요구되지 않기 때문에 경량화 구현 및 기체 단순화에 유리한 장점이 있다.
전기구동식 차량을 구현함에 있어 무엇보다 중요한 것은 보다 긴 주행거리 및 작업시간의 확보이다. 긴 주행거리 및 작업시간의 확보를 위해서는 보다 큰 용량의 배터리가 요구되는 것은 물론이다. 배터리의 용량을 증가시킬 수 있는 아주 단순하면서도 일반적인 방법이 여러 개의 단위 배터리(또는 배터리 셀)들을 직렬 연결시킴으로써 하나의 대용량 배터리 팩을 형성시키는 방법이다.
그러나 차체 크기에 따라 다르긴 하겠으나 배터리 셀로서 배터리 팩을 구성하더라도 이를 탑재할 수 있는 탑재공간은 제한적이기 때문에, 배터리 팩 크기 역시 제한될 수 밖에 없다는 것을 고려하면, 현재의 배터리 기술로는 배터리 동력만 가지고 충분한 주행거리 및 작업시간을 확보할 수 있는 차량의 구현이 어려운 것이 현실이며, 따라서 짧은 시간을 주기로 배터리를 교체하거나 충전시켜줘야 한다.
특히, 트랙터와 같이 습전 작업을 주로 행하는 농용 작업차의 경우 작업도중 배터리가 모두 소진되면 작업 대상지 특성상 배터리를 교체함에 있어 큰 어려움이 있다. 이럴 경우 별도의 견인차량을 이용하여 배터리 교체가 용이한 장소까지 차량을 견인한 후 보조 배터리로 교체하거나, 보조 배터리가 없을 경우에는 차량을 충전 가능한 위치까지 견인을 통해 이동시켜야만 하는 문제가 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 보조 배터리를 구비함으로써, 전력이 모두 소진되었을 경우 보조 배터리 전력으로 비상 주행이 가능하도록 하고자 하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 보조 배터리를 전기트랙터에서 무게중심이 한 쪽으로 편중되는 것을 방지하기 위한 웨이트(weight)로 이용할 수 있도록 함으로써, 보조 배터리의 장치 휴대성 및 활용성을 극대화시킬 수 있도록 하고자 하는 것이다.
과제의 해결 수단으로서 본 발명의 일 측면에 따르면, 보조 전력으로 활용되는 전기 에너지를 축적하고 있는 휴대 가능한 보조 배터리이며, 외형을 이루는 배터리 케이스 전면에는 전기트랙터의 전방으로 노출되는 웨이트 장착을 위한 앞차축 프레임과 결합하는 결합구를 갖는 것을 특징으로 하는 웨이트 겸용 비상주행용 보조 배터리를 제공한다.
여기서, 상기 결합구는 앞차축 프레임에 슬라이딩 결합 가능한 단면형상을 갖는 구성일 수 있다.
또한, 상기 배터리 케이스 양 측면에는 이동을 위한 한 쌍의 이동용 손잡이가 더 부착될 수 있다.
그리고, 전기트랙터 후방으로 연장되는 작업기 연결을 위한 승강실린더 및 로워 링크와 연결될 수 있도록, 상기 배터리 케이스의 상면 중앙과 양 측면에는 각각 실린더 조립구와 로워 링크 조립구를 더 구비할 수 있다.
또한, 상기 배터리 케이스에는 다수의 배터리 셀(battery cell)이 매트릭스(Matrix) 배열로 내장되고, 전체적으로 직렬연결을 구현하는 형태로 각각의 배터리 셀은 전기적으로 상호 연결될 수 있다.
과제의 해결 수단으로서 본 발명의 다른 측면에 따르면, 전기를 동력으로 하여 움직이는 전기구동식 트랙터이고, 보닛에 의해 보호되는 전륜 측 보닛공간에 메인 배터리가 로딩/언로딩 가능하게 탑재되어 있으며, 전술한 일 측면에 따른 웨이트 겸용 비상주행용 보조 배터리가 착탈식으로 부착되는 웨이트 겸용 비상주행용 보조 배터리를 구비하는 전기트랙터를 제공한다.
이때, 상기 보조 배터리는 전기트랙터 전방으로 노출되는 앞차축 프레임에 웨이트로서 장착되거나 작업기 연결을 위해 차량 후방으로 연장되는 승강실린더 및 로워 링크에 착탈식으로 결합될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 비상 주행을 위한 보조 전력을 충전하고 있는 보조 배터리를 웨이트(weight)로서 활용할 수 있는 구조를 구현한다. 즉, 무게중심이 편중되는 것을 방지하기 위해 전기트랙터에서 반드시 요구되는 웨이트를 보조 배터리로 대체할 수 있어, 웨이트로서 기능과 보조 전력을 축전하고 있는 보조 배터리로서 기능을 동시에 충족시킬 수 있어 활용측면에서 매우 유리한 효과가 있다.
또한, 비상 주행을 위한 보조 전력의 확보를 위해 보조 배터리를 차량에 탑재함에 있어서도, 종래 웨이트가 설치되는 위치에 보조 배터리를 웨이트 대용으로 장착할 수 있어서, 보조 배터리 탑재를 위한 별도의 차내 공간 확보가 요구되지 않으며, 따라서 기존 전기트랙터의 레이아웃을 그대로 유지하면서도 공간을 보다 효율적으로 활용할 수 있다는 유리한 이점을 가진다.
도 1은 본 발명의 일 측면에 따른 웨이트 겸용 비상주행용 보조 배터리의 사시도.
도 2는 도 1에 따른 보조 배터리의 측면도.
도 3은 도 1에 나타난 보조 배터리의 주요부 확대 도시한 사시도.
도 4, 도 5는 도 1에 나타난 보조 배터리의 사용상태를 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 다른 측면에 따른 전기트랙터의 전체적인 구성을 개략적으로 보인 측면 개략도.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어 공지된 구성에 대해서는 그 상세한 설명은 생략하며, 또한 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 소지가 있는 구성에 대해서도 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 측면에 따른 웨이트 겸용 비상주행용 보조 배터리의 사시도이며, 도 2는 도 1에 따른 보조 배터리의 측면도이다. 그리고 도 3은 도 1에 나타난 보조 배터리의 주요부 확대 도시한 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 일 측면에 따른 비상주행용 보조 배터리(1)는, 보조 전력으로 활용되는 전기 에너지를 축적하고 있는 휴대 가능한 보조 배터리로서, 전기트랙터 전방으로 노출되는 앞차축 프레임(4)에 부착되어 웨이트(weight)로서 기능하거나, 작업기 예컨대, 로터리 장비 연결을 위해 차량 후방으로 연장되는 연결장비(승강실린더(5) 및 로워 링크(6))에 견인형태로 부착될 수 있다(도 4 내지 도 5 사용상태 참조).
웨이트로서의 기능을 위해, 배터리 외형을 이루는 배터리 케이스(10) 전면에 웨이트가 장착될 수 있는 장착면을 형성한 앞차축 프레임(4)과의 결합을 위한 결합구(12)를 구비하고 있다. 이러한 결합구(12)는 바람직하게, 도 2와 같이 상기 앞차축 프레임(4)에 슬라이딩 결합 가능한 단면모양을 형성한 구성일 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며 앞차축 프레임(4)에 착탈식 결합을 구현할 수 있는 구성이면 특별한 제한은 없다.
배터리 케이스(10)에는 전기에너지 축적을 위한 다수의 배터리 셀(battery cell)이 매트릭스(Matrix) 배열로 내장되어 있으며, 각각의 배터리 셀은 전체적으로 직렬연결을 구현하는 형태로 전기적으로 상호 연결됨으로써 하나의 배터리 팩을 이룬다. 이때 매트릭스 배열을 갖는 각 배터리 셀 간 직렬 연결의 구현을 위한 구체적인 전기적 연결구조에 대해서는 본 발명이 보호받고자 하는 권리범위가 아니므로 생략하기로 한다.
배터리 케이스(10) 양 측면에는 본 실시예에 따른 보조 배터리(1) 이동을 위한 한 쌍의 이동용 손잡이(14)가 마련될 수 있다. 이동용 손잡이(14)는 사용자가 손에 쥐고 들어올려 이동함에 있어 유리한 구조 예컨대, 도면과 같은 고리형상일 수 있으며, 사용시에만 외부로 노출되고 비 사용시에는 외측으로 노출되지 않도록, 한 쪽 끝의 힌지 연결부를 기점으로 상향으로 들어올려지면서 외부로 노출되는 회동 인출식 구조(미도시)일 수 있다.
배터리 케이스(10)의 상면 중앙과 양 측면에는 또한, 앞서 간단히 언급한 바와 같이 차량 후방으로 연장되는 연결장비와의 연결을 통해 견인형태로 부착될 수 있도록, 실린더 조립구(16)와 로워 링크 조립구(18)가 마련될 수 있다. 상기 실린더 조립구(16)는 전기트랙터 후방으로 연장되는 승강실린더(5) 단부에 피봇 연결되고, 로워 링크 조립구(18)는 승강실린더(5) 하방으로 배치되는 로워 링크(6) 단부에 피봇 연결될 수 있다.
실린더 조립구(16)를 형성함에 있어서도 도 3과 같이, 본 실시예에 따른 보조 배터리(1)를 견인형태로 차량 후방에 장착함에 있어서만 외부로 노출되도록 하고 비 사용시에는 케이스(10) 외측으로 돌출되지 않도록, 한 쪽 끝의 힌지 연결부를 기점으로 상향으로 들어올려지면서 외부로 노출되는 회동 인출식 구조가 채택될 수 있으며, 도면을 통해 구체적으로 도시하진 않았으나 상기 로워 링크 조립구(18) 역시 동일한 구성이 적용될 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 일 측면인 보조 배터리(1)는, 비상 주행을 위한 보조 전력을 충전하고 있으면서 도 4와 같이 차량 전방에 설치되어 웨이트(weight)로서 기능한다. 즉, 무게중심이 편중되는 것을 방지하기 위해 전기트랙터에서 반드시 요구되는 웨이트를 대체할 수 있는 구성으로 이루어져, 웨이트로서 기능과 보조 전력을 축전하고 있는 보조 배터리로서 기능을 동시에 가진다.
또한, 차량 전방의 종래 웨이트 설치 위치뿐 아니라, 로더와 같이 차량 전방으로 작업기가 부착되는 경우에는 도 5와 같이 차량 후방으로 연장되는 작업기 연결장비(승강실린더 및 로워 링크)에 견인형태로 부착될 수 있다. 즉, 차량에 장착식으로 휴대함에 있어 지정된 하나의 위치에 제한되지 않고 경우에 따라 차량 전방 또는 후방으로 그 장착위치를 용이하게 바꿀 수 있어서 휴대가 용이하다.
다음은 상기와 같은 웨이트 겸용 보조 배터리를 구비하는 본 발명의 다른 측면에 따른 전기트랙터의 구성에 대해 간단히 살펴보기로 한다.
도 6은 본 발명의 다른 측면에 따른 전기트랙터의 전체적인 구성을 개략적으로 보인 측면 개략도로서, 본 발명의 다른 측면에 따른 전기트랙터는, 전기를 동력으로 하여 움직이는 전기구동식 트랙터로서, 보닛에 의해 보호되는 전륜 측 보닛공간에 메인 배터리(3)가 로딩/언로딩 가능하게 탑재되어 있으며, 전술한 일 측면에 따른 웨이트 겸용 비상주행용 보조 배터리(1)를 착탈식으로 구비한다.
메인 배터리(3)는 직렬 연결되는 다수의 배터리 셀들에 의해 구성된다. 이는 슬라이딩 인출과 같은 교체가 용이한 방식으로 앞차축 프레임(4) 상에 착탈 가능하게 탑재될 수 있다. 보닛 공간(2)이 보다 효율적으로 활용될 수 있도록, 여러 개의 배터리 셀은 기체 길이방향을 따라 일렬로 종(縱) 배치를 이루도록 배치될 수 있으며, 메인 배터리(3) 상방의 보닛공간에는 여러 전장품이 효율적인 공간활용을 실현할 수 있는 구조로 배치될 수 있다.
전장품으로는 도시하지는 않았으나, 메인 배터리(3)의 잔량 및 충전시기, 발열제어 등 메인 배터리(3)에 대한 전반적인 정보를 표시하고 제어 및 관리를 수행하는 BMS(Battery Management System)를 비롯해, 메인 배터리(3)에서 제공되는 전압을 외부기기 구동에 필요한 직류전류로 승압시키거나 감압시키는 DC/DC 컨버터, 주행모터 출력제어를 위한 콘트롤러, 그리고 직류전류를 주행모터 구동에 적합한 교류전류로 변환하는 인버터 등이 있다.
보조 배터리(1)는 위와 같은 구성을 가진 전기트랙터의 전방으로 노출되는 앞차축 프레임(4)에 웨이트로서 장착되거나 작업기 연결을 위해 차량 후방으로 연장되는 승강실린더(5) 및 로워 링크(6)에 착탈식으로 결합될 수 있다. 이와 같은 보조 배터리(1)는 앞서 간단하게 언급했듯이 전술한 일 측면에 따른 보조 배터리(1)일 수 있으며, 따라서 그 구체적인 구성 및 작용, 효과에 대한 중복된 설명은 생략한다.
이와 같은 본 발명의 다른 측면에 따른 전기트랙터는, 비상 주행을 위한 보조 전력의 확보를 위한 보조 배터리를 구비함으로써, 메인 배터리가 모두 소진되더라도 배터리를 교체하거나 충전 가능한 위치까지 차량을 이동시킬 수 있으며, 특히 보조 배터리를 구비함에 있어 종래 웨이트가 설치되는 위치에 웨이트 대용으로 구비할 수 있어서, 웨이트가 필요 없고 보조 배터리 탑재를 위한 별도의 공간이 요구되지 않는다.
이상의 본 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
1 : 보조 배터리 2 :보닛 공간
3 : 메인 배터리 4 : 앞차축 프레임
5 : 승강실린더 6 : 로워 링크
10: 보조 배터리 케이스 12 : 결합구
14 : 이동용 손잡이 16 : 실린더 조립구
18 : 로워 링크 조립구

Claims (7)

  1. 보조 전력으로 활용되는 전기 에너지를 축적하고 있는 휴대 가능한 보조 배터리이며, 외형을 이루는 배터리 케이스 전면에는 전기트랙터의 전방으로 노출되는 웨이트 장착을 위한 앞차축 프레임과 결합하는 결합구를 구비하고, 배터리 케이스에는 다수의 배터리 셀(battery cell)이 매트릭스(Matrix) 배열로 내장되며, 각각의 배터리 셀은 전체적으로 직렬연결을 구현하는 형태로 전기적으로 상호 연결되는 것을 특징으로 하는 웨이트 겸용 비상주행용 보조 배터리.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 결합구는 앞차축 프레임에 슬라이딩 결합 가능한 단면형상을 갖는 것을 특징으로 하는 웨이트 겸용 비상주행용 보조 배터리.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 배터리 케이스 양 측면에는 이동을 위한 한 쌍의 이동용 손잡이가 더 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 웨이트 겸용 비상주행용 보조 배터리.
  4. 제 1 항에 있어서,
    전기트랙터 후방으로 연장되는 작업기 연결을 위한 승강실린더 및 로워 링크와 연결될 수 있도록, 상기 배터리 케이스의 상면 중앙과 양 측면에는 각각 좌, 우 한 쌍의 실린더 조립구와 로워 링크 조립구를 더 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 웨이트 겸용 비상주행용 보조 배터리.
  5. 삭제
  6. 전기를 동력으로 하여 움직이는 전기구동식 트랙터이고,
    보닛에 의해 보호되는 전륜 측 보닛공간에 메인 배터리가 로딩/언로딩 가능하게 탑재되어 있으며,
    제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 하나의 항에 기재된 웨이트 겸용 비상주행용 보조 배터리가 착탈식으로 부착되는 웨이트 겸용 비상주행용 보조 배터리를 구비하는 전기트랙터
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 보조 배터리는, 전기트랙터 전방으로 노출되는 앞차축 프레임에 웨이트로서 장착되거나 작업기 연결을 위해 차량 후방으로 연장되는 승강실린더 및 로워 링크에 착탈식으로 결합되는 것을 특징으로 하는 웨이트 겸용 비상주행용 보조 배터리를 구비하는 전기트랙터.
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