KR101616618B1 - Electric vehicle - Google Patents
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Abstract
본 발명은 공간 활용을 극대화하여 경량화한 전기차에 견인형 전력공급장치를 결합하여 운행거리를 증대시킴으로써, 사용자의 생활패턴에 맞춰 유연하게 활용할 수 있는 전기자동차에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 소형의 이차전지를 장착함으로써, 공간 활용도를 극대화하고 차량의 공차 중량을 감소시켜 일충전운행거리를 증가시킬 수 있는 전기자동차에 관한 것이다.
일례로, 이차전지로 구동하는 차량; 및 상기 차량에 연결되며, 연료전지를 구비하여 상기 차량에 전력을 공급하는 전력공급장치를 포함하고, 상기 전력공급장치는 상기 차량에 결합 및 분리가 가능한 것을 특징으로 하는 전기자동차를 개시한다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric vehicle that can be flexibly used in accordance with a life pattern of a user by maximizing the space utilization and increasing the travel distance by combining a pulled electric power supply device with an electric vehicle that is light in weight. In addition, the present invention relates to an electric vehicle capable of maximizing space utilization and reducing the tolerance weight of a vehicle by installing a small secondary battery so as to increase the travel distance of one charge.
For example, a vehicle driven by a secondary battery; And a power supply connected to the vehicle and having a fuel cell for supplying electric power to the vehicle, wherein the power supply is connectable to and detachable from the vehicle.
Description
본 발명은 전기자동차에 관한 것이다.The present invention relates to an electric vehicle.
경제 발전에 따라 자동차에 대한 수요가 폭발적인 증가세를 보이고 있고, 자동차 수요가 늘어남에 따라 자동차에서 배출되는 배기가스가 환경오염의 주요 원인이 되고 있다. 이에 자동차의 배기가스를 감소시키기 위한 요구가 이어지고 있으며, 배기가스를 줄일 수 있는 자동차의 연구 및 개발이 진행되고 있으며, 더 나아가 배기가스를 발생하지 않는 전기 자동차의 상용화가 부분적으로 시도되고 있다. 전기 자동차는 전기를 전력공급원으로 하여 운행하는 자동차를 의미하며, 자동차 자체에 전력공급원으로 충전이 가능한 배터리를 탑재하고 탑재된 배터리에서 공급되는 전력을 이용하여 운행하는 것을 말한다. 그러나, 이러한 전기자동차는 배터리를 한번 충전하여 주행하는 거리가 제한적이므로, 장거리 운행에 다소 어려움이 따른다.Demand for automobiles has increased explosively due to economic development, and exhaust emissions from automobiles are becoming a major cause of environmental pollution as demand for automobiles increases. Accordingly, a demand for reduction of exhaust gas of automobiles is continuing, research and development of automobiles capable of reducing exhaust gas are being carried out, and further commercialization of electric automobiles that do not generate exhaust gas has been partially attempted. An electric vehicle refers to an automobile that operates by using electricity as a power source, and refers to a vehicle that carries a battery that can be charged as a power source and that is powered by the battery. However, such an electric vehicle has difficulty in long-distance operation because the distance traveled by charging the battery once is limited.
본 발명은 공간 활용을 극대화하여 경량화한 전기차에 견인형 전력공급장치를 결합하여 운행거리를 증대시킴으로써, 사용자의 생활패턴에 맞춰 유연하게 활용할 수 있는 전기자동차를 제공한다.The present invention provides an electric vehicle that can be flexibly used in accordance with a life pattern of a user by maximizing the space utilization and increasing the travel distance by combining a light-weighted electric vehicle with a traction type electric power supply device.
본 발명에 의한 전기자동차는 이차전지로 구동하는 차량; 및 상기 차량에 연결되며, 연료전지를 구비하여 상기 차량에 전력을 공급하는 전력공급장치를 포함하고, 상기 전력공급장치는 상기 차량에 결합 및 분리가 가능한 것을 특징으로 한다.An electric vehicle according to the present invention comprises: a vehicle driven by a secondary battery; And a power supply connected to the vehicle and having a fuel cell for supplying electric power to the vehicle, wherein the power supply device is connectable to and detachable from the vehicle.
또한, 상기 전력공급장치는 상기 차량에 전력을 전달하는 전력 케이블과 상기 차량과 통신을 하기 위한 신호 케이블을 더 포함할 수 있다.The power supply may further include a power cable for transmitting electric power to the vehicle and a signal cable for communicating with the vehicle.
또한, 상기 차량은 충전구를 구비하고, 상기 전력 케이블은 상기 충전구에 연결되어, 상기 차량에 전력을 공급할 수 있다.Further, the vehicle may have a charging port, and the power cable may be connected to the charging port to supply electric power to the vehicle.
또한, 상기 차량은 차륜용 좌측 모터와 차륜용 우측 모터를 구동하는 인버터; 상기 이차전지에서 공급받은 전력을 상기 차륜용 좌측 모터 및 차륜용 우측 모터에 공급하는 전력분배기; 상기 인버터, 이차전지 및 전력분배기를 제어하는 VCU(Vehicle Control Unit)를 더 포함할 수 있다.The vehicle further includes an inverter for driving the left motor for the wheel and the right motor for the wheel; A power distributor for supplying the power supplied from the secondary battery to the left motor for the wheel and the right motor for the wheel; And a VCU (Vehicle Control Unit) for controlling the inverter, the secondary battery, and the power distributor.
또한, 상기 전력공급장치는 상기 VCU와 통신하는 PCU(Power Control Unit)를 포함할 수 있다.Also, the power supply device may include a PCU (Power Control Unit) communicating with the VCU.
또한, 상기 VCU는 상기 이차전지의 방전량이 기준값 보다 크면 상기 PCU에 명령을 내려 상기 연료전지를 작동시키고, 주행과 동시에 상기 이차전지를 충전시키며, 상기 연료전지는 간헐적인 on/off 없이 지속적으로 운전할 수 있다.If the discharge amount of the secondary battery is greater than a reference value, the VCU instructs the PCU to operate the fuel cell and simultaneously charge the secondary battery while driving, and the fuel cell is continuously operated without intermittent on / off .
또한, 상기 VCU는 상기 이차전지의 충전량이 기준값 보다 크면 상기 PCU에 명령을 내려 상기 연료전지의 작동을 중지시킬 수 있다.In addition, the VCU can instruct the PCU to stop the operation of the fuel cell if the charged amount of the secondary battery is greater than the reference value.
또한, 상기 VCU는 회생 제동시 급격한 부하 상승을 방지하기 위해 상기 연료전지가 작동하는 상황에서는 상기 인버터의 회생제동브레이크 기능을 중지시킬 수 있다.In addition, the VCU may stop the regenerative braking function of the inverter when the fuel cell operates to prevent a sudden increase in load during regenerative braking.
또한, 상기 차량은 차륜용 좌측 모터와 차륜용 우측 모터를 가지며, 상기 차륜용 좌측 모터와 차륜용 우측 모터는 인휠모터로 양륜을 연결하는 차축이 없으며, 상기 이차전지는 앞시트 아래영역을 침범하지 않으므로, 상대적으로 넓은 전실과 트렁크룸을 가질 수 있다.The vehicle has a left wheel motor for a wheel and a right motor for a wheel. The left wheel motor and the right wheel motor do not have axles connecting the two wheels with an in-wheel motor. So, you can have a relatively large room and a trunk room.
또한, 상기 차량은 상대적으로 용량이 작은 소형의 이차전지를 사용하여 공차중량을 감소시키며 일충전운행거리를 확대시킬 수 있다.Further, the vehicle can reduce the tolerance weight by using a small secondary battery having a relatively small capacity, and can increase the charging travel distance.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차는 소형의 이차전지를 장착함으로써, 공간 활용도를 극대화하고 차량의 공차 중량을 감소시켜 일충전운행거리를 증가시킬 수 있다. The electric vehicle according to an embodiment of the present invention can maximize the space utilization and reduce the tolerance weight of the vehicle by installing a small secondary battery.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차는 차량에 별로도 전력을 공급하며 결합 및 분리가 가능한 전력공급장치를 구비함으로써, 단거리 운행과 장거리 운행을 선택적으로 운용할 수 있다.In addition, the electric vehicle according to the embodiment of the present invention can selectively operate the short-distance driving and the long-distance driving by providing a power supply device capable of supplying power to the vehicle and capable of engaging and disengaging.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차를 도시한 개략적인 측면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차를 도시한 개략적인 배면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차를 도시한 블록도이다.1 is a schematic side view showing an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic rear view illustrating an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram illustrating an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
DETAILED DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, so that those skilled in the art can easily carry out the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차를 도시한 개략적인 측면도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차를 도시한 개략적인 저면도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차를 도시한 블록도이다. 1 is a schematic side view showing an electric vehicle according to an embodiment of the present invention. 2 is a schematic bottom view illustrating an electric vehicle according to an embodiment of the present invention. 3 is a block diagram illustrating an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
도 1 내지 도 3를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차(100)는 차량(200) 및 전력공급장치(300)를 포함한다. 여기서, 상기 차량(200)은 이차전지(223)로 구동하는 자동차이고, 상기 전력공급장치(300)는 상기 차량(200)에 별도로 결합되며 연료전지(314)가 장착되어 상기 차량(200)에 전력을 공급하는 장치이다. 즉, 상기 전력공급장치(300)는 필요에 따라 차량(200)에 결합 및 분리가 가능하다.
Referring to FIGS. 1 to 3, an
상기 차량(200)은 전실(211), 탑승자실(212), 앞시트 아래영역(213), 뒷시트 아래영역(214) 및 트렁크룸(215)으로 구분될 수 있다. 또한, 상기 차량(200)은 차륜용 좌측모터(221), 차륜용 우측모터(222), 이차 전지(223), VCU(Vehicle Control Unit)(224), 전력분배기(225), 인버터(226), 충전구(227) 및 완속충전기(228)를 포함한다. 더불어, 상기 차량(200)은 프론트 시트(231), 리어 시트(232), 대시패널(233), 차량바닥(234), 앞시트 단차면(235), 뒷시트 단차면(236), 트렁크 칸막이면(237), 기준면(238), 앞차축 사이공간(sf) 및 뒷차축 사이공간(sr)을 더 포함한다. The
상기 차륜용 좌측 모터(221) 및 차륜용 우측 모터(222)는 인휠모터로 양륜을 연결하는 차축이 없다. 따라서, 상기 차량(200)은 전실(211)이 통상적인 차량보다는 짧지만 차축이 없어서, 상기 전실(211)을 효율적으로 사용할 수 있다. 본 발명에서는 상기 앞차축 사이공간(sf)을 탑승자실(212)로 사용한다. 여기서, 일부 조향 부품 및 충격 흡수 구조는 비교적 짧은 전실(211)안에 형성된다. 따라서, 운전자는 프론트 시트(231)에서 대시패널(233)까지 승차하게 된다. The
상기 앞시트 단차면(235)으로 구분되는 앞시트 아래영역(213)에는 전륜 좌/우측 모터를 한번에 구동하는 인버터(226)와 완속충전기(228)가 장착되어 전실(211)을 구성하는 부품을 줄일 수 있다. An
또한, 상기 리어 시트(232) 아래의 뒷시트 단차면(236)을 기준으로 형성되는 뒷시트 아래영역(214)에는 이차전지(223)가 위치하고 있으며, 상기 이차전지(223)는 뒷차축 사이공간(sr)까지 걸쳐서 장착된다. 기존의 전기차에는 차량바닥(234)과 기준면(238) 사이의 공간 전부에 이차전지가 장착되는 반면, 본 발명에서는 이차전지(223)가 뒷시트 아래영역(214)에만 형성된다. 즉, 본 발명에서 이차전지(223)는 기존의 약 1/2 정도로 작은 소용량의 이차전지(223)가 장착되므로, 차량의 중량을 개선할 수 있게 된다. The
더불어, 상기 트렁크 칸막이면(237) 아래에는 후륜 좌/우측 모터(221,222)를 구동하는 인버터(226)가 배치되고, 상기 인버터(226)의 왼쪽에는 인버터(226), 이차전지(223), 전력분배기(225) 및 PCU(320)를 제어하는 VCU(224)가 배치되고, 상기 인버터(226)의 오른쪽에는 전력분배기(225)가 배치되어 있다. 상기 전력분배기(225)는 이차전지(223)에서 받은 전력을 전륜 및 후륜의 인버터(226)에 공급한다. 또한, 상기 전력분배기(225)는 이차전지(223)의 충전량이 부족할 경우, 전력공급장치(300)를 통해서 들어오는 전력으로 이차전지(223)를 충전하는 스위칭 회로의 역할을 한다. 즉, 본 발명은 차량(200)을 구동하기 위한 주요 부품들이 탑승자실(212) 및 트렁크룸(215) 아래에 배치되고 차량(200)의 앞차축 사이공간(sf)은 탑승자실(212)로 이용하며 트렁크룸(215)을 배치할 수 있으므로, 공간 활용도를 극대화할 수 있다. An
상기와 같이, 소용량의 이차전지(223)가 장착된 차량(200)은 주중/주말의 일상 패턴이 명확한 일반인의 경우 주중에는 출퇴근이나 쇼핑을 위해 짧은 거리에만 차량(200)을 사용하므로, 용량이 적은 이차전지(223)를 장착한 차량만으로도 생활에 불편함이 없다.As described above, the
또한, 본 발명은 기존의 전기차 보다 작은 이차전지(223)를 장착함으로써, 공간 활용도를 극대화하고 차량(200)의 공차 중량을 감소시켜 일충전운행거리 증대의 효과를 나타낼 수 있다.
In addition, the present invention can maximize the space utilization and reduce the tolerance weight of the
반면, 주말에는 레져 또는 여행을 목적으로 차량(200)의 운행거리 확대가 필요하다. 따라서, 본 발명은 차량(200)에 전력을 추가로 공급할 수 있는 전력공급장치(300)를 장착할 수 있게 하였다. On the other hand, on weekends, it is necessary to extend the distance of the
상기 전력공급장치(300)는 견인고리(311), 전력 케이블(312), 신호 케이블(313), 연료전지(314), 봄베(315), 공기압축기(316), 방열기(317), 매스플로우 컨트롤러(318), 가습기(319), PCU(Power Control Unit)(320) 및 펌프(P)를 포함한다. The
상기 전력공급장치(300)는 견인고리(311)로 상기 차량(200)의 뒤에 연결할 수 있다. 또한, 상기 전력공급장치(300)는 동력 전달 장치가 없으므로, 차륜 사이에 봄베(315)를 용이하게 설치할 수 있다. 상기 전력공급장치(300)에는 공기압축기(316)에서 대기의 공기를 압축하여 봄베(315)의 수소를 융합하며 전력을 발생하는 연료전지(314)가 배치되어 있다. 또한, 상기 전력공급장치(300)의 전방에는 상기 연료전지(314)에서 발생하는 열을 관리하기 위한 방열기(317)가 배치되어 있다. 상기 PCU(320)는 공기압축기(316) 및 매스플로우 컨트롤러(318)를 제어하는 역할을 하며, 차량(200)에 연결된 경우 VCU(224)와 통신을 하는 역할을 한다. The
더불어, 상기 전력공급장치(300)를 상기 차량(200)에 결합할 때는 상기 전력 케이블(312)을 상기 충전구(227)에 연결한다. 상기 전력 케이블(312)은 상기 연료전지(314)의 전력을 차량(200)으로 전달하며, 상기 전력은 전력분배기(225)를 통해 이차전지(223)로 전달된다. 또한, 상기 연료전지(314)의 ON/OFF 및 각종 제어를 위한 신호케이블(313)도 상기 차량(200)에 연결한다. 상기 신호케이블(313)은 VCU(224)와 PCU(320) 사이를 연결한다. In addition, when the
상기와 같이, 장거리 운행시는 차량(200)에 전력공급장치(300)를 추가로 연결하여 사용한다. 이때, 상기 VCU(224)는 차량(200)에 장착된 이차전지(223)의 방전량이 기준값 이상이면, 상기 PCU(320)에 명령을 내려 연료전지(314)를 작동시키고 주행과 동시에 이차전지(223)를 충전시킨다. 이와 같이, 상기 연료전지(314)는 간헐적인 on/off없이 지속적으로 운전된다. 또한, 상기 VCU(224)는 이차전지(223)의 충전량이 기준값 이상이면, 상기 PCU(320)에 명령을 내려 연료전지(314)의 작동을 중지시킨다. 상기 차량(200)과 전력공급장치(300)는 신호케이블(313)을 통해서 지속적인 통신을 진행한다. 또한, 상기 VCU(224)는 회생 제동시 급격한 부하 상승을 방지하기 위해 연료전지(314)가 작동하는 상황에서는 인버터(226)의 회생제동브레이크 기능을 정지시킨다. As described above, the
따라서, 본 발명에 따른 전기자동차(100)는 전력공급장치(300)가 없을 경우 차량(200)의 공차 중량이 감소하여 단거리 주행시 주행거리가 확대되고, 차량(200)에 전력공급장치(300)가 연결된 장거리 주행시는 연료전지(314)의 간헐적인 on/off 작동이 없으므로 기존의 연료전지차에 비해 연료전지(314)의 정밀하고 급작스런 제어가 필요 없어 안정성이 향상된다.
Therefore, in the
이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 전기자동차를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
The present invention is not limited to the above-described embodiments, but may be modified in various ways within the scope of the present invention as set forth in the following claims. It will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention.
100: 전기자동차
200: 차량
223: 이차전지
300: 전력공급장치
314: 연료전지100: Electric vehicle
200: vehicle
223: Secondary battery
300: Power supply
314: Fuel cell
Claims (10)
상기 차량에 연결되며, 연료전지를 구비하여 상기 차량에 전력을 공급하는 전력공급장치를 포함하고,
상기 전력공급장치는 상기 차량에 결합 및 분리가 가능하고,
상기 차량은 차륜용 좌측 모터와 차륜용 우측 모터를 가지며, 상기 차륜용 좌측 모터와 차륜용 우측 모터는 인휠모터로 양륜을 연결하는 차축이 없으며,
상기 차량은
차륜용 좌측 모터와 차륜용 우측 모터를 구동하는 인버터;
상기 이차전지에서 공급받은 전력을 상기 차륜용 좌측 모터 및 차륜용 우측 모터에 공급하는 전력분배기;
상기 인버터, 이차전지 및 전력분배기를 제어하는 VCU(Vehicle Control Unit)를 더 포함하고,
상기 전력공급장치는 상기 VCU와 통신하는 PCU(Power Control Unit)를 포함하며,
상기 VCU는 상기 이차전지의 방전량이 기준값 보다 크면 상기 PCU에 명령을 내려 상기 연료전지를 작동시키고 주행과 동시에 상기 이차전지를 충전시키며, 상기 연료전지는 간헐적인 on/off 없이 지속적으로 운전하고,
상기 VCU는 회생 제동시 급격한 부하 상승을 방지하기 위해 상기 연료전지가 작동하는 상황에서는 상기 인버터의 회생제동브레이크 기능을 중지시키는 것을 특징으로 하는 전기자동차.A vehicle driven by a secondary battery; And
And a power supply connected to the vehicle and having a fuel cell for supplying electric power to the vehicle,
Wherein the power supply device is connectable to and detachable from the vehicle,
The vehicle has a wheel left motor and a wheel right motor. The left wheel motor and the right wheel motor do not have axles connecting the both wheels with an in-wheel motor,
The vehicle
An inverter for driving a wheel left motor and a wheel right motor;
A power distributor for supplying the power supplied from the secondary battery to the left motor for the wheel and the right motor for the wheel;
Further comprising a VCU (Vehicle Control Unit) for controlling the inverter, the secondary battery, and the power distributor,
The power supply includes a PCU (Power Control Unit) communicating with the VCU,
The VCU commands the PCU to operate the fuel cell and to charge the secondary battery at the same time when the discharge amount of the secondary battery is larger than a reference value, and the fuel cell is continuously operated without intermittent on / off,
Wherein the VCU stops the regenerative braking function of the inverter when the fuel cell operates to prevent a sudden increase in load during regenerative braking.
상기 전력공급장치는 상기 차량에 전력을 전달하는 전력 케이블과 상기 차량과 통신을 하기 위한 신호 케이블을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차.The method according to claim 1,
Wherein the power supply further comprises a power cable for transmitting power to the vehicle and a signal cable for communicating with the vehicle.
상기 차량은 충전구를 구비하고,
상기 전력 케이블은 상기 충전구에 연결되어, 상기 차량에 전력을 공급하는 것을 특징으로 하는 전기자동차.3. The method of claim 2,
The vehicle has a charging port,
And the power cable is connected to the charging port to supply electric power to the vehicle.
상기 VCU는 상기 이차전지의 충전량이 기준값 보다 크면 상기 PCU에 명령을 내려 상기 연료전지의 작동을 중지시키는 것을 특징으로 하는 전기자동차.The method according to claim 1,
Wherein the VCU commands the PCU to stop the operation of the fuel cell if the charged amount of the secondary battery is greater than a reference value.
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