KR102013991B1 - 전기자동차용 보조배터리 전원 공급장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기자동차용 보조배터리 전원 공급장치에 관한 것이다.
구체적으로는, 전기자동차용 보조배터리 장치는 전기자동차(EV, Electric Vehicle)에 설치된 배터리 외에 보조 전원을 사용하기 위한 보조배터리의 전원을 전기자동차에 공급하기 위한 장치이며, 전기자동차의 내부에 설치 또는 탈착할 수 있도록 구성되고, 상기 보조배터리를 개별 수납할 수 있도록 복수 개의 수납공간이 구비된 수납부를 포함하며, 보조배터리를 수납부에 수납하거나 탈거하는 것이 용이하도록 구성된 전기자동차용 보조배터리 전원 공급장치에 관한 것이다.

Description

전기자동차용 보조배터리 전원 공급장치{Secondary battery power supply for electric vehicles}

본 발명은 탈부착이 가능한 전기자동차용 보조배터리 전원 공급장치에 관한 것이다.

구체적으로는, 전기자동차(EV, Electric Vehicle)에 설치된 배터리 외에 보조 전원을 사용하기 위한 보조배터리를 구비하는데 있어서, 상기 보조배터리를 탈부착하여 전기자동차 내에 설치 또는 탈착할 수 있도록 하고, 상기 보조배터리를 설치하는 경우에도 개별로 수납할 수 있도록 하여 복수 개의 보조배터리를 수납할 수 있으며, 보조배터리의 수납과 탈부착이 용이함에 따라 보조배터리를 쉽게 옮길 수 있도록 하는, 탈부착이 가능한 전기자동차용 보조배터리 장치에 관한 것이다.

전기자동차(EV, Electric Vehicle)란, 자동차의 구동 에너지를 기존의 자동차와 같이 화석 연료의 연소로 하는 것이 아니라, 전기에너지로부터 얻는 자동차를 의미한다. 이러한 전기자동차는 그린카, 스마트카 등으로 불리우고 있다.

이러한 전기자동차는, 자동차에서의 배기가스가 전혀 없으며, 소음이 아주 작은 장점이 있다. 전기자동차는 1873년 가솔린 자동차보다 먼저 제작되었으나, 배터리의 무거운 중량, 충전에 걸리는 시간 등의 문제 때문에 실용화되지 못하다가 최근 공해문제가 심각해지면서 다시 개발이 되고 있고, 국내는 물론 국외에서 자동차로서 판매되고 있는 실정이다.

전기자동차는 엔진이 전기 모터로 대치된 것 외에 내연기관 자동차들과 약간씩의 차이가 있다. 그러나 가장 큰 문제는 에너지의 공급원인 배터리이다. 배터리의 경량/소형화 및 짧은 충전시간은 여전히 문제로 대두되고 있다.

아울러, 전기자동차의 주 원료인 전기에너지는 기존의 화석원료 에너지와 다르게 일반 가정에서도 쉽게 얻을 수 있으므로, 다양한 충전방식이 개발되고 있는 추세이다. 물론 가정용 전원의 전압과 전기자동차용 전원이 요구하는 전압은 상이하나, 이마저도 전압 조절장치 등을 통해 문제를 해결하고 있는 추세이다.

다만, 가정용 전원을 이용할 수 있다고 하더라도, 충전에는 상당한 문제가 따른다. 실제로 전기자동차의 배터리는 무게가 상당하기 때문에 사용자가 들고 옮기는 것은 매우 어려운 일이며, 이에 따라 가정용 전원을 사용하여 충전을 하려면 자동차에 장착된 상태로 자동차에 구비된 포트에 전원을 연결할 수밖에 없다.

결국, 전기를 자동차가 주차된 장소까지 끌어다 써야하는 건데, 이는 공동주택으로부터 전원을 끌어다 특정 장소에서만 충전이 가능하도록 설비하고 있고, 긴 케이블을 구비하여 전원을 자동차가 주차된 장소까지 연장시켜 사용하기도 한다.

한편, 본 출원인은 전기자동차에 보조배터리를 추가 구성함으로써 위와 같은 충전 문제를 해결할 수 있도록 함과 동시에 전기자동차의 전력운용을 효율적으로 할 수 있도록 하고자 한다.

관련된 기술로서, 등록특허공보 제10-1271251호에는 전기 차량용 이동식 급속 충전 장치가 기재되어 있다.

상기 기술은, 동력을 생성하는 엔진과, 상기 엔진에서 생성된 동력에 의해 회전하는 축을 통해 기전력을 생성하는 발전기와, 상기 발전기에서 생성된 기전력에 의해 차량용 배터리를 충전하는 배터리 충전기와, 상기 배터리 충전기의 충전을 제어하고, 상기 차량용 배터리의 충전 상태를 모니터링하는 제어기와, 상기 발전기에서 생성된 기전력에 의해 충전되고, 충전된 기전력에 의해 상기 엔진, 상기 발전기 및 상기 제어기를 기동시키는 기동 전원을 구성한다.

또 다른 기술로서, 공개특허공보 제10-2016-0108962호에는 이동식 전기 자동차 충전기가 기재되어 있다.

상기 기술은, 이동식 EV (electric vehicle, 전기자동차) 충전기에 관한 것으로서, EV 충전기 자체에 배터리가 내장되어 있어 계통전력이 미치지 않는 지역으로 이동시켜 사용할 수가 있고 또한 계통 전력의 용량이 충분하지 못할 경우에도 내장된 배터리의 용량을 키워서 평소에 계통전력으로 배터리를 충전하였다가 전기자동차가 필요한 대량의 전력을 짧은 시간에 공급할 수 있어 기존 계통 전력의 용량에 관계없이 EV 충전소를 운영할 수 있다.

이러한 이동식 EV 충전기는 바퀴를 달아 수시로 이동할 수도 있고, 또는 차량에 싣고 이동할 수도 있으며 원하는 장소에 이동하여 고정식으로 설치할 수도 있다. 또한 PV(Photovoltaic, 태양광 발전기) 또는 풍력 발전기 등 신재생 에너지 발전 장치를 부가하여 계통 전력의 도움 없이 EV 충전소를 운영할 수 있다.

또한, 이동식 EV 충전기는 요금 정산 단말기가 부착되어 있어 사용자가 필요한 금액만큼의 전력을 본 발명의 이동식 EV 충전기로부터 구매하여 전기자동차를 충전할 수 있다.

그러나 상기 기술들은, 이동식 장비에 초점이 맞춰져 있을 뿐, 전기자동차에 보조배터리를 구비하는 것과, 보조배터리를 효율적으로 충전 및 사용할 수 있도록 하는 기술에 대해서는 언급하고 있지 않는다.

등록특허공보 제10-1271251호(2013.06.07. 공고) 공개특허공보 제10-2016-0108962호(2016.09.21.)

본 발명의 목적은, 가정용 전원을 이용하여 충전되는 보조배터리를 전기자동차에 장착하여 사용하기 위한 것으로, 보조배터리의 충방전을 위한 운반이 용이하고, 전기자동차에 장착 및 탈착이 용이하도록 하는, 탈부착이 가능한 전기자동차용 보조배터리 장치를 제공하는데 있다.

구체적으로, 탈부착이 가능한 전기자동차용 보조배터리 장치에 있어서, 전기자동차(EV, Electric Vehicle)에 설치된 배터리 외에 가정용 전원으로 충전되는 보조배터리를 비상용 보조 전원으로 사용할 수 있도록 구비된 것으로, 운반이 용이한 복수 개의 소용량 보조배터리의 수납 및 직/병렬연결 제어가 용이하도록 하여 보조배터리의 운용을 효율적으로 할 수 있는, 전기자동차용 보조배터리 전원 공급장치를 제공하는데 있다.

위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전기자동차에 보조 전력을 공급하는 복수 개의 보조배터리를 수납하되, 전기자동차에 탈부착이 가능한 전기자동차용 보조배터리 전원 공급장치에 있어서, 상기 탈부착이 가능한 전기자동차용 보조배터리 장치는, 전기자동차에 고정 설치되는 베이스(20); 상기 베이스(20)의 상부에 설치되는 거치부(30); 상기 거치부(30)에 삽입되어 탈부착되는 수납부(10);를 포함하되, 상기 수납부(10)에는 복수 개의 수납공간(13)으로 구성되고, 복수 개의 수납공간(13) 각각의 일측에 컨버터(13a)가 구비되고, 상기 복수 개의 컨버터(13a)와 직, 병렬로 연결하는 절연형의 통합컨버터(13b)가 구비되고, 전기자동차용 보조배터리 전원 공급장치를 제어하는 제어모듈(17)이 구비된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 복수 개의 컨버터(13a)는 절연형 컨버터이고, 상기 통합컨버터(13b)는 비절연형 컨버터인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어모듈(17)은 보조배터리의 충전시간, 보조배터리의 충전량, 보조배터리 충전 또는 방전 시 직/병렬 회로 구성, 보조배터리의 병렬 충전 또는 방전 시 방전할 보조배터리의 선택 제어, 수납부의 냉각 제어 중 어느 하나 이상의 제어를 담당하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어모듈(17)은, 상기 수납부(10)에 가해지는 충돌을 감지할 수 있는 센서를 더 포함하고, 감지된 충돌이 일정량 이상인 경우, 수납부(10)의 전기적 흐름을 차단하여 충/방전을 중단하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어모듈(17)은 다음 운전을 위해 시동이 걸릴 때 기본 배터리의 용량을 감지하여, 기본배터리의 용량이 일정량 미만이면, 전기자동차에 구비된 보조배터리를 연결하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수납부(10)의 내부에는 냉각모듈(18);을 더 포함하되, 상기 냉각모듈(18)은 수납부(10)의 온도가 일정한 온도 이상이 되면 제어모듈에 의해 수납부(10)를 냉각시키도록 구성고, 상기 수납부(10)의 냉각은 전기자동차의 에어컨 공기를 이용하여 냉각하거나 또는 외부의 공기를 이용하여 냉각하되, 외부의 공기는 열전소자에 의해 냉각된 공기로 냉각하는 것을 특징으로 한다.

또한, 베이스(20)는, 일측에 상부에서부터 하부에서까지 관통되는 홈이 형성되고, 상기 홈에 고정형성되는 냉각매체 공급모듈 지지판(14); 상기 냉각매체 공급모듈 지지판(14)에 포함되는 냉각매체 공급모듈(15); 및 일단이 상기 냉각매체 공급모듈(15)에 연결되고, 다른 일단이 수납부(10)의 연결커버(19c)에 연결되도록 구성된 호스(16);를 포함하되, 상기 냉각매체 공급모듈(15)로부터 공급된 냉각매체는 냉각모듈(18)을 따라 이동하면서 보조배터리를 냉각시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 탈부착이 가능한 전기자동차용 보조배터리 장치는, (a) 상기 베이스(20)가 설치되는 일측에 덕트 구조를 갖되, 상기 덕트구조는, - 전기자동차의 내부와 외부를 연통시키는 덕트홈; 상기 덕트홈에 회전 가능하도록 구성된 다수의 회전 블레이드; 상기 다수의 회전 블레이드에 동력을 전달하는 모터; 및 상기 다수의 회전 블레이드의 하부측에 구성되어, 전기자동차 외부의 이물질이 내부로 유입되지 않도록 하는 필터;를 포함하고, 상기 수납부(10)에서 열이 발생됨에 따라 전기자동차 내부가 뜨거워지면 열을 방출하고, (b) 내부에 온도센서를 더 포함함으로써, 온도센서에 의해 감지된 온도가 일정온도 이상인 경우, 열을 방출하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 전기자동차용 보조배터리 전원 공급장치에 의하면, 복수 개의 보조배터리를 수납하되, 직/병렬 연결을 선택적으로 하여 효율적인 운영이 가능하고, 배터리 외의 보조배터리 사용이 가능하기 때문에, 추가 전력의 운용이 가능한 이점이 있다.

동시에, 보조배터리를 충전하기 위해 전기자동차로부터 탈착하는 경우에도 구조상 쉽게 탈착이 가능하고, 옮길 경우에도 무게가 상당한 보조배터리들과 장비를 별도로 옮길 수 있어서 사용자 혼자서 작업이 가능한 이점이 있다.

아울러, 장비에 수납된 보조배터리들을 충전하는 경우에도, 직/병렬에 의해 선택적으로 가능하기 때문에 효율적인 충전이 가능한 이점이 있다.

또한, 가정용 전원을 이용하여 전기자동차에 사용되는 보조배터리를 충전하는 충전장치를 전기자동차용 보조배터리 장치로 이용할 수 있어서, 전기자동차용 보조배터리 장치를 별도로 구비가 필요가 없고, 하나의 장치로 전기자동차용 보조배터리의 충전 및 방전을 간편하게 할 수 있는 효과가 기대된다.

도 1은 본 발명에 따른 전기자동차용 보조배터리 전원 공급장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1a는 본 발명에 따른 전기자동차용 보조배터리 전원 공급장치에서 보조배터리와 수납공간의 결합상태 예시를 나타낸 것이다.
도 1b는 본 발명에 따른 전기자동차용 보조배터리 전원 공급장치에 구비되는 컨버터의 구조를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 전기자동차용 보조배터리 전원 공급장치에서 거치부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명에 전기자동차용 보조배터리 전원 공급장치에서 수납부에 내설된 냉각모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에 전기자동차용 보조배터리 전원 공급장치에서 보조배터리가 전기자동차의 트렁크에 설치되는 일예를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 전기자동차용 보조배터리 전원 공급장치에서 베이스가 설치되는 위치의 전기자동차 구조를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 전기자동차용 보조배터리 전원 공급장치에서 보조배터리를 방전하는 흐름을 나타낸 것이다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안되며, 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 실시 예와 도면에 도시된 사항은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등 물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 도면을 참조하여 설명하기에 앞서, 본 발명의 요지를 드러내기 위해서 필요하지 않은 사항 즉 통상의 지식을 가진 당업자가 자명하게 부가할 수 있는 공지 구성에 대해서는 도시하지 않거나, 구체적으로 기술하지 않았음을 밝혀둔다.

본 발명은 가정용 전원을 이용하여 충전되는 보조배터리를 전기자동차에 장착하여 사용하기 위한 것으로, 보조배터리의 충방전을 위한 운반이 용이하고, 전기자동차에 장착 및 탈착이 용이하도록 하는, 전기자동차용 보조배터리 전원 공급장치에 관한 것이다.

구체적으로는, 전기자동차용 보조배터리 전원 공급장치에 있어서, 전기자동차(EV, Electric Vehicle)에 설치된 배터리 외에 가정용 전원으로 충전되는 보조배터리를 비상용 보조 전원으로 사용할 수 있도록 구비된 것으로, 운반이 용이한 복수 개의 소용량 보조배터리의 수납 및 직/병렬연결 제어가 용이하도록 하여 보조배터리의 운용을 효율적으로 할 수 있는, 전기자동차용 보조배터리 전원 공급장치에 관한 것이다.

먼저, 본 발명에 따른 전기자동차용 보조배터리 전원 공급장치의 구성은 도 4를 첨부하여 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 전기자동차용 보조배터리 전원 공급장치에서 보조배터리가 전기자동차의 트렁크에 설치되는 일예를 나타낸 도면이다.

첨부된 도면의 도 4에 따르면, 전기자동차의 트렁크에는 본 발명의 전기자동차용 보조배터리 전원 공급장치가 설치되고, 전기자동차용 보조배터리 전원 공급장치에는 보조배터리가 설치될 수 있다.

이때, 전기자동차용 보조배터리 전원 공급장치는 도면에 도시된 수납부(10), 베이스(20) 및 거치부(30) 등으로 구성되고, 전기자동차의 트렁크에 베이스(20)의 설치는, 베이스(20)에 나사 또는 볼트 등의 체결수단(도 4 참조)을 적용하여 베이스(20)를 트렁크에 고정시키는 방식으로 할 수 있다.

또한, 첨부된 도면의 도 5를 더 참조할 수 있는데, 도 5는 본 발명에 따른 전기자동차용 보조배터리 전원 공급장치에서 베이스가 설치되는 위치의 전기자동차 구조를 나타낸 것이다.

첨부된 도면의 도 5에 따르면, 본 발명에 의한 전기자동차는 베이스(20)가 설치되는 위치 일측에 덕트 구조가 구성된다.

구체적으로, 덕트 구조는 덕트홈과, 상기 덕트홈에 축을 기준으로 회전되는 다수의 회전 블레이드와, 상기 회전 블레이드에 동력을 전달하는 모터가 구성된다.

그리고 다수의 회전 블레이드의 하부 측에는 필터가 구성되도록 한다.

또한, 도면에 도시되지는 않았지만 온도센서를 더 포함할 수 있는데, 이 온도센서로 측정된 값에 따라 제어모듈(17)은 일정 온도 이상이 감지되면 모터를 동작시켜 회전 블레이드가 회전되도록 한다. 이때 회전 블레이드의 동작은 필터에 영향을 주지 않을 정도의 간격으로 설치됨이 당연하다.

그리고 필터는 전기자동차 외부의 이물질이 전기자동차 내부로 유입되지 않도록 하는 기능을 한다.

도 1은 본 발명에 따른 전기자동차용 보조배터리 전원 공급장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.

첨부된 도면의 도 1에 따르면, 본 발명은 수납부(10), 베이스(20) 및 거치부(30)를 주요하게 포함할 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 수납부(10)는 거치부(30)에 끼워지고, 수납부(10)와 거치부(30)가 결합된 상태에서, 베이스(20)에 올려진다.

이때 베이스(20)의 오목홈(21)에 거치부(30)가 삽입되어 고정될 수도 있으나, 볼트 등을 통해 체결시킬 수도 있다.

또한, 상기 수납부(10)는 본 명세서에서는 전기자동차로부터 탈착이 가능하도록 기재하고 있으나, 수납부(10), 베이스(20) 및 거치부(30)가 결합된 뒤 분리가 불가능하도록 하거나, 일체로 구성함으로써, 수납부(10)는 전기자동차로부터 탈착이 불가능하도록 하고, 보조배터리만 수납을 통해 탈부착이 가능하도록 할 수도 있다.

또한, 첨부된 도면에서는 수납부(10)의 수납공간(13)을 높이 방향으로 형성하고 있으나, 반대로 길이 방향으로 형성함으로써, 수납부(10) 자체의 높이를 조절할 수도 있다. 이는 수납부(10)가 전기자동차의 트렁크 등에 설치되기 때문에, 높이의 공간을 확보하기 위한 것이다.

먼저, 수납부(10)는 슬라이드홈(11), 고정홈(12), 수납공간(13), 제어모듈(17), 냉각모듈(18) 및 호스 연결부(19)를 포함할 수 있다.

슬라이드홈(11)은 수납부(10)의 양면 일측에 각각 형성되는 것으로, 소정의 홈이 수납부(10)의 길이방향을 따라 형성된다.

이러한 슬라이드홈(11)은 도 1에 도시된 바와 같이, 하면 일측에 하부로 더 오목한 바퀴홈(11a)이 형성될 수 있고, 상기 바퀴홈(11a)에는 축으로 상기 바퀴홈(11a)과 연결되는 바퀴(11b)가 복수 개 일렬로 배열될 수 있다.

따라서, 후술되는 거치부(30)의 슬라이드가이드(31)가 삽입될 때, 더욱 부드러운 움직임을 유도할 수 있다.

고정홈(12)은 수납부(10)의 전면 및 후면 일측에 형성되는 것으로, 오목한 홈으로 형성된다. 이때 전면과 후면은 상기 수납부(10)가 슬라이드 되는 방향을 기준으로 전방 및 후방을 의미하며, 측면은 상기 측면과 후면을 기준으로 양 옆면을 의미한다.

수납공간(13)은 수납부(10)의 일면이 개방되는 형태로, 도 1에서는 3개로 도시되어 있으나, 3개 미만 또는 3개를 초과하는 개수일 수 있다.

그리고 수납공간(13)은 전기자동차(EV)용 보조배터리를 밀어 넣어 수납할 수 있도록 구성되며, 일측에 보조배터리의 +극 및 -극과 연결되어 전기적으로 연결되는 포트(Port)가 구비될 수 있다. 이는 도 1a를 참조하여 후술한다.

이러한 수납공간(13)에는 각각 마다 컨버터가 구성될 수 있는데, 상기 컨버터는 보조배터리의 전력을 전기자동차에서 요구하는 전력으로 변환하는 기능을 한다.

구체적으로는 첨부된 도면의 도 1b를 참조할 수 있다.

도 1b는 본 발명에 따른 전기자동차용 보조배터리 전원 공급장치에 구비되는 컨버터의 구조를 개략적으로 나타낸 것이다.

첨부된 도면의 도 1b에 따르면, 각각의 수납공간(13)은 그의 일측으로 컨버터(13a)가 구비된다. 이때 수납공간(13)에 구비된 컨버터는 비절연형 컨버터로서 외부 절연을 차단함으로서 수납공간(13)에 수납된 보조배터리를 보호하는 한편, 보조배터리의 전기적 연동이 신속하게 될 수 있도록 한다.

이러한 비절연 컨버터는 1개 코일만 사용되어 부품이 적게 들어가 있어 과전압이나 기타 전기적인 특성을 차단하지 못하나, 보조배터리와의 전기적 반응이 신속하도록 한다(절연 컨버터의 경우 0.5초의 딜레이가 발생됨).

또한, 상기 컨버터(13a)는 보조배터리의 전압을 전기자동차가 요구하는 전압으로 변경하여 통합컨버터(13b)로 공급한다.

그리고 복수의 수납공간(13)의 후측으로는, 복수의 컨버터(13a)와 직, 병렬로 연결되는 통합컨버터(13b)가 위치된다. 상기 통합컨버터(13b)는 후술되는 제어모듈(17)의 제어에 따라 복수의 컨버터(13a)와 직렬 또는 병렬로 연결하도록 한다.

물론, 상기 통합컨버터(13b)는 수납부(10) 외부에 돌출되지 않도록 구성됨이 당연하다.

이러한 통합컨버터(13b)는 보조배터리 및 컨버터(13a)를 보호하기 위해 절연형 컨버터로 이루어질 수 있다.

절연형 컨버터는 1차 코일과 2차 코일이 분리되어 있어서, 과전압(써지)이 인가될 경우 1차 코일에서 차단하지 못하더라도 2차 코일에서 차단할 수 있어서 회로를 보호할 수 있는 특성이 있다.

또한, 보조배터리의 전원을 전기자동차로 방전할 경우, 상기 통합컨버터(13b)는 보조배터리의 전원을 전기자동차가 요구하는 전원으로 변환하여 전기자동차로 방전하게 된다.

이때, 제어모듈(17)은 컨버터(13a)의 직, 병렬 연결 제어를 통해 전기자동차가 요구하는 전력으로 변환하여 통합컨버터(13b)로 공급하고, 통합컨버터(13b)는 제어모듈(17)에 의해 전기자동차가 요구하는 적정 전력으로 최종 변환하여 전기자동차로 전력을 공급하는 역할을 수행할 수 있다.

반면, 상기 통합컨버터(13b)는 보조배터리를 가정용 전원으로 충전할 때, AC전원을 DC전원으로 변경하는 역할을 한다. 즉, 가정용전원의 AC전원을 보조배터리에 요구되는 DC전원으로 변경하는 것으로서, 후술되는 충, 방전포트로부터 전원을 전달받는다. 그리고 통합컨버터(13b)에서 변경된 DC전원은 상술된 바와 같이 컨버터(13a)를 통해 보조배터리 충전에 요구되는 DC전원으로 변환된다.

또한, 상기 통합컨버터(13b)는 3kw의 가정용전원을 자동차용 배터리의 전력에 맞도록 7.7kw로 변환하는 기능을 한다.

또한, 다른 실시 예에 따라 컨버터를 절연형으로 하고, 통합컨버터를 비절연형으로 할 수 있다.

일반적으로, 절연형 컨버터는 정보와 신호를 다른 컨버터들과 공유할 수 있으므로, 상기와 같이 컨버터를 절연형으로 하는 경우 물리적으로 연결되어 정보와 신호를 공유하도록 구성한다.

위와 같이 구성되는 경우, 컨버터를 구성하는 회로 상에 컨버터 스스로 고장상태를 점검할 수 있는 감지수단을 더 마련할 수 있는데, 이는 컨버터에 입력되는 신호와 출력되는 신호를 비교하여 일정량을 신호가 입, 출력되지 않으면 컨버터가 고장으로 판단하는 것이다.

이때, 본 발명에서는 3개의 컨버터를 기재하고 있는데, 만약 어느 하나의 컨버터에 고장이 발생된 것으로 판단되면, 나머지 컨버터들도 이 고장신호를 공유하여 스스로 동작을 차단하게 된다.

이러한 기능이 필요한 이유는, 본 발명은 전기자동차 구동에 필요한 전원을 공급하는 장치에 관련하므로, 만약 보조배터리나 컨버터에 이상이 발생되었음에도 불구하고 계속 사용한다면, 자동차에 탑승하고 있는 운전자로 하여금 사고를 유발할 가능성이 있기 때문에, 모든 컨버터에 대응되는 전기적 연결이 차단되도록 할 필요가 있다.

다만, 모든 전기적 기기가 그렇듯이 고장을 오감지하는 경우가 있을 수 있는데, 이는 통합컨버터를 비절연형으로 구성함으로써, 보다 신속한 기능의 수행이 가능하도록 하되,

이 통합컨버터는 고장으로 판단하였던 컨버터에 전원이나 2차적 고장판단을 위한 신호를 입력한 뒤, 해당 신호가 출력되는 것을 수신하는 방식으로, 해당 컨버터의 고장을 2차적으로 판단하는 기능을 수행한다.

이때, 통합컨버터의 판단 결과, 고장이 발생된 것이 맞다면 모든 컨버터의 동작이 차단된 상태로 유지하여, 수리를 기다릴 수 있으나,

만약, 통합컨버터에 의해 입력된 신호와 통합컨버터가 수신한 신호가 동일하다면, 해당 컨버터는 고장 판단이 오감지인 것으로 판단하고, 다시 컨버터가 동작되도록 할 수 있다.

이때, 다른 설계 조건에 따라서는, 통합컨버터가 2차적 고장판단을 위한 신호를 입력하는 대상이, 고장을 감지하였던 컨버터 뿐만 아니라 모든 컨버터일 수 있다. 이유는 갑자기 동작이 차단된 컨버터에도 다른 이상이 발생될 우려가 있으므로, 이를 다시 한번 점검할 필요가 있는 것이다.

상술된 바와 같이, 컨버터를 절연형으로 구성하고, 통합컨버터를 비절연형으로 구성하는 경우, 보조배터리에 전원을 충전하는 상용전원(AC 전원)에 과전압이 걸려 통합컨버터 내지 컨버터에 고장이 발생될 우려가 있으므로, 비절연형 통합컨버터의 상용전원을 입력받는 전단에 절연형 통합컨버터를 하나 더 마련할 수도 있으나, 이는 설계자의 판단에 의해 더 부가될 수 있는 것일 뿐, 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니다.

아울러, 상술된 절연형과 비절연형의 일예는 각 기능에 따라 변경되는 것으로 기재하고 있으나, 컨버터 또는 통합컨버터 각각이 절연형이던 비절연형이던 관계 없이, 복수 개의 컨버터는 어느 하나가 마스터의 기능을 하고 다른 나머지 것들이 슬레이브 기능을 하도록 할 수 있다.

예를 들어, 본 명세서에서 기재하고 있는 일예와 같이, 컨버터를 3개로 구성하는 경우, 각 컨버터는 각각의 보조배터리에 대하여 연결되는 구성으로서, 구체적으로는 하나의 보조배터리에 3개의 컨버터가 각각 직렬 또는 병렬 연결되도록 한다.

예컨대, 맨 상측의 보조배터리에 연결된 맨 상측의 컨버터가 마스터로서 상기 보조배터리의 전원을 제어하다가, 해당 컨버터에 문제가 발생되면, 제어모듈은 통합컨버터를 통해 해당 컨버터의 고장을 판단하고, 슬레이브 기능을 하던 다음 단(아래의) 컨버터가 맨 상측의 보조배터리에 연결되어 사용될 수 있도록 한다.

이는 컨버터에 문제가 발생되었다고, 연결되어 있던 멀쩡한 보조배터리까지 사용하지 못하도록 하는 것은 전력 운용에 상당한 불편함과 전력 손실이 발생될 것을 우려하여 착안한 것이다.

또한, 상기 수납부(10)의 일측에는 충, 방전포트가 구성될 수 있다.

냉각모듈(18)은 첨부된 도면의 도 3과 같이 수납부(10)의 내부에 내설된다.

도 3은 본 발명에 따른 탈부착이 가능한 전기자동차용 보조배터리 장치에서 수납부에 내설된 냉각모듈을 설명하기 위한 도면이다.

첨부된 도면의 도 3에 의하면, 냉각모듈(18)은 수납부(10)의 상면 내부와 측면 내부 일측에만 내설되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 실제로는 상면, 하면 및 측면 모두의 내부에 내설되고 연속적으로 연결되도록 할 수 있다.

그리고 어느 하나의 냉각모듈(18)의 일측은 수납부(10)의 외부로 노출되도록 구성되어 냉매 출구(19a)가 형성될 수 있고, 또 다른 어느 하나의 냉각모듈(18)의 일측은 수납부(10)의 외부에 노출되도록 구성되어 냉매 입구(19b)가 형성될 수도 있다.

그리고 상기 냉매 출구(19a) 및 냉매 입구(19b)는 연결커버(19c)에 의해 덮어질 수 있는데, 상기 연결커버(19c)는 상면과 하면이 개방된 형태로 구성된다.

이러한 연결커버(19c)는 호스(16)에 연결되는데 이는 후술한다.

후술되는 호스(16)를 통해 냉각매체를 공급받을 수 있는데, 이로 인해 냉각모듈(18)은 이의 내부에 냉각매체가 이동함으로써, 수납부(10)의 과열을 방지하고 냉각시키는 역할을 할 수 있다. 이때 냉각매체는 기체 및 액체 등일 수 있으며 구체적으로는 후술한다.

그리고 냉매 출구(19a), 냉매 입구(19b) 및 연결커버(19c)를 통합적으로 호스 연결부(19)로 통칭할 수 있다.

제어모듈(17)은, 제어패널과 제어부로 구성되어, 제어패널을 통해 충전을 위한 제어를 조작하고, 제어부에서 제어를 수행할 수 있는데, 이러한 제어모듈(17)은 다음의 기능 중 어느 하나 이상을 담당한다.

첫째, 보조배터리의 충전시간을 제어할 수 있다.

둘째, 보조배터리의 충전량을 제어할 수 있다.

셋째, 보조배터리의 충전을 직렬로 수행할 것인지, 병렬로 수행할 것인지 제어할 수 있다.

넷째, 보조배터리의 충전을 병렬로 수행하는 경우, 어느 수납공간(13)의 보조배터리를 충전할 것인지를 제어할 수 있다.

다섯째, 충전장치의 냉각을 제어할 수 있다.

여섯째, 충돌감지센서 또는 가속센서를 더 포함시켜 충돌을 감지할 수 있다.

일곱째, 충돌이 감지된 경우, 감지된 충돌이 일정량 이상인지를 판단하여 보조배터리의 충전(또는 방전)을 중단시키고, 수납부(10)의 모든 전기적 흐름을 차단할 수 있다. 이를 위해서는 충, 방전포트나 제어부, 컨버터 또는 보조배터리의 +극/-극 연결부위의 회로를 차단할 수 있는 스위칭 구성을 포함할 수도 있다.

이때, 상기 제어모듈(17)은, 전기자동차에 마련된 제어수단으로부터 제어신호를 수신하도록 할 수도 있다. 따라서, 전기자동차에 탑승한 사용자가 핸들이나 운전석과 보조석 사이의 공간 등에 마련된 제어수단을 통해 제어함으로써, 상술된 기능을 제어모듈(17)이 수행할 수 있도록 하는 것이다.

이때, 통신방식은 전기자동차용 CAN 통신방식을 채용할 수 있다.

CAN 통신방식은 Controller Area Network를 의미하며, 자동차 내에서 호스트 컴퓨터 없이 마이크로 콘트롤러나 장치들이 서로 통신하기 위해 설계된 표준 통신 규격이다. 이러한 CAN 통신방식은 메시지 기반 프로토콜이며 최근에는 차량뿐만 아니라 산업용 자동화기기나 의료용 장비에서도 종종 사용되고 있다.

이때, 상기 충돌감지센서에서 감지되는 충돌(충격)은 수납부(10)에 전달된 충돌 감지 값에 의하는데, 설계 조건에 따라서 충돌감지센서는 전기자동차에 별도로 구비된 것으로부터 감지 값을 수신받을 수도 있다.

다만, 전기자동차에 충돌감지센서가 미리 구비되어 있다면 해당 센서로부터 감지값을 수신할 수 있도록 할 수도 있고, 미리 구비된 것이 없다면 신규로 구비하도록 할 수도 있다.

또한, 제어모듈(17)은 전기자동차에 설치된 기본배터리가 일정량(예를 들어, 20%) 미만일 때, 보조배터리의 전원이 전기자동차에 공급되도록 제어한다.

이때, 본 발명에서 기재하는 보조배터리의 전원이 전기자동차에 공급되는 것은, 전기자동차의 엔진(모터)에 직접 전기적으로 연결되어 보조배터리의 전원이 공급되도록 할 수도 있으나,

본 발명에 따른 전기자동차용 보조배터리 전원공급장치 일측에 전원공급용 케이블을 더 구비함으로써, 상기 케이블을 전기자동차의 전기충전용 포트에 꽂아서 보조배터리의 전원이 전기자동차의 기본배터리로 공급되도록 할 수도 있다.

일예로서, 제어모듈(17)은 전기자동차의 시동이 꺼진 뒤, 다음 시동이 걸릴 때, 전기자동차에 설치된 기본배터리의 용량을 감지하고, 감지결과에 따라 상기 기본배터리의 용량이 일정량 미만이라면 해당 전기자동차의 시동을 보조배터리의 전원으로 전환하도록 제어할 수 있다.

일반적으로, 운전자는 전기자동차 뿐만 아니라 기름에 의해 구동되는 자동차에서도 목적지에 도착하면 원료(기름 또는 전기)가 없어도 충전을 수행하지 않고 다음 운행시 충전하는 경우가 많기 때문에 다음 시동이 걸릴 때 자동차의 구동을 위한 원료가 일정량 이상이라고 보장할 수 없다.

특히, 운전자가 전기자동차를 자주 운전하지 않는 경우, 전기자동차의 경우 기름을 원료로 하는 자동차에 비해 장기간 주차에 따른 방전 가능성이 크다고 할 수 있는데, 이 경우 마지막 운전 종료 당시에는 기본배터리의 잔량이 충분했어도, 다음 운전을 위해 시동을 걸 때는 방전 등으로 기본배터리의 잔량이 일정량 미만으로 떨어질 수 있다.

따라서, 상술된 바와 같이 본 발명에 따른 제어모듈(17)은 다음 운전을 위해 시동이 걸릴 때 기본배터리의 용량을 다시 감지하고, 결과에 따라 전기자동차에 공급할 전원을 기본배터리에서 공급받을지 또는 보조배터리에서 공급받을지 제어하는 것이다.

이 경우에는, 보조배터리의 전원이 엔진으로 직접 공급되도록 하는 것이다.

또한, 설계 조건에 따라서, 제어모듈(17)은 기본배터리의 용량이 일정량 미만인 경우 전기자동차의 인터페이스를 통해 기본배터리의 용량이 일정량 미만임을 알리고, 사용자로 하여금 보조배터리의 전원을 사용하도록 제안할 수 있다.

이 경우에는, 보조배터리의 전원이 엔진으로 직접 공급되도록 하여 사용자가 인터페이스 조작을 통해 보조배터리의 전원을 사용하도록 제안하는 것일 수도 있으나, 제안을 받은 사용자가 보조배터리의 케이블을 전기자동차의 전원충전용 포트에 꽂음으로써 기본배터리를 충전하도록 하는 것일 수도 있다.

이때, 제어모듈(17)이 기본배터리의 잔량을 감지하는 기술은 종래 다수 기술에서 채용하고 있으므로, 구체적인 설명은 생략한다.

상기의 수납공간(13), 컨버터(13a), 통합컨버터(13b), 냉각모듈(18), 제어모듈(17) 등을 포함하는 수납부(10)는, 첨부된 도면의 도 1에서 볼 수 있듯이, 거치부(30)에 삽입될 수 있는데, 거치부(30)는 베이스(20)에 설치될 수 있다.

이러한 베이스(20)는 상면 일측에 하부방향으로 오목한 오목홈(21)이 형성되고, 이 오목홈(21)은 수납부(10)와 거치부(30)의 크기에 대응되도록 형성될 수 있다.

그리고 오목홈(21)에는 탄성그물(22)이 삽입되는데, 상기 탄성그물(22)은 플렉시블(flexible)한 재질의 그물망으로 구성되어, 수납부(10)와 거치부(30)를 설치하는 과정에서 수납부(10)를 내려놓을 때 수납부(10)에 전달되는 충격을 절감할 수 있어서 수납부(10)의 파손을 방지할 수 있고, 또한 수납부(10)에서 발생되는 열의 방출을 도울 수도 있다. 이를 위해 베이스(20)의 오목홈(21)은 홈의 형상보다 하부방향까지 관통되도록 구성되는 것이 바람직할 수도 있고, 이때 탄성그물(22)은 이의 모서리가 오목홈(21)의 내부 측면(내면)에 끼워지도록 하거나, 오목홈(21)의 내부 측면(내면)에 거치수단을 길이방향으로 형성하거나 또는 상기 거치수단을 복수 개 형성한 뒤, 탄성그물(22)을 나사 또는 볼트 등으로 고정시킬 수도 있다.

이러한 베이스(20)는, 일측에 상부에서부터 하부까지 관통되는 홈이 형성되어, 상기 홈에 냉각매체 공급모듈 지지판(14)이 고정된다.

그리고 냉각매체 공급모듈 지지판(14)에는 냉각매체 공급모듈(15)이 포함되며, 냉각매체 공급모듈(15)의 상부측으로 호스(16)가 연결될 수 있다.

이때, 호스(16)는 양단에 고정 연결을 위한 연결부가 구성될 수 있는데, 이때 호스(16)의 일단은 냉각매체 공급모듈(15)에서 공급되는 냉각매체가 외부로 유입되지 않도록 냉각매체 공급모듈(15)에 연결되고, 다른 일단은 상술된 연결커버(19c)에 연결될 수 있다. 즉, 상기 다른 일단은 연결커버(19c)의 형태에 대응되도록 형성됨이 바람직하다.

이때, 냉각매체 공급모듈(15)은 첨부된 도면에 도시된 바와 같이 팬으로 구성되어 모터 등으로 동력을 공급받아 동작되어 전기자동차 외부의 공기를 공급하도록 구성할 수도 있으나, 여기에 열전소자를 더하여 외부의 공기를 냉각시켜 공급할 수도 있다.

다른 설계 조건에 따라서는, 냉각매체 공급모듈(15)이 전기자동차의 에어컨일 수도 있다. 이 경우, 상기 호스(16)가 전기자동차의 에어컨으로부터 찬 공기(냉매)를 공급받을 수 있도록 상기 에어컨에 연결될 수도 있다.

거치부(30)는, 단면이 '

'의 형태가 되며, 판 형상의 양측에 벽이 구성되고 이 벽의 상단에 거치부(30) 중심방향으로 돌출된 슬라이드가이드(31)가 구성된다.

그리고 수납부(10)가 삽입되는 방향을 전방으로 하였을 때, 거치부(30)의 전방 일측에 전방 고정부(32)가 형성되며, 후방 일측에는 후방 고정부(33)가 형성된다. 이러한 전방 고정부(32)와 후방 고정부(33)는 상호 연동되어 동작될 수 있는데, 이는 첨부된 도면의 도 2를 통해 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 전기자동차용 보조배터리 전원 공급장치에서 거치부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

첨부된 도면의 도 2에 따르면, 전방 고정부(32)는 거치부(30)의 전방 일측에 경첩(32b)을 통해 연결되며, 도 2와 같이 접힐 수 있다. 이러한 전방 고정부(32)의 일측에는 일면에서 반대 일면으로 관통되는 전방 고정부 홈(32a)이 형성될 수 있다.

그리고 전방 고정부(32)의 하부측에는 거치부(30)의 측면으로부터 돌출된 단속부 지지판(35)이 돌출되며, 이 단속부 지지판(35)의 일면에는 상부방향으로 돌출된 단속부(34)가 형성될 수 있다.

이때, 단속부(34)는 상부가 하부에 비해 크게 구성되며, 상부는 하부방향으로 갈수록 넓어지도록 경사진 형태를 갖는다. 그리고 단속부(34)는 수직방향으로 절단되어 소정의 이격된 간격을 갖게 되는데, 이러한 단속부(34)는 플렉시블(flexible)하게 구성된다.

그리고 단속부(34)의 상부의 하단측은 전방 고정부 홈(32a)보다 크게 형성된다. 이로 인해, 전방 고정부(32)가 거치부(30)와 동일한 방향으로 펼쳐져 있을 땐 단속부(34)가 전방 고정부 홈(32a)에 끼워진 상태(도 1 참조)가 되는데, 이는 단속부(34)의 최상측이 전방 고정부 홈(32a)에 끼워지면서 단속부(34)의 간격이 좁아지게 되어 단속부(34)의 상부(헤드부분)가 상기 전방 고정부 홈(32a)에 완전히 끼워짐으로써, 전방 고정부(32)를 고정한다.

또한, 전방 고정부(32)는 'ㄱ'자 형태로 구성됨으로써, 상기 수납부(12)의 전방 측 고정홈(12)에 삽입된다.

그리고 후방 고정부(33) 역시 'ㄱ'자 형태로 구성됨으로써, 상기 수납부(12)의 후방 측 고정홈(12)에 삽입될 수 있는데, 후방 고정부(33)는 거치부(30)의 상면을 기준으로 수직되게 형성되며, 수직으로 형성된 벽면 일측에 관통된 후방 고정부 홈(33a)이 형성된다.

또한, 후방 고정부(33)는 'ㄷ'자 형태의 누름부(33b)를 더 포함할 수 있는데, 이때 누름부(33b)의 일단은 후방 고정부 홈(33a)에 삽입되고, 다른 일단은 거치부(30)의 하면 내부로 삽입되도록 한다. 이를 위해 거치부(30)의 하면 내부는 후방 고정부(33)가 삽입될 수 있는 홈이 마련될 수 있으며, 상기 홈은 형성된 지점부터 반대까지 관통되도록 형성된다.

그리고 후방 고정부(33)의 일단 중, 거치부(30)의 하면 내부에 삽입된 일단에는 와이어(37)가 연결될 수 있는데, 상기 와이어(37)의 반대 일단에는 밴드(36)가 연결된다.

이러한 밴드(36)는 단속부(34)의 하부에 삽입될 수 있으며, 와이어(37)가 당겨지면 조여지도록 한다. 이는 와이어(37)의 일측에 고리를 끼우고, 상기 고리에 다른 와이어(도면에 미도시)를 연결시킨 뒤, 상기 와이어(37)의 일단을 밴드(36)에 연결시키고, 추가로 구비된 와이어의 일단은 밴드(36)의 다른 일단에 연결시킴으로써, 와이어(37)가 당겨짐에 의해 밴드(36)가 조여질 수 있도록 한다.

이로 인해, 밴드(36)가 조여지면 단속부(34)의 이격된 간격이 좁아지고 이에 따라 단속부(34)의 상부가 좁아지면서 전방 고정부 홈(32a)의 크기보다 작아지게 되는데, 이때, 전방 고정부(32)를 연결하는 경첩(32b)에 토션 스프링을 마련함으로써, 단속부(34)가 전방 고정부 홈(32a)을 이탈하면 전방 고정부(32)가 도 2와 같이 세워지도록 하고, 수납부(10)의 전방 측 고정홈(12)에 고정되도록 한다.

상술된 구성에 의한 동작 관계를 살펴보면, 수납부(10)를 거치부(30)의 전방으로부터 삽입하되, 슬라이드홈(11)에 슬라이드가이드(31)가 끼워지도록 삽입하면, 수납부(10)의 후면이 후방 고정부(33)의 누름부(33b)를 누르게 된다.

그러면, 상술된 와이어(37)가 당겨지면서 밴드(36)를 조이게 되고, 단속부(34)의 간격이 좁아져 전방 고정부 홈(32a)보다 단속부(34)의 크기가 작아지게 되어, 전방 고정부(32)는 경첩(32b)에 구비된 토션스프링의 탄성력에 의해 수직으로 접혀 세워지면서 수납부(10)의 전방 측 고정홈(12)에 끼워진다.

반대로, 수납부(10)를 거치부(30)로부터 탈착하는 경우에도, 전방 고정부(32)를 눌러 상기 전방 고정부 홈(32a)에 단속부(34)를 끼우고, 전방 측으로 슬라이드 이동시켜 탈착이 가능하다.

상기와 같은 바에 의해, 본 발명에 따른 전기자동차용 보조배터리 전원 공급장치에 의하면, 복수 개의 보조배터리를 효율적으로 충, 방전할 수 있음은 물론, 무게가 상당한 보조배터리 운반을 쉽게 할 수 있다.

또한, 보조배터리를 수납한 수납부의 탈부착이 매우 쉽기 때문에, 작업자 혼자서도 손쉽게 수납부를 탈부착할 수 있고, 이에 따라 이동성 및 운반성에 대한 효율이 증대될 것으로 기대된다.

또한, 보조배터리의 무게를 사용자가 쉽게 들어서 운반할 수 있을 정도로 하는 것이 바람직한데, 예를 들면 누구나 쉽게 운반할 수 있도록 5 내지 10kg 정도의 무게로 구성될 수 있다.

이상의 설명은, 본 발명에 따른 전기자동차용 보조배터리 전원 공급장치의 구조를 설명한 것이고, 이하에서는 전기자동차용 이동식 배터리에 대해 설명한다.

상기 보조배터리는, 수납공간(13)에 수납되는 경우 고정이 확실히 이루어져야 한다. 왜냐하면 이동식 장치를 이동하는 경우 보조배터리의 고정이 불확실하여 보조배터리가 수납공간(13)으로부터 탈착되면 안 되기 때문이다.

이는 첨부된 도면의 도 1a를 통해 설명한다.

도 1a는 본 발명에 따른 탈부착이 가능한 전기자동차용 보조배터리 장치에서 보조배터리와 수납공간의 결합상태 예시를 나타낸 것이다.

첨부된 도면의 도 1a는, 수납부(10)의 상단 일부를 절단하여 수납공간(13)이 표현되도록 도시한 것이다. 또한 도 1a는 보조배터리를 도시하고 있다.

먼저, 보조배터리를 설명하면, 보조배터리는 수납공간(13)에 삽입될 때, 외부에 노출되는 일면에 손잡이가 형성된다. 이 손잡이는 사용자가 손으로 파지하기 쉽게 구성된다면 어떻게 구성되어도 무방하다.

그리고 보조배터리의 일측에는 상술된 +극, -극의 단자가 형성되며, 이에 따라 수납공간(13)에는 상기 보조배터리의 단자 위치에 맞도록 상기 +극, -극 단자와 맞물리는 단자가 형성될 수 있다.

이러한 수납공간(13)의 단자는 충, 방전 포트에 연결될 수 있다.

또한, 도 1a를 참조하면 수납공간(13)의 개방된 방향의 하면 일측에는 롤러 홈(1)이 형성될 수 있다.

이러한 롤러 홈(1)에는 상기 롤러 홈(1)에 축으로 고정 연결된 롤러(2)가 완전히 삽입될 수 있는데, 상기 롤러(2)에는 방열 가림막(3)이 권취될 수 있다. 따라서, 상기 방열 가림막(3) 역시 상기 롤러 홈(1)에 완전히 삽입되도록 하여 상기 수납공간(13)의 면을 경계로, 상기 롤러(2)와 상기 방열 가림막(3)이 돌출되지 않도록 한다.

그리고 롤러(2)를 롤러 홈(1)에 고정 연결하는 축에는 토션스프링이 형성될 수 있는데, 상기 토션스프링은 롤러(2)가 방열 가림막(3)을 권 취하고 있는 상태로 고정되도록 하다가, 사용자가 방열 가림막(3)을 잡아당기면 롤러(2)가 회전되도록 하되, 사용자가 잡아당기던 인력(人力)을 제거하면 롤러(2)가 역으로 회전되어 방열 가림막(3)을 권취할 수 있도록 한다.

이때, 방열 가림막(3)은 그래핀(Graphene) 소재로 이루어질 수 있다. 이러한 그래핀 소재는 육각형 그물처럼 배열되어 있어서 방열에 탁월한 효과가 있고 물리적, 화학적으로도 안정성이 매우 높다.

따라서, 보조배터리로부터 발생되는 열을 수납부(10) 외부로 원활하게 방열할 수 있고, 물리적 안정성에 의해 보조배터리와 충돌되어도 파손될 우려가 없으며, 지속적인 사용에 따른 부식도 방지할 수 있다.

또한, 방열 가림막(3)의 일단에는 제1 고정수단(4)이 형성될 수 있고, 수납부(10)의 수납부 상면의 내부면 중 상기 제1 고정수단(4)이 맞닿는 일측의 위치에는 제2 고정수단(5)이 형성될 수 있다.

이때, 수납부 상면은 각각의 수납공간(13)의 내부 상면으로 해석되어야 한다.

따라서, 사용자가 방열 가림막(3)을 위로 당겨 올린 뒤, 제1 고정수단(4)을 제2 고정수단(5)에 연결시킴으로써, 방열 가림막(3)이 수납공간(13)의 개방된 방향을 폐쇄하도록 할 수 있다. 아울러, 제1 고정수단(4)과 제2 고정수단(5)의 연결을 해제시킴으로써 방열 가림막(3)이 롤러(2)에 권취되면서 수납공간(13)의 개방된 방향이 다시 개방되도록 하고, 상기 방열 가림막(3)이 롤러 홈(1)에 삽입되도록 할 수 있다.

이 경우, 롤러 홈(1)에 삽입된 롤러(2)와 방열 가림막(3)의 구조에 따라 보조배터리를 수납하거나 꺼내기 위해 옮길 때, 상기 보조배터리가 상기 롤러(2)와 방열 가림막(3)에 걸리지 않도록 할 수 있다.

그리고 제1 고정수단(4)과 제2 고정수단(5)은 자력을 이용하여 연결되도록 할 수도 있고, 벨크로, 단추 등을 이용하여 연결되도록 할 수도 있다.

또한, 다른 설계 조건에 따라서는 슬라이드 삽입 등의 연결 방식을 채용하여 연결되도록 할 수도 있다.

즉, 제1 고정수단(4)과 제2 고정수단(5)은 종래의 모든 연결방식 중 어느 것으로든 구성될 수 있으며, 이는 제1 고정수단(4)과 제2 고정수단(5)을 연결할 수 있는 것이라면 어떤 방식이어도 무관한 것이다.

상술된 도 1a를 참조한 구성은, 첨부된 도면의 도 1a에서는 맨 상단의 수납공간(13)에만 구성된 것으로 도시되었으나, 실제로는 모든 수납공간(13)에 모두 구성됨을 이해할 수 있어야 한다.

나아가, 상술된 구성에 대하여 수납공간(13)은 보조배터리가 딱 들어맞을 정도의 크기로 구성됨이 바람직하다.

더 나아가, 상술된 도 1a를 참조한 구성은 반대로 구성될 수도 있음을 이해하여야 한다. 즉, 롤러 홈(1), 롤러(2) 및 방열 가림막(3)이 상측에 구성되고, 상기 방열 가림막(3)은 하부 방향으로 당길 수 있으며, 제1 고정수단(4)이 수납공간(13)의 하면의 상면에 구비된 제2 고정수단(5)과 고정 연결될 수 있는 것이다.

이는 청구범위에 구비되는 위치를 한정하지 않는 이상, 본 발명의 권리범위로 한정되어 해석되지 않는 것이다.

혹은, 도면에 도시되진 않았지만, 보조배터리가 상술된 +극, -극의 연결이 원활하도록 하기 위하여 수납공간(13)의 내부 양 측면에는 '

'의 형상으로 돌출되는 고정수단(도면에 미도시)이 스프링을 이용하여 내설되고, 내설된 위치가 수납공간(13)의 개방된 방향을 바라보는 보조배터리의 일단에 대응되도록 한다.

따라서, 보조배터리를 삽입할 때는 위 고정수단이 스프링에 의해 수납공간(13)의 측면 내부로 삽입되었다가, 보조배터리가 끝까지 삽입되고 나면 위 고정수단이 돌출되면서 보조배터리가, 수납공간(13)의 개방된 방향으로 움직이지 않도록 고정할 수도 있다. 반대로 보조배터리를 뺄 때도, 사용자가 소정의 인력(人力)만 가하여 당기면 위 고정수단이 수납공간(13)의 측면 내부에 삽입되면서 보조배터리가 빠지도록 할 수 있다.

상기와 같이 구성되는, 본 발명에 있어서 보조배터리에 저장된 전력이 방전되는 흐름을 설명하려면, 도 6을 참조할 수 있다.

도 6은 본 발명에 따른 전기자동차용 보조배터리 전원 공급장치에서 보조배터리를 방전하는 흐름을 나타낸 것이다.

첨부된 도면의 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 제어모듈은, 자동차에 설치되는 기본배터리의 용량을 측정할 수 있도록 구성하되, 해당 기본배터리의 용량이 소정치(일정 기준) 이하이면, 보조배터리에 저장된 전력이 방전되도록 할 수 있다.

이때, 자동차의 기본배터리의 용량을 판단할 수 있는 구성은, 배터리의 잔여 용량을 측정할 수 있는 통상의 센서구성을 포함하여 가능하도록 한다.

일예로서, 상기 소정치란 자동차가 50km를 주행할 수 있을 정도의 전력량일 수 있다. 흔히 불리우는 '앵꼬'라는 개념으로, 자동차의 연료(전기 등)가 바닥나도 해당 자동차 자체에 잔여 해 있는 잔여 전력으로 주행이 가능하도록 설계된 만큼, 기본배터리의 측정 가능한 전력량을 모두 소진했을 때 보조배터리가 사용되도록 하는 것이다.

다만, 위의 한정은 본 발명의 쉬운 이해를 위해 한정하는 것일 뿐, 본 발명의 권리범위로 한정되는 것은 아니므로, 다른 일예에 따라서는, 잔여용량이 10% 등일 때 보조배터리가 방전되도록 할 수도 있으며, 이는 자동차 내부에서 사용자가 조작하도록 인터페이스로 제공되어, 상기 소정치를 설정하도록 할 수도 있다(자동차 CAN 통신 연동, 디스플레이 기능 연동, 조작 기능 연동 등).

다른 설계 조건에 따라서는, 보조배터리가 설치되면, 이는 감지센서 또는 접촉센서 등을 이용하여 보조배터리의 설치를 자동차가 인식하고, 보조배터리를 기본배터리보다 먼저 방전하도록 할 수도 있다.

상기에서 도면을 이용하여 서술한 것은, 본 발명의 주요 사항만을 서술한 것으로, 그 기술적 범위 내에서 다양한 설계가 가능한 만큼, 본 발명이 도면의 구성에 한정되는 것이 아님은 자명하다.

10 : 수납부 11 : 슬라이드홈
12 : 고정홈 13 : 수납공간
14 : 냉각매체 공급모듈 지지판 15 : 냉각매체 공급모듈
16 : 호스 17 : 제어모듈
18 : 냉각모듈 19 : 호스 연결부
19a : 냉매 출구 19b : 냉매 입구
19c : 연결커버 20 : 베이스
21 : 오목홈 22 : 탄성그물
30 : 거치부 31 : 슬라이드가이드
32 : 전방 고정부 32a : 전방 고정부 홈
32b : 경첩 33 : 후방 고정부
33a : 후방 고정부 홈 33b : 누름부
34 : 단속부 35 : 단속부 지지판
36 : 밴드 37 : 와이어
1 : 롤러 홈 2 : 롤러
3 : 방열 가림막 4 : 제1 고정수단
5 : 제2 고정수단

Claims (10)

1. 전기자동차에 보조 전력을 공급하는 복수 개의 보조배터리를 수납하되, 전기자동차에 탈부착이 가능한 전기자동차용 보조배터리 전원 공급장치에 있어서,
   상기 탈부착이 가능한 전기자동차용 보조배터리 장치는,
   전기자동차에 고정 설치되는 베이스(20);
   상기 베이스(20)의 상부에 설치되는 거치부(30);
   상기 거치부(30)에 삽입되어 탈부착되는 수납부(10);를 포함하되,
   상기 수납부(10)에는 복수 개의 수납공간(13)으로 구성되고, 복수 개의 수납공간(13) 각각의 일측에 컨버터(13a)가 구비되며, 상기 복수 개의 컨버터(13a)와 직, 병렬로 연결하는 통합컨버터(13b)가 구비되고, 전기자동차용 보조배터리 장치를 제어하는 제어모듈(17)이 구비되며,
   상기 수납공간(13)의 개방된 방향의 하면 일측에는 롤러 홈(1)이 형성되고,
   상기 롤러 홈(1)에는 축으로 고정 연결된 롤러(2)가 삽입되고, 상기 롤러(2)의 외부에는 방열 가림막(3)이 권취되며,
   상기 복수 개의 컨버터(13a)는 절연형 컨버터이고,
   상기 통합컨버터(13b)는 비절연형 컨버터인 것을 특징으로 하는, 전기자동차용 보조배터리 전원 공급장치.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 제어모듈(17)은 보조배터리의 충전시간, 보조배터리의 충전량, 보조배터리 충전 또는 방전 시 직/병렬 회로 구성, 보조배터리의 병렬 충전 또는 방전 시 방전할 보조배터리의 선택 제어, 수납부의 냉각 제어 중 어느 하나 이상의 제어를 담당하도록 구성된 것을 특징으로 하는, 전기자동차용 보조배터리 전원 공급장치.
   
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 제어모듈(17)은,
   상기 수납부(10)에 가해지는 충돌을 감지할 수 있는 센서를 더 포함하고,
   감지된 충돌이 일정량 이상인 경우, 수납부(10)의 전기적 흐름을 차단하여 충/방전을 중단하는 것을 특징으로 하는, 전기자동차용 보조배터리 전원 공급장치.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 제어모듈(17)은,
   다음 운전을 위해 시동이 걸릴 때 기본 배터리의 용량을 감지하여, 기본배터리의 용량이 일정량 미만이면, 전기자동차에 구비된 보조배터리를 연결하도록 제어하는 것을 특징으로 하는, 전기자동차용 보조배터리 전원 공급장치.
   
7. 청구항 1에 있어서
   상기 수납부(10)의 내부에는 냉각모듈(18);을 더 포함하되,
   상기 냉각모듈(18)은 수납부(10)의 온도가 일정한 온도 이상이 되면 제어모듈에 의해 수납부(10)를 냉각시키도록 구성된 것을 특징으로 하는, 전기자동차용 보조배터리 전원 공급장치.
   
8. 청구항 7에 있어서
   상기 수납부(10)의 냉각은 전기자동차의 에어컨 공기를 이용하여 냉각하는 것을 특징으로 하는, 전기자동차용 보조배터리 전원 공급장치.
   
9. 청구항 7에 있어서
   상기 수납부(10)의 냉각은 외부의 공기를 이용하여 냉각하되, 외부의 공기는 열전소자에 의해 냉각된 공기인 것을 특징으로 하는, 전기자동차용 보조배터리 전원 공급장치.
   
10. 청구항 1에 있어서,
    상기 탈부착이 가능한 전기자동차용 보조배터리 장치는,
    (a) 상기 베이스(20)가 설치되는 일측에 덕트 구조를 갖되,
    상기 덕트구조는,
    - 전기자동차의 내부와 외부를 연통시키는 덕트홈; 상기 덕트홈에 회전 가능하도록 구성된 다수의 회전 블레이드; 상기 다수의 회전 블레이드에 동력을 전달하는 모터; 및 상기 다수의 회전 블레이드의 하부측에 구성되어, 전기자동차 외부의 이물질이 내부로 유입되지 않도록 하는 필터;를 포함하고,
    - 상기 수납부(10)에서 열이 발생됨에 따라 전기자동차 내부가 뜨거워지면 열을 방출하고,
    (b) 내부에 온도센서를 더 포함함으로써, 온도센서에 의해 감지된 온도가 일정온도 이상인 경우, 열을 방출하는 것을 특징으로 하는, 전기자동차용 보조배터리 전원 공급장치.

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