KR102133971B1 - 차량용 배터리의 보조 충전 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량용 배터리의 보조 충전 장치로서, 본 발명은, 차량에 설치되는 배터리의 충전을 위한 차량용 배터리의 보조 충전 장치로서, 차륜의 동작에 연동하여 상하로 동작하는 댐퍼로드; 상기 댐퍼로드에 설치되는 자석; 상기 자석의 주위를 둘러싸도록 위치하며, 상기 댐퍼로드의 동작에 연동하여 동작하는 스프링; 상기 스프링을 구성하는 코일 내부를 따라 형성되는 중공부; 및 상기 중공부 내부에 수용되며, 상기 배터리와 연결되는 도체 와이어;를 포함하며, 상기 차륜의 동작에 연동하는 상기 댐퍼로드 및 상기 스프링의 동작에 따라 상기 자석과 상기 도체 와이어 사이에서 발생하는 전기가 상기 배터리에 충전되도록 하는 차량용 배터리의 보조 충전 장치를 제공한다.

Description

차량용 배터리의 보조 충전 장치{SUB CHARGE DEVICE FOR VEHICLE}
본 발명은 차량용 배터리의 보조 충전 장치로서, 차륜의 서스펜션 부분의 동작을 통하여 차량에 설치되는 배터리의 충전이 가능한 보조 충전 장치에 관한 것이다.
차량에는 보통 차량의 전자계통 부품을 작동시키기 위한 배터리가 장착되며, 이러한 배터리는 보통 충전이 필요한 충전지로 구성된다.
특히, 최근에는 구동계도 배터리로 구동되는 차량, 즉 전기 자동차의 개발, 연구 및 판매가 이루어지고 있다.
이러한 전기 자동차는 친환경차량으로서 최근 들어 크게 성장하고 있으나, 시장에서의 그 비중은 아직 작다.
이는, 내연기관을 장착한 차량과 비교하였을 때, 주행거리의 한계, 배터리 충전 문제 등의 단점을 아직 갖고 있기 때문이다.
그러나, 다양한 기술개발을 통하여 주행거리가 늘어나고 있으며, 이는 배터리 등 핵심 부품의 성능이 향상된 것도 있으나, 그 효율성을 높인 기술도 있는데 그 대표적인 것이 회생제동이다.
회생제동이란 차량 제동시 발생하는 에너지를 변환하여 활용하는 것으로, 차량 주행 중 액셀러레이터에서 발을 떼면 전기 모터는 역회전하며 제동력이 발생하는데 이 힘으로 차량의 속도를 줄일 때에 전기 모터가 발전기의 역할을 동시에 함으로써 전기 에너지를 발생시킨다. 이렇게 발전된 전기로 배터리를 충전하는 것이 바로 회생제동이다.
그러나, 회생제동은 당연히 제동시에만 배터리의 충전이 이루어지므로, 도심 내에서의 운전시에는 효과가 좋으나, 고속도로와 같이 제동을 많이 하지 않는 도로에서는 충전 효과가 높지 않다는 단점이 있다.
이러한, 단점을 보완하기 위하여, 특허문헌 1에는 차량의 주행중 차륜의 상하 이동에 따른 운동에너지를 전기로 변환하여 차량의 배터리에 보조적으로 충전할 수 있도록 하는 차량용 배터리의 보조 충전 장치가 개시된다.
특허문헌 1에 개시된 보조 충전 장치는, 차량의 서스펜션(쇽업소버)에 자석과 고정자 코일을 설치하고, 차륜의 움직임에 고정자 코일이 동작하도록 하여 전기를 발생시킨다.
그러나, 고정자 코일이 자석 주위에서 일정간격 이격되도록 배치하여야 하기 때문에, 조립시 고정자 코일과 자석의 이격거리를 정밀하게 조정하여야 하는 단점이 있고, 또한, 고정자 코일이 나선형 스프링 내부의 소정 공간에서 자석을 둘러싸도록 위치하여야 하기 때문에 원통형을 이루게 되고, 따라서 기전력을 높이기 위한 형태를 적용하기 어렵다는 단점이 있다.
특허문헌 1: KR 2014-0050359 A
이에, 본 발명은 상기한 종래기술의 문제점에 착안하여 이를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 고속도로 주행 등의 상황에서도 충전이 가능하며, 또한, 조립이 쉬우면서도 강한 기전력을 발생시켜 충전 효율을 높인 차량용 배터리의 보조 충전 장치를 제공하고자 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 차량에 설치되는 배터리의 충전을 위한 차량용 배터리의 보조 충전 장치로서, 차륜의 동작에 연동하여 상하로 동작하는 댐퍼로드; 상기 댐퍼로드에 설치되는 자석; 상기 자석의 주위를 둘러싸도록 위치하며, 상기 댐퍼로드의 동작에 연동하여 동작하는 스프링; 상기 스프링을 구성하는 코일 내부를 따라 형성되는 중공부; 및 상기 중공부 내부에 수용되며, 상기 배터리와 연결되는 도체 와이어;를 포함하며, 상기 차륜의 동작에 연동하는 상기 댐퍼로드 및 상기 스프링의 동작에 따라 상기 자석과 상기 도체 와이어 사이에서 발생하는 전기가 상기 배터리에 충전되도록 하는 차량용 배터리의 보조 충전 장치를 제공한다.
또한, 차량에 설치되는 배터리의 충전을 위한 차량용 배터리의 보조 충전 장치로서, 차륜의 동작에 연동하여 상하로 동작하는 댐퍼로드; 상기 댐퍼로드에 설치되는 자석; 상기 자석의 주위를 둘러싸도록 위치하며, 상기 댐퍼로드의 동작에 연동하여 동작하는 스프링; 상기 스프링을 구성하는 코일의 외주면을 따라 형성되는 홈부; 및 상기 홈부에 위치하며, 상기 배터리와 연결되는 도체 와이어;를 포함하며, 상기 차륜의 동작에 연동하는 상기 댐퍼로드 및 상기 스프링의 동작에 따라 상기 자석과 상기 도체 와이어 사이에서 발생하는 전기가 상기 배터리에 충전되도록 하는 차량용 배터리의 보조 충전 장치를 제공한다.
상기 도체 와이어는 다수의 도체 와이어가 꼬인 권선으로 구성될 수 있다.
발생한 상기 전기의 전압 및 전류를 조정하여 상기 배터리에 충전되도록 하는 제어장치를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 차량용 배터리의 보조 충전 장치에 의하면, 기존의 회생제동을 통한 충전이 어려운 운전조건에서도 충전이 가능하므로 특히, 전기자동차의 주행거리를 연장할 수 있게 된다.
또한, 충전 장치의 기전력을 발생시키는 도체 와이를 스프링과 함께 조립이 가능함으로써, 기존과 같이 별도의 코일부를 조립할 때에 자석과의 이격거리를 세밀하게 조정하여 커플링하지 않고, 스프링을 조립함으로써 간편하게 생산이 가능하다.
그리고, 도체 와이어를 권선 형태로 구성하여, 강한 기전력을 발생시켜 충전 효율을 더욱 높일 수 있다는 장점이 있다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 배터리의 보조 충전 장치가 차량에 설치된 모습을 개략적으로 나타낸다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 배터리의 보조 충전 장치가 차량에 설치된 모습의 일측면도이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 배터리의 보조 충전 장치의 분해도이다.
도 4는, 도 3에 나타낸 스프링의 A선을 따른 단면도로서, (a)는 도체 와이어의 일 실시예를 나타내고, (b)는 도체 와이어의 다른 실시예를 나타낸다.
도 5는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 배터리의 보조 충전 장치의 분해도로서, 스프링의 다른 실시예를 나타낸다.
도 6은, 도 5에 나타낸 스프링의 A선을 따른 단면도로서, (a) 및 (b)는 다른 실시예의 스프링에 형성된 홈부에 설치된 도체 와이어의 일 실시예 및 다른 실시예를 각각 나타낸다.
본 발명의 상기와 같은 목적, 특징 및 다른 장점들은 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해질 것이다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 기술되어야 할 것이다.
또한, 기술되는 실시예는 발명의 설명을 위해 예시적으로 제공되는 것이며, 본 발명의 기술적 범위를 한정하는 것은 아니다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 배터리의 보조 충전 장치를 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 차량용 배터리의 보조 충전 장치(100)는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 차량에 설치되는 배터리(200)의 충전을 위한 차량용 배터리의 보조 충전 장치(100)로서, 차량의 차륜의 상하 동작에 의해 전기를 발생시켜 배터리(200)에 충전되도록 한다.
도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 배터리의 보조 충전 장치(100)는, 댐퍼로드(110), 자석(120), 스프링(130) 및 도체 와이어(150)를 포함한다.
댐퍼로드(110)는 차륜 일측에 연결되어 차축을 중심으로 회전하는 차륜의 상하동작에 따라 연동하여 동작한다.
즉, 댐퍼로드(110)는 차륜이 노면의 요철을 통과하면서 발생하는 상하동작에 연동하여 동작하게 된다.
자석(120)은 댐퍼로드(110)의 일측, 바람직하게는 댐퍼로드(110)의 말단부에 위치하여, 상기한 차륜의 상하동작에 연동하는 댐퍼로드(110)의 움직임에 따라 함께 동작한다.
스프링(130)은 나선상의 코일로 구성되며, 댐퍼로드(110) 둘레에 위치하는 하부 플레이트(160)와, 하부 플레이트(160) 상측에 이격되어 고정된 상부 플레이트(140) 사이에서, 댐퍼로드(110) 일측에 위치한 자석(120)의 주위를 나선형태로 둘러싸도록 위치한다.
따라서, 스프링(130)은 댐퍼로드(110)의 동작에 따라, 상부 플레이트(140) 및 하부 플레이트(160) 사이에서 상하방향으로 압축 및 신장동작이 이루어지게 된다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 스프링(130)을 이루는 코일 내부를 따라서 소정의 중공부(131)가 형성된다.
도체 와이어(150)는 형성된 상기 중공부(131) 내에서 스프링(130)과 같이 나선형태로 수용되며, 그 일측이 차량에 설치된 배터리(200)와 연결된다.
그리고, 도체 와이어(150)는 다수의 도체 와이어(151')가 꼬인 권선형태일 수 있고, 이로써 후술할 기전력을 더욱 강하게 발생시킬 수 있다.
상기와 같은 구성에 의하여, 차량의 주행시 차륜의 동작에 연동하는 댐퍼로드(110) 및 스프링(130)의 동작에 따라, 댐퍼로드(110)에 설치된 자석(120)과 스프링(130) 내부에 수용된 도체 와이어(150) 사이에 기전력이 발생하고, 이에 따라 전기의 발전이 이루어지게 되며, 발전된 전기는 도체 와이어(150)에 연결된 배터리(200)에 충전되게 된다.
따라서, 기존의 회생제동에 의한 발전 외에도 주행시 발생하는 차량의 상하 움직임을 통하여 배터리(200)의 충전이 가능하며, 전기 자동차의 경우에는 주행거리 연장의 효과를 얻을 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 배터리의 보조 충전 장치(100)를 설명한다. 이하의 설명에서는 상기한 일 실시예와의 차이점을 중심으로 설명하며, 상기 일 실시예와 동일한 구성에 대하여는 그 설명을 생략한다.
본 실시예에서는 스프링(130')을 이루는 코일의 외주면을 따라서 파인 홈부(151)가 형성된다. 홈부(151)는 스프링(130')을 이루는 코일 둘레면에 둘 이상의 다수개가 형성되는 것이 바람직하다.
도체 와이어(150)는 스프링(130')에 형성된 홈부(151) 내에 위치한다. 본 실시예에서도 도체 와이어(150)는 다수의 도체 와이어(151')가 꼬인 권선형태일 수 있다.
본 실시예에서는 도체 와이어(150)가 스프링(130')을 이루는 코일 내부에 위치하는 것이 아니라, 스프링(130')에 형성된 홈부(151)에 위치하여 그 일부가 노출되며, 다수의 홈부(151)에 각각 다수의 도체 와이어(150)를 배치시킬 수 있어서, 상기한 동작에 따른 발전시에 기전력을 더욱 강하게 발생시킬 수 있다.
한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 도체 와이어(150)와 배터리(200) 사이에 연결되어 발전되는 상기 전기의 전압을 일정하게 하며, 전류량을 안정화하고, 전압을 다시 승압하여 배터리(200)에 충전되도록 하는 제어장치(300)를 더 포함할 수 있다.
상기와 같이 본 발명에 따른 차량용 배터리의 보조 충전 장치에 의하면, 기존의 회생제동을 통한 충전이 어려운 운전조건에서도 충전이 가능하므로 특히, 전기자동차의 주행거리를 연장할 수 있게 된다.
또한, 충전 장치의 기전력을 발생시키는 도체 와이를 스프링과 함께 조립이 가능함으로써, 기존과 같이 별도의 코일부를 조립할 때에 자석과의 이격거리를 세밀하게 조정하여 커플링하지 않고, 스프링을 조립함으로써 간편하게 생산이 가능하다.
그리고, 도체 와이어를 권선 형태로 구성하여, 강한 기전력을 발생시켜 충전 효율을 더욱 높일 수 있다는 장점이 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정의 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
110: 댐퍼로드
120: 자석
130: 스프링
140: 상부 플레이트
150: 도체 와이어
160: 하부 플레이트
200: 배터리
300: 제어장치

Claims (4)

  1. 차량에 설치되는 배터리(200)의 충전을 위한 차량용 배터리의 보조 충전 장치(100)로서,
    차륜의 동작에 연동하여 상하로 동작하는 댐퍼로드(110);
    상기 댐퍼로드(110)에 설치되는 자석(120);
    상기 자석(120)의 주위를 둘러싸도록 위치하며, 상기 댐퍼로드(110)의 동작에 연동하여 동작하는 스프링(130);
    상기 스프링(130)을 구성하는 코일 내부를 따라 형성되는 중공부(131); 및
    상기 중공부(131) 내부에 수용되며, 상기 배터리(200)와 연결되는 도체 와이어(150);를 포함하며,
    상기 차륜의 동작에 연동하는 상기 댐퍼로드(110) 및 상기 스프링(130)의 동작에 따라 상기 자석(120)과 상기 도체 와이어(150) 사이에서 발생하는 전기가 상기 배터리(200)에 충전되도록 하는,
    차량용 배터리의 보조 충전 장치.
  2. 차량에 설치되는 배터리(200)의 충전을 위한 차량용 배터리의 보조 충전 장치(100)로서,
    차륜의 동작에 연동하여 상하로 동작하는 댐퍼로드(110);
    상기 댐퍼로드(110)에 설치되는 자석(120);
    상기 자석(120)의 주위를 둘러싸도록 위치하며, 상기 댐퍼로드(110)의 동작에 연동하여 동작하는 스프링(130');
    상기 스프링(130')을 구성하는 코일의 외주면을 따라 형성되는 홈부(151); 및
    상기 홈부(151)에 위치하며, 상기 배터리(200)와 연결되는 도체 와이어(150);를 포함하며,
    상기 차륜의 동작에 연동하는 상기 댐퍼로드(110) 및 상기 스프링(130')의 동작에 따라 상기 자석(120)과 상기 도체 와이어(150) 사이에서 발생하는 전기가 상기 배터리(200)에 충전되도록 하는,
    차량용 배터리의 보조 충전 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 도체 와이어(150)는 다수의 도체 와이어가 꼬인 권선으로 구성되는,
    차량용 배터리의 보조 충전 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    발생한 상기 전기의 전압 및 전류를 조정하여 상기 배터리(200)에 충전되도록 하는 제어장치(300)를 더 포함하는,
    차량용 배터리의 보조 충전 장치.
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