KR20050080017A - A road with underground electronic power supply rail and electric vehicle equipped with auto control pantograph - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전기자동차의 상용화를 위하여 전기자동차 하단에 자동 연결과 탈락, 위치 제어가 가능한 집전부를 두고, 도로 바닥면에는 전기 공급 레일을 매설하여 달리는 전기자동차에 전원을 공급한다. 전기공급 레일은 차선 중앙 바닥 지중에 있어 일반 차량과 전기자동차가 도로를 공유할 수 있고, 전기공급 레일 내부에 집전부의 위치 유도 장치와 배수 장치, 전원 차단기를 갖추고 도로 상태에 따라 차폐 작동하게 된다. 전기자동차는 전기 공급 레일이 가설된 구간에서는 자동으로 전기를 공급받고, 구간을 이탈하거나 차선을 변경할 경우 축전지의 전원으로 구동하며 차내에 전기 계량기를 두고 전력선 통신 방식으로 검침하고 요금 부과된다. 전기공급 레일 구간에서 선행 차량과 후행 차량은 전력선을 통하여 상호 통신을 하여 차간 안전 간격이 유지되며, 고장이 감지된 구간에서는 집전부가 자동 탈락하여 차량과 전기공급 레일 설비를 보호하게 된다. The present invention has a current collector that is capable of automatic connection, dropout, position control at the bottom of the electric vehicle for commercialization of the electric vehicle, and supplies power to the electric vehicle running by embedding an electric supply rail on the road floor. The electric supply rail is located in the middle of the middle lane of the lane, so that the general vehicle and the electric vehicle can share the road, and inside the electric supply rail, the current induction device, the drainage device, and the power breaker are shielded according to the road condition. . Electric vehicles are automatically supplied with electricity in the section where the electricity supply rail is installed, and are driven by the battery power when leaving the section or changing lanes. In the electricity supply rail section, the preceding vehicle and the following vehicle communicate with each other through the power line, and the safety interval between the vehicles is maintained. In the section where the failure is detected, the current collector is automatically dropped to protect the vehicle and the electric supply rail facility.
Description
본 발명은 배터리에 충전된 전원으로 자유롭게 움직이는 전기자동차와 전기 레일을 따라 집전 장치를 통해 전기를 공급받으며 이동하는 전동차의 장점 모두를 가지게 되는 전원 자동 공급형 전기자동차 (electric vehicle equipped with auto control pantograph) 형태로, 배터리 충전 전기자동차의 자유스런 이동과 전동차의 팬터그래프를 통한 지속적인 전기 공급이 가능한 장점을 동시에 갖게 되는 형태이다. The present invention provides an electric vehicle equipped with an auto control pantograph which has all the advantages of an electric vehicle that is freely driven by a power charged in a battery and an electric vehicle that is supplied with electricity through a current collector along an electric rail. In the form, it has the advantages of free movement of the battery-charged electric vehicle and continuous supply of electricity through the pantograph of the electric vehicle.
기존의 전기자동차는 매연 발생없이 순수하게 배터리(11)에 충전된 전원을 사용하여 전기모터(10)를 구동하여 충분한 가속력과 주행 속도로 자유롭게 움직일 수 있다. 그러나 전기자동차에 전원을 공급하기 위한 배터리의 경우 장거리 주행을 위해서 충분하게 준비할 경우 바닥면에 배터리의 수가 많아지고 차체 무게가 무거워져 주행 거리에 한계가 있고, 충전을 위한 시간 소요가 많아 신속하게 이동할 수 없는 단점이 있다. 또, 충전과 완전 방전으로 배터리의 수명 단축이 심각하여 배터리 교체 비용과 폐기된 배터리가 환경 오염원이 될 수 있어 무공해 대체 교통수단으로 사용하기 어려운 점이 있다. Existing electric vehicles can be driven freely with sufficient acceleration and driving speed by driving the electric motor 10 using a purely charged power to the battery 11 without generating soot. However, if a battery for powering an electric vehicle is sufficiently prepared for long distance driving, the number of batteries on the floor and the weight of the body become heavy, which limits the driving distance and the time required for charging. There is a disadvantage that cannot move. In addition, the battery life is severely shortened by the charging and discharging, so the cost of replacing the battery and the discarded battery may be an environmental pollution source, which makes it difficult to use it as a pollution-free alternative transportation method.
전기자동차가 배터리 전원만을 이용하여 주행하는 것에 비하여 가솔린, 디젤 엔진과 결합한 형태인 하이브리드 자동차(hybrid electric vehicle)는 출발과 가속은 내연기관의 힘으로, 주행은 전기 모터의 힘으로 주행하여 효율이 높고, 매연이 적어 차세대 교통수단으로 각광받고 있다. 그러나, 기계 구조와 기능이 복잡하고 고갈되는 석유 에너지를 동시에 사용해야하기 때문에 한계점이 있다. The hybrid electric vehicle, which combines gasoline and diesel engines, is driven by the power of the internal combustion engine and the driving by the power of the electric motor. In addition, due to the low smoke level, it is in the spotlight as the next generation transportation method. However, there are limitations due to the simultaneous use of complex and depleted petroleum energy in mechanical structure and function.
전기 동력으로 주행하는 전철, 고속철도 등의 전동차는 무공해 대중교통수단으로 계획된 레일과 지하터널을 따라 이동하게 된다. 다수의 차량을 연결하고 고압 전원을 집전 팬터그래프를 통하여 공급받아 움직이게 되는데 레일을 따라 움직일 수 밖에 없어 자유로운 주행이 불가능하다. Electric cars, such as electric trains and high-speed trains, move along rails and underground tunnels, which are planned for public pollution. It connects a number of vehicles and is supplied with high voltage power through the current collector pantograph.
이러한 전기자동차와 전차의 단점을 보완하여 듀얼모드 교통 시스템 (drive system for transport system of the dual-mode type, US6523480B1)으로 RUF(20) (Rapid, Urban Flexible)가 제안되어 있는데, 전기 공급이 가능한 삼각형의 모노 레일(21)이 있는 도로까지 차체 내부의 배터리 전원으로 이동하여 레일에 들어갈 경우 전기를 공급받아 충전과 동시에 주행을 하고, 선행 차량과 후행 차량이 컴퓨터로 제어되고 레일을 이용한 제동장치(22)로 제동거리가 짧아 안전하게 운행하게 된다. Complementing these shortcomings of electric vehicles and tanks, RUF (20) (Rapid, Urban Flexible) has been proposed as a drive system for transport system of the dual-mode type (US6523480B1). To the road where the monorail 21 of the vehicle is moved by the battery power inside the body when entering the rail is supplied with electricity to drive at the same time, and the preceding vehicle and the following vehicle is controlled by the computer and the braking device using the rail (22) The braking distance is short, so you can drive safely.
그러나, 전기 공급부가 모노 레일 타입으로 돌출되어 있어, 일반 차량이 RUF(20)가 이동하는 모노레일을 공유할 수 없고, 기존의 도로나 철로를 사용하지 못하고 새로운 모노레일 도로를 확보해야하고, 주어진 모노레일에서만 운행하고, 주행중 차선을 바꾸거나 방향을 바꾸어 원하는 목적지까지 자유 운행을 할 수 없는 한계점이 있다. 또, 모노레일에 접근할때 RUF 만을 위한 역을 곳곳에 만들어야 하는 단점도 있다. However, the electricity supply protrudes in the form of a mono rail, so that a general vehicle cannot share the monorail to which the RUF 20 travels, cannot use an existing road or railroad, and secure a new monorail road, and only a given monorail There is a limit point in that it is not possible to drive freely to a desired destination by changing lanes or changing directions while driving. There is also a drawback to creating stations dedicated to RUF only when approaching monorails.
본 발명의 기술적 과제는 자유롭게 주행하는 전기자동차(30)의 바닥면에 일반 아스팔트, 콘크리트 도로(33) 가운데 매설된 전기 레일(32)에 자동으로 접속할 수 있는 집전장치(31)와, 기존의 도로 차선 중앙 바닥면에 매설하여 주행하는 전기자동차에 전기를 안전하게 공급할 수 있는 전기공급 레일(32)을 제공하는데 있다. Technical problem of the present invention is a current collector 31 that can be automatically connected to the electric rail 32 embedded in the general asphalt, concrete road 33 on the bottom surface of the electric vehicle 30 to run freely, and the existing road The present invention provides an electric supply rail 32 that can safely supply electricity to an electric vehicle that is buried in the center bottom surface of a lane.
전기공급 레일(32)은 기존의 가솔린, 디젤 차량이 함께 주행할 수 있도록 바닥면 밑에 오목 튜브 박스(40) 구조로, 달리는 전기자동차의 집전부를 안전하게 유도하여 전기공급과 탈락이 가능할 수 있고, 도로에 내리는 비로 인한 누전, 감전을 막을 수 있고, 침수되거나 낙하물, 앞선 차량의 사고로 인한 문제를 감지하여 전기 공급을 안전하게 차단할 수 있는 구조를 제공하는데 있다. Electricity supply rail 32 is a concave tube box 40 structure under the floor surface so that the existing gasoline, diesel vehicles can run together, it can be safely supplied with electricity by dropping the current collector of the running electric vehicle, It is to provide a structure that can prevent a short circuit or electric shock due to rain on the road, and to cut off the electricity supply by detecting a problem caused by flooding or falling objects or an accident of a preceding vehicle.
본 발명은 도 3에서 같이 전기자동차(30)와 지중 전기공급 레일 도로(32, 33)로 구성된다. 본 발명의 전기자동차(30)는 자동 집전장치(31), 레일 위치 인식 장치(74a, 74b)가 외부에 있고, 도 7에서 차체 내부에는 배터리(70), 전기 계량기(71), 전력선 통신장치(72), 전원 컨트롤 장치(73), 컴퓨터 네비게이션 장치(75), 전기모터(77)로 구성되고, 지중 전기공급 레일 도로는 도 4에서 오목 튜브형 레일 박스(40), 유도장치(41a, 41b, 62), 레일(42a, 42b), 전력 케이블(43), 박스 공동(44), 이물질 배출장치(45), 배수장치(46)가 있고, 전기를 공급하는 변압기(81), 정류기(80), 전원차단기(83), 전력선통신장치(84)로 구성된다. The present invention is composed of the electric vehicle 30 and the underground electric supply rail road 32, 33 as shown in FIG. In the electric vehicle 30 of the present invention, the automatic current collector 31 and the rail position recognition devices 74a and 74b are outside, and the battery 70, the electricity meter 71, and the power line communication device are located inside the vehicle body in FIG. 72, a power control device 73, a computer navigation device 75, and an electric motor 77, the underground electric supply rail road is a concave tubular rail box 40, induction devices 41a, 41b in FIG. 62, rails 42a and 42b, power cable 43, box cavity 44, debris discharging device 45, drainage device 46, transformer 81 for supplying electricity, rectifier 80 ), A power circuit breaker 83, and a power line communication device 84.
기존의 전기자동차는 충전된 배터리 전원(11)으로 전기모터(10)를 구동하여 기존의 도로를 자유롭게 주행할 수 있다. 그러나, 배터리에 축전된 전원만으로 주행할 경우 주행거리에 한계점이 있고 충전시 긴 시간 소요가 필요하다. 따라서, 전기자동차가 주행중에 전기를 공급하여 축전과 구동을 할 수 있도록 도로 바닥면에 전기공급 레일(32)을 매설하고, 차량이 일정하게 차선을 따라 움직일때 전기자동차 바닥면에 장치된 레일 위치 인식 장치(74a, 74b)가 전기 공급 레일의 유도램프(41a, 41b) 광신호를 인식하여 집전장치(31)를 레일(42a, 42b)위에 내려 가이드 롤(51a, 51b)이 회전하며 적당한 압력으로 눌러 고정되며 위치를 잡게 된다. The existing electric vehicle can drive the electric motor 10 with the charged battery power 11 to freely travel the existing road. However, when driving with only the power stored in the battery, there is a limit in the mileage and a long time is required for charging. Therefore, the electric supply rail 32 is embedded in the floor of the road so that the electric vehicle can supply electricity while driving and to store electricity and drive, and the position of the rail installed on the floor of the electric vehicle when the vehicle constantly moves along the lane The recognition devices 74a and 74b recognize the optical signals of the induction lamps 41a and 41b of the electric supply rail, lower the current collector 31 onto the rails 42a and 42b, and the guide rolls 51a and 51b rotate to provide appropriate pressure. To lock it in position.
유도 램프(41a, 41b)는 인식하기가 쉬운 기존의 다이오드, 형광등, 자외선램프 등의 광학적 장치로 레일 박스(40) 바닥 좌우 측면이나 중앙에 부착하게 된다. 또, 유도램프(41a, 41b)를 레일 바닥면에 부착하지 않고, 반사형 표시장치(62)를 레일 측면에 평행하게 부착하여, 차량 바닥면에서 램프를 부착하여 직접 투사하고 반사되는 광원을 인식할 수 있다. 또, 위치 인식장치(74a, 74b)가 바닥면에 전원 케이블(42a, 42b, 43)간에 생성되는 전기의 자기장을 통하여 위치 인식하게 할 경우 광학적 유도램프 없이 집전장치를 슬라이드(57)를 따라 좌우 위치 조정하여 집전장치를 안전하게 레일 위에 하강 시킬 수 있다. The induction lamps 41a and 41b are attached to the left and right sides or the center of the bottom of the rail box 40 by an optical device such as a diode, a fluorescent lamp, or an ultraviolet lamp that are easy to recognize. Instead of attaching the induction lamps 41a and 41b to the bottom of the rail, the reflective display device 62 is mounted in parallel to the side of the rail. can do. In addition, when the position recognizing device 74a, 74b allows the position recognition through the electric magnetic field generated between the power cables 42a, 42b, 43 on the bottom surface, the current collector is left and right along the slide 57 without an optical induction lamp. By adjusting the position, the current collector can be safely lowered on the rail.
집전 가이드 롤(51a, 51b)이 하강하여 좌우 레일(42a, 42b)를 따라 구르며 위치를 잡게 되면, 함께 레일과 접촉하는 접지 롤(52a, 52b)은 직류 전원일 경우 음극이 된다. 최초 가이드 롤이 10~20초 정도 일정 시간 안전하게 회전할 경우 가이드 롤의 회전을 체크하여 자동으로 집전 슈 가이드(53)가 회전 하강하여 집전 슈(50)를 전원 케이블(43)에 접촉하게 하여 전원을 연결한다. When the current collecting guide rolls 51a and 51b are lowered and rolled along the left and right rails 42a and 42b to be positioned, the ground rolls 52a and 52b which come into contact with the rail together become a cathode when the DC power source is used. If the first guide roll rotates safely for about 10 to 20 seconds, the rotation of the current collecting shoe guide 53 is automatically lowered by checking the rotation of the guide roll so that the current collecting shoe 50 contacts the power cable 43. Connect
가이드 롤(52a, 52b)의 재질은 금속 또는 플라스틱, 고무 등 바퀴 구조로 슬라이드(57)에서 위치 인식장치(74a, 74b)가 유도 신호(60a, 60b, 61a, 61b)를 인식하고 레일과 교차하는 지점으로 좌우 이동하고, 회전자(56)가 좌우 뒤틀림 각을 보정하여 레일과 집전 가이드 암(54)이 일직선이 되었을때, 집전 가이드 암(54)을 내리고, 가이드 롤이 정상적으로 하강하여 레일과 접촉하여 안전하게 회전할 경우에만 집전 슈 가이드(53)가 레일 가운데 틈을 통하여 집전 슈(50)를 내려 전원이 연결되는 구조이다. The guide rolls 52a and 52b are made of metal, plastic, rubber, etc., and have wheel structures such that the position recognition devices 74a and 74b recognize the guidance signals 60a, 60b, 61a and 61b on the slide 57 and cross the rails. When the rotor 56 corrects the left and right twist angles so that the rails and the current collecting guide arms 54 are aligned, the current collecting guide arms 54 are lowered, and the guide roll is lowered normally. The current collector shoe guide 53 descends the current collector shoe 50 through a gap in the middle of the rail only when it is safely rotated in contact with the power source.
가이드 롤(52a, 52b)은 레일 좌우로 나뉘어 구르게 되는 두 바퀴 구조거나, 단일 바퀴 구조로 집전 슈 가이드(53) 보다 앞에 있어 하고, 전자석을 측면에 부착하면 레일에 쉽게 유도되고 집전을 안정적으로 가능하게 한다. 레일에 유도될때 전자석에 전원을 공급하여 강력한 자석으로 레일을 끌어당겨 밀착 유도되고 거둬들일때는 전원을 끊어 쉽게 탈락 되게 한다. The guide rolls 52a and 52b are two-wheel structure that is rolled on the left and right of the rail, or are in front of the current collector shoe guide 53 in a single-wheel structure. When the electromagnet is attached to the side, the guide rolls 52a and 52b are easily guided to the rail and stable current collection. Make it possible. When it is guided to the rail, it supplies power to the electromagnet to attract the rail with a strong magnet, inducing close contact, and when it is gathered, the power is cut off easily.
또, 잦은 하강과 물체 충돌 등 회전과 충격에 견딜 수 있는 충분한 크기의 바퀴 구조이다. 가이드 롤은 차체 바닥면에서 제 5의 바퀴로 주행중 충격을 받게 되면 즉시 집전 슈(50)와 함께 상승하게 된다. 또, 잘못된 하강으로 일반 도로면과 접촉하게 되더라도 충견과 진동에 순간적으로 견딜 수 있게 된다. In addition, the wheel structure is large enough to withstand rotation and impact, such as frequent descent and object collisions. When the guide roll is impacted while driving with the fifth wheel on the bottom of the vehicle body, the guide roll immediately rises together with the current collecting shoe 50. In addition, even if it comes in contact with the general road surface due to the wrong descent can be instantaneously withstand dogs and vibration.
집전장치의 슬라이드(57)는 두개의 위치 인식장치(74a, 74b)로 부터 받은 정보를 통하여 집전 가이드 암(54)이 정확한 위치에 내릴 수 있도록 차폭 범위 내에서 차량의 움직임과 연동하여 상대적으로 좌우로 움직이게 되고, 제한된 범위 밖의 주행으로 좌우 제한선 밖으로 밀려날 경우 집전이 불가능하므로 자동으로 집전 가이드 암(54)을 들어올리는 신호를 전달하여 상승하게 한다. The slide 57 of the current collector is relatively left and right in association with the movement of the vehicle within the vehicle width range so that the current collector guide arm 54 can be lowered to the correct position through the information received from the two position recognition devices 74a and 74b. When it is moved to the outside of the left and right limit line by traveling outside the limited range is not possible to collect current, so as to raise the current collection guide arm 54 by raising a signal.
집전장치에는 차체 바닥에 좌우로 펼쳐진 슬라이드(57)를 따라 움직이며 회전자(56)의 제한된 일정각 회전 운동을 하게 되고, 집전 가이드 암(54)을 위치 인식장치 신호를 받아 충분한 힘으로 승하강을 할 수 있는 승하강 장치(55)를 두고 주행중에 자동으로 신속하게 상승과 하강을 반복하며 집전을 하게 된다. The current collector moves along the slide 57 spreading from side to side on the bottom of the vehicle body, and performs a limited fixed-angle rotational movement of the rotor 56. The current collector guide arm 54 is raised and lowered with sufficient force by receiving a position recognition signal. With the lifting device 55 capable of doing, the current is automatically collected while repeating the ascent and descent quickly while driving.
집전 슈 가이드(53)는 가이드 롤(51a, 51b) 뒷면에서 가이드 롤 회전이 안정이 되었을 경우 집전 슈(50)을 내리게 된다. The current collecting shoe guide 53 lowers the current collecting shoe 50 when the guide roll rotation is stabilized at the rear of the guide rolls 51a and 51b.
전기 공급 레일 위치 인식장치는 선행 위치인식장치(74a)와 후행 위치인식장치(74b) 2개가 1조가 되어 전기공급 레일의 유무와 차체의 방향과 도로 레일의 방향을 인식하게 하고 차량 후미에 설치된 집전장치의 슬라이드 이동 범위 내에서 집전장치를 이동할 수 있도록 돕고, 집전장치의 하강과 상승을 위한 위치를 파악하게 된다. 선행 위치인식장치(74a)는 교차로 등에서 전기공급 레일이 끊어져 없는 경우, 도로상 낙하물이 인식되거나 전원이 차단되어 유도램프가 꺼진 경우 뒤 따르는 집전장치(31)를 들어올려 사고와 고장을 예방할 수 있다. 선행 위치인식장치(74a)와 후행 위치인식장치(74b)는 좌우로 펼쳐진 형태로 레일 박스 하단에서 투사되는 광학 신호를 수신하거나, 차체에서 투사한 광원이 레일을 따라 평행하게 부착된 반사형 표시장치(62)에 반사되어 돌아오는 광원을 인식하여 위치를 파악하게 된다. 또, 레일 표면의 전기 자기장을 감지하여 위치를 인식할 경우 광학적 인식 장치는 필요없고, 자기장 센스를 선행 위치인식장치(74a), 후행 위치인식장치(74b)에 두어 위치를 인식하게 된다. 위치 인식 장치는 보조적으로 물체를 직접 인식할 수 있는 주행 카메라(76)를 전면 바닥면에 두고 바닥면의 표지와 낙하물 등을 인식하여 주행할 수 있다. Electric supply rail position recognition device is a pair of preceding position recognition device (74a) and trailing position recognition device (74b) is a pair of the current collector installed in the rear of the vehicle to recognize the presence of the electricity supply rail, the direction of the car body and the direction of the road rail It helps to move the current collector within the slide movement range of the, and determine the position for the descending and rising of the current collector. The preceding position recognition device 74a may prevent an accident and a failure by lifting a current collector 31 that follows when an induction lamp is turned off when a falling object is recognized or a power is cut off when a power supply rail is not cut at an intersection or the like. . The preceding position recognition device 74a and the trailing position recognition device 74b are formed on the left and right sides of the reflective display device to receive optical signals projected from the bottom of the rail box or to project light sources projected from the vehicle body in parallel along the rails. The position of the light source is reflected by 62, and the position is recognized. In addition, when detecting the position by detecting the electric magnetic field of the rail surface, there is no need for an optical recognition device, the position is recognized by placing the magnetic field sense in the preceding position recognition device 74a, the trailing position recognition device 74b. The position recognizing apparatus may drive by recognizing a mark and a falling object on the bottom surface with the driving camera 76 capable of directly recognizing an object on the front bottom surface.
집전장치로 부터 전원을 공급받는 동안 전기자동차 내의 전기의 흐름은 집전장치(31), 전기계량기(71), 전력선통신장치(72), 전원컨트롤장치(73)를 차례로 통과하며 배터리(70) 충전과 동시에 전기모터(77)를 회전시키게 된다. 그러나, 좌우 차선변경을 하거나 레일이 없는 구간 등 집전장치가 전기를 공급받지 못할때는 배터리(70) 전원으로만 모터를 회전시켜 주행하게 된다. While receiving power from the current collector, the flow of electricity in the electric vehicle passes through the current collector 31, the electric meter 71, the power line communication device 72, and the power controller 73, and then charges the battery 70. At the same time to rotate the electric motor (77). However, when the current collector is not supplied with electricity, such as changing left and right lanes or a section without a rail, the motor rotates only with a power supply of the battery 70.
전기 계량기(71)는 전력선통신장치(72)와 결합하여 전기공급 레일로 부터 받은 전력량을 체크하여 전력 공급 회사에 통지하고 요금을 자동으로 부과 받을 수 있고, 사설 주차장 등의 시설물에서 충전을 목적으로 공급받은 전력량을 계량하여 요금을 자동 정산할 수 있다. 또, 요금 미납되거나 도난, 고장 등 필요할 경우 전원 공급을 자동 차단하여 차량 운행을 막고 부당한 전력 사용을 막을 수 있다. The electricity meter 71 checks the amount of power received from the electricity supply rail in combination with the power line communication device 72 to notify the power supply company and be charged automatically, for charging purposes in facilities such as private parking lots. The amount of power supplied can be measured to automatically settle the charge. In addition, if necessary, such as unpaid fees, theft, or breakdown, the power supply can be automatically cut off to prevent the vehicle from running and use of unjust power.
전력선통신장치(72)는 차량의 컴퓨터 네비게이션 장치(75)와 결합하여 선행 차량과 후행 차량이 교신을 하여 안전거리를 자동으로 확보하여 일정 구간에 차량이 밀집하여 과부하가 발생하는 것과 추돌 사고를 예방할 수 있고, 인터넷 등 각종 통신을 통하여 부가 기능을 제공할 수 있게 된다. The power line communication device 72 is coupled with the computer navigation device 75 of the vehicle to automatically secure a safety distance by communicating with the preceding vehicle and the following vehicle to prevent overloading and collision by causing the vehicle to be concentrated in a certain section. It is possible to provide additional functions through various communication, such as the Internet.
전원컨트롤장치(73)는 집전장치(31)와 차체내 배터리(70)와 연결되어, 집전장치를 통하여 전기를 공급받는 동안 충전과 모터 구동을 하게 하고, 공급되는 전기가 차단될 경우 배터리로 전원으로 즉시 전환하여 모터를 구동할 수 있게 한다. 집전장치(31)에서 전원은 순간적으로 개폐 작동을 하게 되므로 차량 내의 전원 끊김이 없어야 하는 컴퓨터, 오디오 등 각종 계기의 전원은 상시 공급하고, 순간적인 동력 상실로 조향이 불가능하지 않도록 제어하게 된다. 또, 운전자가 급격한 가속 등의 조작으로 일시 높은 전력이 필요할 경우 전기공급 레일에 지나친 부하가 발생하지 않도록 배터리 전원으로 일시 전환시키게 된다. The power control device 73 is connected to the current collector 31 and the battery 70 in the vehicle body to allow charging and motor driving while electricity is supplied through the current collector, and when the supplied electricity is cut off, the power is supplied to the battery. Switch immediately so that the motor can be driven. Since the power in the current collector 31 is opened and closed momentarily, the power of various instruments such as computer, audio, etc., which should not be cut off in the vehicle, is always supplied and controlled so that steering is impossible due to instantaneous power loss. In addition, when a driver needs high power temporarily due to a sudden acceleration or the like, the driver temporarily switches to battery power so that an excessive load is not generated on the power supply rail.
배터리(70)는 급격한 동력 사용으로 전기 공급 레일의 과부하를 차단하기 위하여 높은 전원이 필요할 경우 순간적으로 사용할 수 있고, 전기공급 레일을 벗어날 경우 배터리의 축전된 전원 만으로 이동할 수 있는 충분한 용량이어야 한다. The battery 70 may be instantaneously used when a high power source is required to cut off the overload of the electric supply rail due to sudden power use, and should be sufficient to move to only the stored power of the battery when the electric supply rail is left out.
컴퓨터 네비게이션 장치(75)는 차내 안전운행을 위한 컴퓨터 시스템으로 각종 안전 운행을 위한 기록과 컨트롤, 통신을 통한 부가서비스를 제공하게 된다. 지중 전력공급 레일 도로에 본 발명의 전기자동차 전용 도로로 활용되어 동일한 방식의 전기자동차만 주행할 경우 중앙컴퓨터와 교신하고, 위치 인식장치(74a,74b)로 차량의 위치를 인식하며 컴퓨터로 차체를 통제하게 되면, 운전자는 조향장치를 조종하지 않고 부조종자로 운전을 통제하여 안전하게 주행할 수 있게 된다. 도심의 경우 속도가 느려진 정체구간에서는 모든 전기 자동차를 일시에 통제하여 더 빠르고 원활하게 교통흐름을 제어할 수 있고, 고속도로의 경우 장시간 안전 주행 보조 장치로 활용할 수 있다. The computer navigation device 75 is a computer system for safe driving in a vehicle, and provides additional services through recording, control, and communication for various safe driving. In the underground power supply rail road used as the electric vehicle exclusive road of the present invention, when driving only the electric vehicle of the same type, it communicates with the central computer, recognizes the position of the vehicle with the position recognition devices 74a and 74b, and controls the vehicle body with the computer. In this case, the driver can drive safely by controlling the driving with the sub-pilot without manipulating the steering system. In urban areas, slower traffic congestion can control all electric vehicles at once for faster and smoother traffic flow, while highways can be used as long-term safe driving aids.
본 발명의 전기자동차(30)는 일반 도로 바닥면에서 전원을 공급받기 때문에 안전하게 사용할 수 있는 필요한 저압의 전원만을 이용하여 운행해야 하기 때문에 순간적으로 높은 동력이 사용될때 문제가 될 수 있다. 따라서, 충분한 배터리 용량을 확보하여 수시로 충전하여 높은 동력이 사용될때, 전원 공급이 차단되었을때 사용하게 되는 것이다. The electric vehicle 30 of the present invention may be a problem when the high power is used momentarily because the electric vehicle 30 must be driven using only the necessary low voltage power which can be safely used since the power is supplied from the general road floor. Therefore, sufficient battery capacity is secured from time to time when high power is used, when the power supply is cut off.
또, 전기자동차의 순간적인 높은 전압과 전류 사용을 막기 위하여 기존의 전기자동차의 충분한 배터리 용량과 더불어 공압 장치를 구동하여 공압탱크에 축척하였다가 공압엔진을 구동하게 되면 충분한 예비 동력을 확보하여 급격한 전력 사용을 피할 수 있고 매우 낮은 저압의 전원공급으로 전기 위험을 회피할 수 있는 안전한 전기 공급 레일(32)을 제공할 수 있다. In addition, in order to prevent the instantaneous use of high voltage and current of electric vehicles, a sufficient electric capacity of the electric vehicles and a pneumatic device are driven to accumulate in the pneumatic tank. The use of a very low, low voltage power supply can provide a safe electrical supply rail 32 that can avoid electrical hazards.
본 발명의 전기자동차(30)는 기존의 가솔린, 디젤 엔진 자동차의 경우 집전부와 위치 인식장치, 전기모터, 배터리 등을 부가하여 내연기관의 동력을 사용함과 동시에 고속도로의 지중 전기공급 레일(32)을 따라 장거리 주행할 경우 전기로 주행할 수 있다. The electric vehicle 30 of the present invention uses the power of an internal combustion engine by adding a current collector and a location recognition device, an electric motor, a battery, etc. in the case of a conventional gasoline or diesel engine vehicle, and at the same time, the underground electric supply rail 32 of the highway If you travel long distance along the road can be driven by electricity.
본 발명의 지중 전기공급 레일 도로(32,33)는 일반적인 도심내에 아스팔트, 콘크리트 도로나 고속도로 등 비교적 평탄한 노반 위에서 가능하게 된다. 도 4에서 지중 전기공급 레일 도로는 기존의 도로 차선 중앙에 두 개의 철로를 좁게 하여 틈을 형성한 오목 튜브형의 레일 박스(40)로 매설되기 때문에 일반 차량도 함께 주행할 수 있는 장점이 있고, 기존의 도로를 함께 공유하므로 전용 역이 필요하거나 차선을 확보하기 위하여 대지를 점유하지 않는다. 또, 횡단보도나 복잡한 도심 도로 구간에서는 전기자동차 감지장치(63)를 레일 바닥면에 두어 본 발명의 전기차동차가 지나갈 순간에만 순차적으로 전기를 공급할 경우 레일 틈이 좁아 보행자의 보행에는 아무런 문제가 없게 된다. Underground electric supply rail road 32, 33 of the present invention is possible on a relatively flat roadbed, such as asphalt, concrete road or highway in a typical city center. In FIG. 4, the underground electric supply rail road is buried in a concave tube-shaped rail box 40 formed by forming a gap by narrowing two railroads in the center of an existing road lane, so that a general vehicle may also travel together. Because they share roads, they do not need dedicated stations or occupy land to secure lanes. In addition, in a pedestrian crossing or a complicated urban road section, when the electric vehicle detecting device 63 is placed on the floor of the rail and sequentially supplies electricity only at the moment when the electric vehicle of the present invention passes, the rail gap is narrow so that there is no problem for pedestrians walking. do.
레일 박스(40) 내 박스 공동(44)에 빗물이 침투할 경우 배수장치(46)를 바닥면에 두어 즉시 배수가 되게 하고, 낙하물이나 낙엽 등 작은 물체가 침투할 경우 좁은 박스 공동(44)에 강력한 순간 송풍을 통하여 배출 할 수 있는 이물질 배출장치(45)를 내부에 둔다. 강우량이 많아서 배수가 불가능할 경우나 낙하물이 크고 배출 불가능하여 운행에 장애가 될 경우 전원차단기(83)에서 일정 구간만 차단하여 전기자동차가 집전장치를 상승시켜 통과하게 된다. When rainwater penetrates the box cavity 44 in the rail box 40, the drainage device 46 is placed on the floor for immediate drainage, and when small objects such as falling or fallen leaves penetrate the narrow box cavity 44. There is a foreign matter discharge device 45 that can be discharged through a strong moment blowing inside. When there is a large amount of rainfall is impossible to drain, or if the falling objects are large and impossible to discharge the obstacles in the operation of the power circuit breaker (83) to cut only a certain section and the electric vehicle to raise the current collector to pass.
도 8에서 본 발명의 지중 전기공급 레일 도로(32,33)에 공급되는 전기는 도로 바닥면에 설치하게 되면서 고압으로 인하여 도로상에서 발생할 수 있는 문제를 방지하기 위하여 지중 고압 삼상 전원(82)에서 변압기(81)를 통하여 전기자동차의 구동과 충전에만 필요한 최소한의 저압 전원으로 변환하여 정류기(80)를 거쳐 전기공급 레일(42a, 42b)과 전력케이블(43)을 통하여 전기를 공급하고, 전원차단기(83)을 통하여 구간 별로 전기를 공급 차단하게 된다. 본 발명의 지중 전기공급 레일(32)은 도로에 제한되지 않고, 일반 주차장, 건물 등의 바닥면에 설치하게 되면 정차한 차량에 자동으로 전원을 공급하여 주행과 배터리 충전 등을 하게 된다. In FIG. 8, the electricity supplied to the underground electric supply rail roads 32 and 33 of the present invention is installed on the floor of the road while being transformered in the underground high pressure three phase power source 82 in order to prevent problems that may occur on the road due to high pressure. By converting the electric power to the minimum low-voltage power required only for driving and charging of the electric vehicle through the 81, and supplies electricity through the rectifier 80 through the electric supply rail (42a, 42b) and the power cable 43, the power breaker ( Through 83) electricity is cut off by section. Underground electricity supply rail 32 of the present invention is not limited to the road, and when installed on the floor of a general parking lot, building, etc. automatically supplies power to the stopped vehicle to run and charge the battery.
도 9에서 본 발명의 지중 전기공급 레일 도로(32, 33)는 다차선의 도로일 경우 지중 전기공급 레일 차선(91, 92)과 일반차선(90,93)을 병행하여 일반 자동차와 전기 자동차를 혼용할 수 있고, 전 차선에 전기공급 레일이 매설될 경우 전기공급 자동차는 차선을 바꿔가며 수시로 전기를 공급받으며 운행할 수 있다. 또, 사거리 및 교차로 등 복잡한 구조물로 전기공급 레일 매설이 불가능할 경우 구간 구간 생략하여도 문제가 발생하지 않는다. In FIG. 9, when the underground electric supply rail roads 32 and 33 of the present invention are a multi-lane road, the underground electric supply rail lanes 91 and 92 and the general lanes 90 and 93 may be connected in parallel to each other. It can be mixed, and if the electric supply rails are buried in all lanes, the electric vehicle can change lanes and run on electricity at any time. In addition, if it is impossible to bury the electricity supply rail in a complex structure, such as crossroads and intersections, even if the section is omitted, no problem occurs.
본 발명의 효과는 현대화된 사회에서 자동차는 대부분의 국가 관리의 잘 포장된 도로를 주행하기 때문에 전기공급 레일을 매설하여 전기를 공급할 경우 기존의 배터리로만 움직이는 전기자동차의 주행거리 한계를 극복할 수 있어 무공해 전기자동차를 상용화 할 수 있다. 또, 전기자동차는 주행시에만 모터를 구동하여 가솔린, 디젤 엔진이 주행중 멈추었을때 공회전하여 석유 에너지를 지속적으로 소비하는 것에 비하여 매우 효율적이고 공해물질을 전혀 배출하지 않아 석유 에너지 고갈에 대비할 수 있고, 기존의 가솔린, 디젤 자동차와 도로를 함께 사용할 수 있어 새로운 도로 개설이 필요없다. The effect of the present invention is that in a modern society, since the car runs on well-paved roads of most state officials, when the electric supply rail is buried to supply electricity, it is possible to overcome the mileage limit of an electric vehicle that moves only with a conventional battery. It can commercialize a pollution-free electric vehicle. In addition, electric vehicles drive motors only when driving, so when the gasoline and diesel engines stop while driving, they are idling and they are very efficient and do not emit any pollutants. Gasoline, diesel cars and roads can be used together, eliminating the need for new roads
전기자동차는 주행중 전기를 공급받기 때문에 배터리를 효율적으로 사용할 수 있어 배터리 수명이 길어지고, 적은 배터리로 차량을 가볍게 제작할 수 있어 에너지 효율이 높고 빠른 속도를 내는 자동차를 제조할 수 있다. 또, 차간 간격을 전력선 통신을 통하여 자동 조절하여 주행중 사고를 방지할 수 있고, 전기자동차 전용 도로를 확대할 경우 컴퓨터 네비게이터 장치를 통하여 컴퓨터 통제 운행이 가능하고, 각종 유선 통신이 가능하다. Since electric vehicles are supplied with electricity while driving, the battery can be used efficiently, resulting in longer battery life and lighter production of vehicles with fewer batteries, making it possible to manufacture vehicles with high energy efficiency and speed. In addition, it is possible to prevent accidents during driving by automatically adjusting the interval between the power lines through the power line communication, and computer-controlled operation is possible through the computer navigator device when the electric vehicle-only road is expanded, and various wired communication is possible.
전기자동차가 주차할 경우 주차장 바닥면에 전기 공급 레일을 통하여 자동 충전이 가능하여 주유소에서 휘발유를 공급받거나 충전을 위해 전력선을 연결하고 기다리는 불편이 없게 된다. When an electric vehicle is parked, the vehicle can be automatically charged through an electric supply rail at the bottom of the parking lot, so that gasoline is supplied from a gas station or a power line is connected for charging.
전기자동차에 장착된 전기 계량기는 전기공급 레일을 관리하는 회사와 전기를 공급하는 회사에서 전력선 통신을 통하여 자동 검침 가능하므로 사용자에게 요금 부과를 쉽게 할 수 있고, 요금이 미납되거나 도난 차량의 경우 전원을 차단하거나 적발하여 자동차로 인한 문제를 방지할 수 있다. Electric meters installed in electric vehicles can be automatically metered through the power line communication between the company that manages the electric supply rail and the company that supplies the electricity, which makes it easy to charge the user, and in case of unpaid or stolen vehicles, Blocking or catching can prevent problems with the car.
본 발명의 전기자동차는 기존의 가솔린, 디젤 엔진 자동차의 구조를 간단하게 변경하여 전기모터와 전기 집전장치를 갖춰 함께 운행할 수 있다. The electric vehicle of the present invention can be operated with the electric motor and the current collector by simply changing the structure of the existing gasoline, diesel engine vehicle.
도 1은 일반적인 전기 자동차의 투시도1 is a perspective view of a typical electric vehicle
도 2는 기존의 RUF 시스템의 사시도2 is a perspective view of a conventional RUF system
도 3은 본 발명의 전기 자동차와 지중 전기공급 레일 도로의 사시도Figure 3 is a perspective view of the electric vehicle and underground electricity supply rail road of the present invention
도 4는 본 발명의 지중 전기공급 레일 도로의 구조도Figure 4 is a structural diagram of the underground electricity supply rail road of the present invention
도 5는 본 발명의 전기 자동차의 자동 집전 장치의 사시도5 is a perspective view of an automatic current collector of an electric vehicle of the present invention;
도 6은 본 발명의 지중 전기공급 레일 도로의 위치 확인 장치의 사시도Figure 6 is a perspective view of the positioning device of the underground electricity supply rail road of the present invention
도 7은 본 발명의 전기 자동차의 투시도7 is a perspective view of the electric vehicle of the present invention;
도 8은 본 발명의 지중 전기공급 레일 도로의 전기 공급 개략도Figure 8 is a schematic diagram of the electricity supply of the underground electricity supply rail road of the present invention
도 9는 본 발명의 다차선 지중 전기공급 레일 도로의 사시도9 is a perspective view of a multi-lane underground electricity supply rail road of the present invention
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