KR20090124850A - 전기자동차의 인프라구축 및 그에 따른 부속품 - Google Patents

Abstract

본고안은 상용전기차(Gov)가 신형 배터리(리튬폴리머)의 개량[(주)코캄,(주)VK에

힘입어 약 300Km의 주행거리를 확보함으로서 전기차가 일반화되기를 기대했다.

그러나 원유가 130달러, 경유 1회 주유시 10만원 이라는 초유의 사태에 직면해

운송업자의 일원으로서 생계에 위협을 느끼게 되었다.

이에 Gov 및 비슷한 시기의 전기차가 출시 된지 거의 3년이 지나고 있는바

실질적인 트럭의 운송비 절감을 위해 전기차 인프라를 구상하였다.

이에 본 고안은 특정한 부품을 개발한 것이 보다는 기존 전기차의 저변확대를

위한 활용의 일환으로서 여러유형을 특허로서 제안한다

생략

Description

전기자동차의 인프라구축 및 그에 따른 부속품 {Infra of electric car and subsidiary agency}

<1> 본 고안은 기술발전에 의해 과거 납축전지의 1/4의 부피와 무게를 달성한

리튬폴리머 배터리를 기반으로한 인프라구축안이다.

<2> 본 고안은 배터리 배치를 재구성함으로서 배터리 재충전 인프라를 실용적으로

만들어 신형배터리로 인해 주행거리 향상된 전기차의 판로 확대를 촉진한다.

<3> 기존 석유차 생산업계의 분발을 유도함으로서 기존전기차 생산업계와의 경쟁을

통해 보다 저렴한 전기차를 생산케 하고 본 고안에 포함된 산업용 배터리배치를

참조하여 산업용 전기차를 출시케 함으로 국가전체의 물류비 및 운송업자의 흑자를 창출한다.

<4> 본 고안의 배터리 재배치의 주의미는 외장형 배터리다.

<5> 외장형 배터리를 사용하는 주용도는 전기차 저변확대의 주 걸림돌인 재충전을원활하게 하기 위한 수단이다.

없음

<6> 본 고안은 주유소인프라와 같이 편리한 전기차 인프라를 구성하고자 한다.

<7> 본 고안은 전기차 소유주가 가정을 중심으로 150Km 반경안에서 생활권을

형성해야 하는 한계를 극복하고자 한다.(최대 주행거리 300Km)

<8> 전기차사용자에게 충전소가 서비스료를 받아 운영하는데 있어 기본 전기료가

1000원 이라는 점은 아무리 서비스료를 올려받아 3000원을 받아도 서비스제

공자는 2000원 밖에 얻지 못한다. 이 것은 사용자 입장에서는 원가의 3배나

받는 것이고, 제공자는 그나마 저변이 확대되지 못해 몇대없는 전기차에 대해

주유소와 겸업한다고 해도 2000원의 서비스료로는 부분적인 인건비에도

못 미치게 된다.

충전소 사업이라면 기본적으로 공업용 전원이 필요하고 그 외 잡다한 서류절 차가 따름에도 전혀 흑자와는 거리가 멀게 된다.

전기차에 공업용 전원을 공급하는 간단한 인프라도 시장경제 논리앞에서

형성될 수 없다는 결론이 나오고 결국 전기차는 오히려 연료비가 너무 적어서 일반화 된수 없는 모순에 빠지게 된다. 따라서 본고안은 충전소 인프 라의 업그래이드를 통한 현실화를 목표로 한다.

<9> 본 고안의 첫 번째 과제는 이미 상용화된 전기차의 저변확대이다.

<10>배터리를 분할하여 전용케이스에 넣어 주차장에서 나와 가정으로

끌고가서 충전하고 충전된 배터리를 분할하여 케이스에 합쳐서

전기차 전력단자에 연결한다.(도1a),(도2a)참조

<11>본 고안의 두 번째 과제는 산업용으로 생산될 대용량 배터리의

현실적인 사용환경을 만들어 주는 것이다.

<12><10>을 역으로 생각하여 기본 배터리를 여러개 묶어서 한 개의

대형 배터리로 만든다.(도3a)참조

<13> 한덩어리가 된 배터리는 인력으로 다룰 수 없으므로 크래인으로 착탈한다.

(도4a)참조

<14> 대용량을 충전하고 크래인을 사용함으로서 충전소측은 상당량의 수수료를

얻을 용역을 발생케 한다.

<15> 사용자는 석유차에 비해 훨씬 저렴한 유지비가 들고 충전소를 이용하지

않을 때 즉 집에서 주차할 때 심야전력으로 다음날 까지 주차해야 하므로

충전소 사용료에 비해 매우 저렴한 유지비가 들 수 있다.

<16> 이는 전기차 사용자를 촉발 시키는 결과를 가져온다.

<17> 이는 유사시에 장거리 운행이 가능함으로서 실제 유효사업성을 갖게 한다.

<18> <15>에 의해 석유차 운전자의 패턴을 비교해 볼 때 충전소 이용료를 10000원

이고 일반 충전비가 3000원이라고 가정하면 1달 유지비는 주 2회 충전한다고 할 때

(10000 + 3000)*4=52000원이 된다.

<19> 주 2회 주유의 1달 유지비는 100000*2 *4 = 80 만원이다.

<20> 단순 유지비 차이는 748000원이다. 이것을 1년단위로 비교하면 748000*12 =

8976000원이다.

<21> 보통 자동차 교환주기를 5년이라고 할 때

일반 화물차를 2000만원, 개발될 전기 화물차를 5000만원(필요이상의 과대하게

가정 해 보았다.)이라고 할 때 {2000+(897*5)}-5000= 1485이다.

<22> 전기차가 보편화 된다고 생각할때는 6485 - 2500= 3985이다.

<23> 이는 Gov가 2500만원 이라는데에 기준하고 화물차의 차체와 배터리와 모터증 가를 기준으로 증액하고 일반적인 승용차에 비해 디자인이 산업용도를 이유로 저가격화 되는 시류를 적용해 보편화 가격을 산출 하였다.

<24> <21>과 <23>으로 판단해 볼 때 이는 단순 가시적인 유지비차이 외에 실질적로

차값을 적용해도 훨씬 경제적임을 주장한다.

<25> 충전시간을 절약하기 위해 크래인으로 배터리를 교환하는 것도 시간상 불편의

여지가 있다.

<26> 따라서 처음부터 도킹가능한 차량을 설계하여 차량블록과 배터리블록으로 나 누어 배터리 블록을 탈착가능케 함으로서 시간을 최대 1분으로 (주유보다 빠 르다) 줄일 수 있다. (도 5a)참조

<27> 전기차량이 산업화되면서 일반 모터가 강해진다고 해도 엔진의 출력에 비하면 다소 손색이 있을 수 있다.

<28> 따라서 강화된 모터를 2개이상 연결 (도6a 참조) 하여 출력향상 및 안정성을 도모 할 수 있고 이미 이에 대한 기술은 보편화 되었다.

<29> 이에 본인이 정식 엔진이어가 아닌 까닭에 이 부분에 추가한 아이디어 가 이미 출원 되었는지는 정확히 알 수 없으니 중복되더라도 고의가 아님을 밝힌다.

<30> <10>의 구체화

상용화된 전기차의 배터리 무게를 40Kg으로 가정하고, 5Kg정도로

가볍게 만든다.(도1a)참조

기본형 배터리(100)를 분할배터리(110,120,130,140)로 설계제작한다.

(150) 분할배터리 생략표시

케이스(160)에 넣어 합치거나 분리할 수 있다.

(도2a) 설명

소형모터탑제형 배터리이동용 가방 의 측면도(170) 내부정면도 (180)

(190)일반 물품

(195)배터리 연결배선이 설치된 분리대

(200) 분할설계된 소형배터리

(210) 소형모터

(220) 모터에 직렬연결된 바퀴

설명

전기차에서 소형배터리를 분리하여 편한장소에 놓고 케이스를 꺼내 일반 여행가방

이나 모터가 설치된 카트(170)에 케이스(160)를 넣고 배터리를 합체한다.

이때 여유공간에 사용자의 다른 물품을 위에 놓아 카트의 활용도를 높인다.

주차장에서 충전코드가 없는 지역을 극복해 집에서 충전할 수 있게 된다.

<31> <12>의 구체화

(도3a )

(230) 일반 배터리의 결합 대용량케이스

(240) 크래인과의 연결훅

(250) 일반 배터리

(도4a)

(260) 4개의 기본형배터리가 결합된 160kg 가량의 배터리 케이스

(270) 외부배터리케이스 뚜껑이 미닫이 형태로 열린 모습

(280) 외부배터리케이스 본체

(290) 트렁크에 실린 대용량 배터리케이스

(300) 크래인

(310) 크래인의 무게추

설명

앞서 언급했던 Gov 전기차를 기준으로한 기본 배터리를 산업용화물차가

2개이상 기본 4개정도의 모터를 연합해서(도6a참조) 사용할시에 필요한 전력 량을 충당하기위해 리무버믈 배터리케이스(도3a참조)를 만들어 고하중을 견 디게 설계된 차량위나 적재화물을 싣는 공간을 확보한 차량뒷편에 크래인으 로 (도4a참조) 결합분리하여 미리 충전된 배터리케이스와 교환한다.

<32> <26>의 구체화

(도5a)참조

(320) 도킹처리되지않은 상태의 전기차

(330) 도킹연결지지대

(340) 보조바퀴 랜딩장치- 도킹전에는 보조 바퀴가 내려와 균형을

맞추고 도킹하면서 접혀서 안으로 수납

(350) 대용량 리무버블 외장배터리카의 외장배터리케이스 부분

설명

처음부터 도킹가능한 차량을 설계하여 차량블록과 배터리블록으로 나누어

배터리 블록을 탈착가능케 함으로서 시간을 최대 1분으로 (주유보다 빠르다) 줄일 수 있다. (도 5a)참조

(330)을 양쪽블록 즉 모터가 있는 본체와 배터리만 있는 보조블록을 훅크를 통 해 단단히 결합시키고 (340)를 비행기에서 바퀴가 들어갔다 나오는 것처럼 결 합과 동시에 접어지게 한다.

이때 사용자가 전력을 다쓴 배터리카를 서비스제공자에게 약정에 따라 인도하 고 서비스제공자가 충전해 놓은 배터리카를 교환카드의 정보를 갱신하면서 교 환 결합한다.

<33> <29>의 추가 아이디어

(도6a)참조

(340) 클러치에의해 기어에 맞무리는 쪽의 해더의 중심 축

(350) 다른 3개의 엔진해더와 맞물려 돌아가는 연결기어

(360) 엔진의 클러치 해더의 기어쪽 해더

(370) 엔진의 클러치 해더의 엔진쪽 해더

(380) 1번 모터

(390) 2번 모터

(400) 3번 모터

(410) 4번 모터

설명

화물용전기차는 승용전기차에 비해 적게는 2개 일반적으로

4개정도의 모터의 연결이 필요 하고 주행중일때는 1개에서 2개만 가볍게

가동함으로서 전체사용전력량을 늘려 이동거리를 늘릴 수 있다.

- 이때 많은 수의 모터를 사용함에 따라 장시간 모터를 가동함으로서

많은 열과 무리가 가므로 순차적으로 모터를 운용해야 한다.

-즉 시동시나 변속할 때,1단기어 일때는 전 모터를 가동시키고, 속도를 높일 때나 언덕을 오를 때 화물을 많이 실었을 경우 자동으로 부하를 계산하여

가동할 모터수를 계산하여 최소한의 모터만을 순차적으로 가동하고 최대한 모 터의 휴식시간을 늘린다.

- 이는 모터의 수명을 연장시키고 모든 모터의 수명을 최대한 같게 하는 효 과와 자연적인 냉각효과를 갖게하여 과부하에 따른 고장을 줄인다.

<34> 배터리 연식 알고리즘

(도7a),(도8a)참조

설명

. 배터리는 소모성 장비이므로 배터리가 보다 오래된 사용자나 서비스제공 자가 배터리 교환 이용료와는 별도로 상대방에게 차액을 지불한다.

+ 때에 따라서 충전소 주인이 운전자에게 돈을 줘야한다.

즉 4년된 배터리를 1년쓴 배터리와 교환해야 한다면

이를 그냥 무시하면 반드시 소송이 일어난다.

. 매번 배터리 가치 정산을 하면 시간이 많이 걸리고 불편하므로

배터리 교환 카드를 인프라구축 모기업에서 온라인으로 관리하여

30회 정도까지는 조건없이 교환하고,

. 31회 부터 사업자는 사용자에게 60회까지 정산하지 않으면 교환이 정지당한 다는 주의를 준다.

. 교환카드의 연식정산방식은 최초 배터리를 카드에 입력하고 30회 이상 교환 하다 보면 자신이 가진 배터리와는 괴리가 생기지만 편의를 위해 무시하고

. 사용자가 정산시에 카드에 입력된 최초 배터리 연식을 기준으로 현재 사 용자가 가진 배터리는 무시하고 교환할 배터리 연식과 비교하여 차액을 정산한다.

. 정산이 되면 최종교환된 배터리의 연식을 최초구입 배터리의 연식으로 가 정하고 갱신한다.

. 사용자는 오래된 배터리만큼 보상을 받았으므로 불만을 가져서는 안되며

불만을 가질시는 집에서 충전해야 한다.

.따라서 이 내용을 약관동의서에 넣어 사용자의 사인을 받는다.

<50> 요약과 서문에서 말했듯이 본고안의 일정부품에 국한된 고안이 아니라

물류산업 전반에 걸쳐 영향력을 미치는 인프구축안이고 그에 필요한 기존

전기차를 개량할 부분에 대해 그 기능성에 있어서 배타적 발명특허를

취하려 한다.

따라서 산업상 그 이용성이란 연간 국내 물류비가 5조원이라고 할때 약 500억으로 줄여 버릴 수 있는 (현제 유가와 충전가 비가 100:1이다.)

획기 적인 발견인 것이다.

이는 개인적으로 약간이라도 물류와 관련있는 사람이면 그 누구나 흑자의 해택을 볼 것이고, 국가적인 관점에서는 외국이 벤치마킹을 통해 추격해 올때까지 비교우위의 잇점을 살려 상당량의 흑자를 볼 수 있다.

<35> (도1a)는 승용차용의 배터리분할 및 결합케이스 활용유형

<36> (도2a)는 승용차용의 분할배터리 이동충전유형

<37> (도3a)는 산업용 배터리의 대용량결합 케이스 활용유형

<38> (도4a)는 산업용 대용량출력을 위한 교환배터리 교환유형

<39> (도5a)는 리무버블 외장배터리카의 연결유형

<40> (도6a)는 모터의 다중결합 활용유형

<41> (도7a)는 배터리의 연식보정을 위한 기본 알고리즘

<42> (도8a)는 배터리의 연식보정을 위한 기본 알고리즘

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

<43> 100; Gov를 기준으로한 기본 배터리 160; 분할배터리들의 결합케이스

<44> 170; 소형모터탑제형 배터리이동용 가방 의 측면도 180;내부정면도

<45> 195; 배터리 연결배선이 설치된 분리대 230;일반 배터리의 결합 대용량케이스

<46> 240; 크래인과의 연결훅250;Gov사의 기본 배터리

<47> (260) 4개의 기본형배터리가 결합된 160kg 가량의 배터리 케이스

(270) 외부배터리케이스 뚜껑이 미닫이 형태로 열린 모습

(280) 외부배터리케이스 본체

(290) 트렁크에 실린 대용량 배터리케이스

(300) 크래인

(310) 크래인의 무게추

<48>(320) 도킹처리되지않은 상태의 전기차

(330) 도킹연결지지대

(340) 보조바퀴 랜딩장치- 도킹전에는 보조 바퀴가 내려와 균형을

맞추고 도킹하면서 접혀서 안으로 수납

(350) 대용량 리무버블 외장배터리카의 외장배터리케이스 부분

<49>(340) 클러치에의해 기어에 맞무리는 쪽의 해더의 중심 축

(350) 다른 3개의 엔진해더와 맞물려 돌아가는 연결기어

(360) 엔진의 클러치 해더의 기어쪽 해더

(370) 엔진의 클러치 해더의 엔진쪽 해더

Claims (7)

1. (도1a) 의 160의 케이스 제작에 있어서 (도2a) 의 형태의 충전장소로의 이동을 목적으로한 기능을 가진 형태를 제한할 자격 (예, 삼각형으로 배터리케 이스를 만들어 본 특허와 관련이 없다고 주장하는 자에 대한 특허위반고발 자격)
2. 케이스 (160)에 맞는 분할 배터리규격제한 자격 (예, 케이스외는 맞는 규격이 없음에도 본 특허와 관련이 없다고 주장하는 자에 대한 특허위반고발 자격)
3. (도3a)의 케이스(230) 제작에 있어 배터리교환 서비스자에게 공급할 목적의 기능을 가짐에 분명한데도 다른 용도로 사용할 목적으로 만들었다고 주장하는 자에대해 특허권 침해에 대해 고발할 자격
4. (도4a)의 외부케이스 (280)제작에 있어 배터리교환 서비스자에게 공급할 목 적의 기능을 가짐에 분명한데도 다른 용도로 사용할 목적으로 만들었다고 주 장하는 자에대해 특허권 침해에 대해 고발할 자격
5. (도5a)의 리무버블배터리카(350)제작에 있어 배터리교환 서비스자에게 공급 할 목적의 기능을 가짐에 분명한데도 다른 용도로 사용할 목적으로 만들었다 고 주장하는 자에대해 특허권 침해에 대해 고발할 자격
6. <33>의 추가 아이디어에 있어 모터작동시에 모터의 수명연장과 과부하를 막 기위한 모터운영법에 있어 순차성을 부과함에 있어, 본인 보다 먼저 특허출 원 하지못한 상태에서 본인에 대해 우선 특허권을 주장 하려하는자에 대한특허권 침해에 대해 고발할 자격
7. <34>의 배터리 연식 보정에 있어서 본인의 연식 보정방식을 일부를 도 용하거나 전부를 짜깁기해서 원래 다른 방식의 일부 인 것처럼 주장하여 본인 의 권리를 침해하는 자에 대해 특허권 침해에 대해 고발할 자격

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