KR20110041173A - 온라인 전기자동차에서 발생되는 전자파를 선택적으로 상쇄시키는 차폐시스템 및 그 온라인 전기자동차의 전자파 상쇄방법 - Google Patents

온라인 전기자동차에서 발생되는 전자파를 선택적으로 상쇄시키는 차폐시스템 및 그 온라인 전기자동차의 전자파 상쇄방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20110041173A
KR20110041173A KR1020090098225A KR20090098225A KR20110041173A KR 20110041173 A KR20110041173 A KR 20110041173A KR 1020090098225 A KR1020090098225 A KR 1020090098225A KR 20090098225 A KR20090098225 A KR 20090098225A KR 20110041173 A KR20110041173 A KR 20110041173A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
current
magnetic field
electric vehicle
offset
current collector
Prior art date
Application number
KR1020090098225A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101060519B1 (ko
Inventor
서남표
장순흥
조동호
임재하
박경혁
Original Assignee
한국과학기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국과학기술원 filed Critical 한국과학기술원
Priority to KR1020090098225A priority Critical patent/KR101060519B1/ko
Publication of KR20110041173A publication Critical patent/KR20110041173A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101060519B1 publication Critical patent/KR101060519B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G12—INSTRUMENT DETAILS
    • G12B—CONSTRUCTIONAL DETAILS OF INSTRUMENTS, OR COMPARABLE DETAILS OF OTHER APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G12B17/00—Screening
    • G12B17/02—Screening from electric or magnetic fields, e.g. radio waves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L5/00—Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles
    • B60L5/005—Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles without mechanical contact between the collector and the power supply line
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/30—Constructional details of charging stations
    • B60L53/35—Means for automatic or assisted adjustment of the relative position of charging devices and vehicles
    • B60L53/38—Means for automatic or assisted adjustment of the relative position of charging devices and vehicles specially adapted for charging by inductive energy transfer
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/91—Electric vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/12—Electric charging stations

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)

Abstract

본 발명은, 상쇄코일부를 구비한 집전장치를 설치한 온라인 전기자동차 및 상쇄코일부를 구비한 집전장치를 설치한 온라인 전기자동차의 전자파 상쇄방법에 대한 것이다. 보다 상세하게는 상쇄코일부를 구비한 집전장치를 포함하여 전자파를 상쇄시키는 온라인 전기자동차에 있어서, 금속막대에 집전코일이 권선되어, 전류가 흐르는 급전선이 설치된 지면에서 발생된 자기장을 집전하고, 집전코일에 유도전류를 발생시키는 집전부; 및 금속막대의 양쪽 끝단 부분 각각에 상쇄코일이 구비되어, 온라인전기자동차에 발생되는 전자파를 상쇄시키는 상쇄코일부;를 구비하고, 온라인 전기자동차의 바닥에 설치되는 적어도 하나의 집전장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파를 상쇄시키는 온라인 전기자동차이다.
집전장치, 집전부, 급전선로, 온라인 전기자동차, 상쇄코일부, 접이식 개폐수단, 차폐시스템, 전자파, 불요자기장

Description

상쇄코일부를 구비한 집전장치, 전자파를 선택적으로 상쇄시키는 차폐시스템, 그 집전장치를 구비한 온라인 전기자동차 및 그 온라인 전기자동차의 전자파 상쇄방법{Magnetic Field Cancellation Wiring Device and Active Cancelation Control System and On―line Electric Vehicle comprisinging the Device and Active Cancelation Control Method of On―line Electric Vehicle}
본 발명은 온라인 전기자동차에 발생되는 전자파를 차단 및 상쇄시키는 상쇄코일부를 구비한 집전장치, 상쇄코일부를 접이식 개폐수단에 구비하여 전자파를 선택적으로 상쇄시키는 차폐시스템, 상쇄코일부를 구비한 집전장치를 설치한 온라인 전기자동차, 상쇄코일부를 구비한 집전장치를 설치한 온라인 전기자동차의 전자파 상쇄방법에 대한 것이다.
인덕티브 픽업 방식의 전기자동차(이하 온라인전기자동차)는 인체에 해로운 전자파를 발생시키게 된다. 온라인 전기자동차의 주행은 온라인 전기자동차가 주행하게 되는 지면이나 도로에 전류가 흐르는 급전선을 설치하고, 급전선에 흐르는 전류에 의해 발생된 자기장을 수용하여 유도전류를 발생시켜 이를 구동전력으로 하여 주행이 가능해진다.
구체적으로, 온라인 전기자동차가 주행하고자 하는 도로에 주행방향으로 전선이 설치되어 있다. 그리고, 전선에 흐르는 전류에 의해 자기장이 발생하게 된다. 지면에서 발생된 자기장은 온라인 전기자동차의 집전부에서 2차 유도 전류로 전환시켜 집전되게 된다. 그리고, 집전부에 집전된 자기장에 의해 전기에너지 또는 구동에너지를 얻게 된다. 얻어진 전기에너지를 이용하여 온라인전기자동차가 운행하게 된다.
따라서, 온라인전기자동차의 핵심은 집전장치에 있다. 집전장치는 금속막대 내에 집전코일이 감겨져있고, 지면에서 발생된 자기장에 의해 집전코일에서 발생된 유도전류를 정류하여 집전 정류레귤레이터로 안정적으로 공급하는 정류장치와 커패시터 뱅크로 구성된다. 그러나, 지면의 급전선로에서 공급되는 자기장이 집전부로 유도되면서 일부는 전류로 전환되지 않고, 오히려 2차측에 불요 자기장을 형성시키고, 이러한 불요 자기장에 의해 온라인 전기자동차에 전자파가 발생되게 된다. 불요 자기장 또는 전자파는 온라인 전기자동차의 탑승승객 또는 탑승 대기승객에게 미칠 수 있는 인체의 악영향 또는 주변 전자기기에 장애 및 오동작을 초래할 수 있다. 또한, 집전장치의 효율저하를 일으키게 된다. 따라서, 지면으로부터 인체에 유해한 전자파와 집전장치의 2차 유도에 의한 전자파를 차폐 또는 저감하는 방법이 필요하다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 온라인 전기자동차에 발생되는 불요 자기장의 분포를 분석하여 불요 자기장이 최대가 되는 지점, 불요 자기장이 발생되는 지점에 상쇄 코일부를 구비하여 불요 자기장을 상쇄시키게 된다. 따라서, 본 발명은 불요 자기장을 차폐시킴으로써 온라인 전기자동차에 발생되는 전자파를 원천 봉쇄할 수 있게 된다.
또한, 접이식 개폐수단에 상쇄코일부를 설치하여, 전자파의 차단이 필요한 경우에 상쇄코일에 유도전류를 발생시켜 전자파를 상쇄시킬 수 있다. 따라서, 선택적으로 전자파를 상쇄할 수 있게 된다.
그리고, 집전 장치 간의 상호 간섭에 의한 효율저하 및 집전 코일 간 불균일 방지를 위해 제 2 상쇄코일부를 설치함으로써 집전장치 간의 상호 유도 현상을 방지하여 집전효율을 증대시키게 된다.
본 발명의 그 밖에 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 관련되어 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명확해질 것이다.
본 발명의 제 1 목적은 온라인 전기자동차에 설치되는 집전장치에 있어서, 전류의 흐름에 의해 자기장이 유도되는 금속막대; 금속막대에 집전코일이 권선되어, 전류가 흐르는 급전선이 설치된 지면에서 발생된 자기장을 집전하고, 집전코일에 유도전류를 발생시키는 집전부; 및 금속막대의 양쪽 끝단 각각에 상쇄코일이 권 선되어, 온라인 전기자동차에 발생되는 전자파를 상쇄시키는 상쇄코일부;을 포함하는 것을 특징으로 하는 상쇄코일부을 구비한 집전장치로서 달성될 수 있다.
상쇄코일부은, 금속막대의 양쪽 끝단에서 발생되는 전자파를 상쇄시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
상쇄코일부는, 집전부에 의해 유도전류로 전환되지 않고, 집전장치에서 발생되는 불요 자기장과 지면에서 발생되는 불요 자기장을 차폐함으로써 전자파를 상쇄시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
불요 자기장의 자속밀도는 금속막대 양끝에서 최대 값을 가지고, 상쇄코일부는 불요 자기장의 방향과 반대방향으로 역 유도전류를 형성시키고, 유도된 역 유도전류를 열로 소모시켜 불요 자기장을 차폐시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
금속막대는 페라이트 몰딩되어 있고, 상쇄코일은 구리 도선으로 구비되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 제 2 목적은, 온라인 전기자동차에 발생되는 전자파를 선택적으로 상쇄시키는 차폐시스템에 있어서, 전류의 흐름에 의해 자기장이 유도되는 금속막대와 금속막대에 집전코일이 권선되어, 전류가 흐르는 급전선이 설치된 지면에서 발생된 자기장이 집전되고, 집전코일에 유도전류를 발생시키는 집전부를 포함하는 집전장치; 및 금속막대의 양쪽 끝단 각각에 소정간격으로 이격되어 구비되고, 상쇄코일이 권선된 상쇄코일부가 설치되어지며, 개폐기능에 의해 상쇄코일부의 방향을 변화시켜 온라인 전기자동차에 발생되는 전자파를 선택적으로 상쇄시키는 접이식 개폐수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 온라인 전기자동차에서 발생되는 전자파를 선택적으로 상쇄시키는 차폐시스템으로 달성될 수 있다.
접이식 개폐수단이 오픈된 경우, 상쇄코일부에 의해 온라인 전기자동차에 발생되는 전자파를 상쇄시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
접이식 개폐수단이 오픈된 경우, 상쇄코일부가 금속막대 양쪽 끝단에서 발새되는 전자파를 상쇄시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
접이식 개폐수단이 오픈된 경우, 상쇄코일부는, 집전코일에 의해 유도전류로 전환되지 않고, 집전장치에서 발생되는 불요 자기장과 지면에서 발생되는 불요 자기장을 차폐함으로써 2 전자파를 상쇄시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
불요 자기장의 자속밀도는 금속막대 양끝에서 최대 값을 가지고, 접이식 개폐수단이 오픈된 경우, 상쇄코일부는 불요 자기장에 의해 역 유도전류를 형성시키고, 유도된 역 유도전류를 열로 소모시켜 불요 자기장을 차폐시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
접이식 개폐수단을 제어하여 온라인 전기자동차가 정차되고, 문이 개방되는 경우, 접이식 개폐수단을 오픈시키도록 하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 제 3 목적은, 상쇄코일부를 구비한 집전장치를 포함하여 전자파를 상쇄시키는 온라인 전기자동차에 있어서, 금속막대에 집전코일이 권선되어, 전류가 흐르는 급전선이 설치된 지면에서 발생된 자기장을 집전하고, 집전코일에 유도전류를 발생시키는 집전부; 및 금속막대의 양쪽 끝단 부분 각각에 상쇄코일이 구비되어, 온라인전기자동차에 발생되는 전자파를 상쇄시키는 제 1 상쇄코일부;를 구비하 고, 온라인 전기자동차의 바닥에 설치되는 적어도 하나의 집전장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파를 상쇄시키는 온라인 전기자동차로서 달성될 수 있다.
제 1 상쇄코일부는, 집전코일에 의해 유도전류로 전환되지 않고, 집전장치에서 발생되는 불요 자기장과 지면에서 발생되는 불요 자기장을 차폐함으로써 전자파를 상쇄시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
금속막대 양쪽 끝단과 소정간격으로 이격되어 구비되고, 제 1 상쇄코일부 각각이 설치되어지며, 개폐기능에 의해 제 1 상쇄코일부의 방향을 변화시켜 온라인 전기자동차에 발생되는 전자파를 선택적으로 상쇄시키는 접이식 개폐수단;을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
접이식 개폐수단이 오픈된 경우에 금속막대의 양쪽 끝단에서 발생되는 전자파를 상쇄시키는 것을 특징으로 하는 전자파를 상쇄시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
접이식 개폐수단이 오픈된 경우에 제 1 상쇄코일부는, 집전코일에 의해 유도전류로 전환되지 않고, 집전장치에서 발생되는 불요 자기장과 지면에서 발생되는 불요 자기장을 차폐함으로써 전자파를 상쇄시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
불요 자기장이 자속밀도는 금속막대 양끝에서 최대 값을 가지고, 접이식 개폐수단이 오픈된 경우, 상쇄코일부는 불요 자기장에 의해 역 유도전류를 형성시키고, 유도된 역 유도전류를 열로 소모시켜 불요 자기장을 차폐시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
접이식 개폐수단을 제어하여 온라인 전기자동차가 정차되고, 문이 개방되는 경우, 접이식 개폐수단이 오픈되도록 하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
집전장치 간의 집전전력의 차이가 존재하여 집전장치 사이에 상호 유도 현상이 발생되는 경우, 집전장치 사이에 구비되어, 역 유도전류를 형성시켜 상호 유도 현상을 상쇄시키는 제 2 상쇄코일부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
제 1 상쇄코일부와 제 2 상쇄코일부 모두가 전선으로 연결된 축전기를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 제 4 목적은, 온라인 전기자동차의 전자파 상쇄방법에 있어서, 지면에 설치된 급전선에 흐르는 전류에 의해 지면에서 자기장이 발생되는 단계 온라인 전기자동차의 바닥면에 구비된 집전장치의 집전코일이 권선된 집전부가 지면에서 발생된 자기장을 집전시키고, 집전코일에 유도전류를 형성하고, 집전장치의 금속막대 양쪽 끝단에서 전자파가 발생되는 단계; 및 집전장치의 금속막대 양쪽 끝단 각각에 상쇄코일이 권선된 제 1 상쇄코일부에서 전자파를 상쇄시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상쇄단계는, 집전코일에 의해 유도전류로 전환되지 않고, 집전장치에서 발생되는 불요 자기장과 지면에서 발생되는 불요 자기장을 제 1 상쇄코일부에서 차폐함으로써 전자파를 상쇄시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
불요 자기장의 자속밀도는 금속막대 양쪽 끝단에서 최대 값을 가지고, 제 1 상쇄코일부는 불요 자기장에 의해 역 유도전류를 형성시키고, 유도된 역 유도전류를 열로 소모시켜 불요 자기장을 차폐시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
상쇄단계는, 금속막대의 양쪽 끝단 각각에 소정간격으로 이격되어 구비되고, 상쇄코일이 권선된 제 1 상쇄코일부가 설치되어진 접이식 개폐수단의 개폐기능에 의해 제 1 상쇄코일부의 방향을 변화시켜 온라인 전기자동차에 발생되는 전자파를 선택적으로 상쇄시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
접이식 개폐수단이 오픈된 경우에 제 1 상쇄코일부에 의해 온라인 전기자동차에서 발생되는 전자파를 상쇄시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
제어부가 접이식 개폐수단을 제어하여 온라인 전기자동차가 정차되고, 문이 개방되는 경우, 접이식 개폐수단이 오픈되도록 하는 단계를 더 포함하는것을 특징으로 할 수 있다.
발생단계 후에, 집전장치 사이에 구비된 제 2 상쇄코일부가 집전장치 간의 집전전력의 차이가 존재하여 집전장치 사이에 상호 유도 현상이 발생되는 경우, 제 2 상쇄코일부에서 역 유도전류를 발생시켜 상호 유도 현상을 차폐시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
제 1 상쇄코일부와 제 2 상쇄코일부 모두가 전선으로 연결된 축전기에 제 1 상쇄코일부에서 발생된 역 유도 전류와 제 2 상쇄코일부에서 발생된 역 유도 전류가 저장되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
따라서, 상기 설명한 바와 같은 본 발명의 일실시예에 의하면, 온라인 전기자동차의 집전장치에서 발생되는 불요 자기장을 상쇄함으로써 불요 자기장에 의하 유해 전자파를 차단하여 탑승 승객 또는 탑승 대기 승객에게 미칠 수 있는 인체의 악영향을 방지할 수 있는 효과를 갖는다. 또한, 전자파를 차단함으로써 주변 전자기기의 장애 및 오동작을 방지할 수 있는 장점이 있다.
본 발명은 불요 자기장이 발생되는 최대 지점에 상쇄코일을 설치하여 상쇄코일에 역 유도전류를 발생시켜 불요 자기장을 원천봉쇄하여 전자파에 대한 불안 위험을 실질적으로해결할 수 있는 장점이 있다. 그리고, 접이식 개폐수단에 상쇄코일부를 설치하여, 전자파의 차단이 필요한 경우에 상쇄코일에 유도전류를 발생시켜 전자파를 상쇄시킬 수 있는 효과를 가지고 있다. 따라서, 전자파의 선택적, 능동적 상쇄가 가능해 진다.
그리고, 집전 장치 간의 상호 간섭에 의한 효율저하 및 집전 코일 간 불균일 방지를 위해 제 2 상쇄코일부를 설치함으로써 집전장치 간의 상호 유도 현상을 방지하여 집전효율을 증대시킬 수 있는 장점이 있다.
비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어 졌지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 특허 청구 범위에 속함은 자명하다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 쉽게 실시할 수 있는 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐 릴수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 ‘연결’되어 있다고 할 때, 이는 ‘직접적으로 연결’되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, ‘간접적으로 연결’되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 ‘포함’한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
<상쇄 코일부를 포함하는 집전장치의 구성 및 작용권리>
이하에서는 상쇄코일부(400)를 포함하는 온라인 전기자동차(20)에 설치되는 집전장치의 구성과 작용원리에 대해 설명하도록 한다. 먼저, 도 1은 상쇄코일부를 구비하지 않는 집전장치(10)의 사시도를 도시한 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상쇄코일부를 구비하지 않은 집전장치(100)는 금속막대(200)와 금속막대(200)의 중간부에 집전코일(310)이 권선된 집전부(300)로 구비된다. 온라인 전기자동차(20)가 주행되는 지면(20)에는 주행방향으로 2개의 전선으로 이루어진 급전선로(30) 설치된다. 그리고, 2개의 전선은 서로 다른 방향으로 전류가 흐르게 된다. 따라서, 2개의 전선에 의해 상부방향으로 자기장 방향이 형성되게 된다. 상쇄코일부를 구비하지 않은 집전장치(100)는 온라인 전기자동차(20)의 바닥면(50)에 설치되고, 금속막대(200)의 중앙부에 집전코일(310)이 권선된 집전부(300)가 구비된다. 그리고, 집전코일(310)의 내부로 급전선로(30)에서 발 생된 자기장이 관통되게 된다. 따라서, 집전코일(310)에 유도전류가 발생되게 된다. 이러한 전류를 구동에너지로 사용하여 온라인 전기자동차(20)가 운행된다.
급전선로(30)에서 발생된 자기장이 집전부(300)로 유도되면서 일부는 전류로 전환되지 않고, 나머지가 불요 자기장(110)을 형성하게 된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 이러한 불요 자기장(110)은 금속막대(200)의 양끝단 부분으로 방출되고, 불요 자기장(110)의 자속밀도는 금속막대(200) 양끝에서 최대 값을 가지게 된다. 이러한 상쇄코일부를 구비하지 않은 집전장치(100)에서 발생된 불요 자기장(110)에 의해 전자파(120)가 발생되게 된다. 또한, 급전선로(30)에서도 집전부(300)로 집전되지 않은 나머지 불요 자기장(110)에 의해 전자파(120)가 발생되게 된다.
이러한 불요 자기장(110)은, 이하 수학식 1의 공식에 의해 흐르는 전류를 앎으로서 발생하는 자속밀도(B)를 알 수 있게 된다.
Figure 112009063219835-PAT00001
수학식 1에서, I는 전류이고, 집전장치는 막대자석과 같이 자기장을 형성함으로 ρ는 집전장치이 장축중심과 집전장치 외곽사이의 거리를 의미한다. 또한, μ0는 투자율 상수이다. 그리고, 도 2는 상쇄코일부를 구비하지 않은 집전장치(100)에 형성된 자속밀도 세기의 분포를 도시한 것이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 금속막대(200)의 양끝에서 방출되는 방향으로 불요 자기장(110)이 형성되고, 금속막대(200) 양끝 부분에서 불요 자기장(110) 값이 최대임을 알 수 있다.
또한, 온라인 전기자동차(20)에 발생되는 불요 자기장(110)에 의한 전자파(120)는 상쇄코일부를 구비하지 않은 집전장치(100)에서 발생되는 불요 자기장(110)에 의한 제 1 전자파와 급전선로(30)가 설치된 지면(20)에서 발생되는 불요 자기장(110)에 의한 제 2 전자파의 합이 된다. 도 3은 급전선로(30)에서 발생되는 불요 자기장(110)에 의해 온라인 전기자동차(20)에 형성된 자기장의 분포를 도시한 것이다. 급전선로(30)에서 발생되는 자기장의 분포는 이하의 수학식 2에 의해 정의되며, 이하의 수학식 2에 의해 도 3과 같이 자기장(Z)이 형성됨을 알 수 있다.
Figure 112009063219835-PAT00002
수학식 2에서 I는 도선에 흐르는 전류이고, D는 도선간의 거리이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 상쇄코일부를 포함하는 집전장치(100)의 사시도를 도시한 것이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상쇄코일부(400)에 집전장치(100)의 금속막대(200) 양끝단 부분에 상쇄코일이 권선되어 있다. 양끝단에 상쇄코일부(400)를 구비하게 됨으로써 양끝단에서 발생되는 불요 자기장(110)에 의해 상쇄코일에 반대방향의 자기장이 형성되어 유도전류가 발생하게 된다. 따라서, 불요 자기장(110)은 유도전류로 환원되고, 환원된 유도전류는 상쇄코일에서 열로서 소비되거나, 저항체나 축전기(700) 등에 연결되어 열로 소모되거나 역유도전류를 저장하게 된다. 따라서, 불요 자기장(110)을 소모, 차폐시킴으로서 전자파(120)의 발생을 원천 상쇄시키게 된다. 금속막대(200)는 구체적 실시예에서 페라이트로 형성되어 있고, 상쇄코일은 구리도선을 사용하였다. 불요 자기장(110) 및 전자파(120)의 형상과 그 세기에 따라 금속막대(200) 양끝단에 권선되는 구리도선의 턴(Turn) 수와 굵기가 결정되는데, 현재 사용되는 온라인 전기자동차(20)의 경우 다양한 시뮬레이션과 실제 측정한 시험결과 등을 종합하여 볼때, Litz Wire 800심 10 square(LS전선 제작)을 5턴으로 감았을 때, 가장 상쇄 정도가 높은 것으로 확인되었다.
도 5a는 상쇄코일부를 구비하지 않은 집전장치(10)에서의 불요 자기장(110)의 분포를 도시한 것이고, 도 5b는 상쇄코일부를 구비한 집전장치(100)의 불요 자기장(110)의 분포를 도시한 것이다. 도 5a에 도시된 바와 같이, 상쇄코일부(400)가 구비되지 않은 경우, 집전장치(10)의 집전코일(310)과 유기되어 증폭된 불요 자기장(110)이 전자파(120)의 형태로 형성되어 차량의 하부뿐 아니라 차량의 바닥, 차량의 차체면을 따라 올라가 창문에까지 분포되어 있음을 알 수 있다. 그러나, 도 5b에 도시된 바와 같이, 상쇄코일부(400)를 구비한 경우, 집전장치(100) 양 끝단에 상쇄코일부(400)가 구비된 부분엔 유도전류에 의해 열이 발생하여 붉은색을 뛰는 대신 불요 자기장(110) 및 전자파(120)는 모두 상쇄 및 소멸되어 있음을 알 수 있다.
<전자파를 선택적으로 상쇄시키는 차폐시스템의 구성>
이하에서는 온라인 전기자동차(20)에 발생된 전자파(120)를 선택적으로 상쇄 시키는 차폐시스템(600)에 대해 설명하도록 한다. 먼저, 도 6a는 온라인 전기자동차(20)에 발생된 전자파(120)를 선택적으로 상쇄시키는 차폐시스템(600)의 사시도를 도시한 것이다. 도 6a에 도시된 바와 같이, 차폐시스템(600)은 온라인 전기자동차(20) 바닥면(50)에 설치된 상쇄코일부를 구비하지 않은 집전장치(10)와 상쇄코일부(400)가 설치되고, 금속막대(200) 양쪽 끝단 부분에 각각 설치된 접이식 개폐수단(500)을 포함한다.
접이식 개폐수단(500)은 오픈된 상태와 클로즈된 상태로 형성될 수 있다. 도 6a는 접이식 개폐수단(500)이 오픈된 상태의 차폐시스템(600)을 도시한 것이다. 접이식 개폐수단(500)이 오픈된 상태에서, 접이식 개폐수단(500)에 설치된 상쇄코일부(400)는 금속막대 양쪽 끝단에서 발생되는 전자파(120)를 상쇄시키게 된다. 전자파(120)를 상쇄시키는 원리는 앞서 설명한 상쇄코일부를 구비한 집전장치(100)와 동일하다. 즉, 지면(20)에 설치된 급전선로(30)에서 발생한 자기장이 집전부(300)에 집전되지 않고 남은 불요 자기장(110) 및 불요 자기장(110)에 의해 발생되는 전자파(120)는 금속막대(200) 양끝에서 방출되고, 불요 자기장(110)의 최대값을 가지게 된다.
따라서, 금속막대(200) 양끝단과 소정간격으로 이격된 접이식 개폐수단(500)을 설치하고, 접이식 개폐수단(500)이 오픈된 경우, 불요 자기장(110)은 상쇄코일부(400)에 유도 전류로 환원되게 된다. 환원된 유도전류는 열로 소모되어 불요 자기장(110)을 제거하게 된다. 불요 자기장(110)을 소멸시킴으로써 온라인 전기자동차(20)에 발생되는 전자파(120)를 원천 봉쇄시키게 된다. 그리고, 접이식 개폐수 단(500)이 클로즈된 경우는, 전자파(120)를 상쇄시키지 않게 된다.
도 6b는 클로즈된 상태 및 오픈된 상태의 접이식 개폐수단(500)의 사시도를 도시한 것이다. 도 6b의 왼쪽에 도시된 것은 접이식 개폐수단(500)이 클로즈된 상태를 도시한 것이다. 접이식 개폐수단(500)이 클로즈된 경우, 상쇄코일의 방향은 불요 자기장(110)의 발생방향과 비교하여 유도전류가 생길 수 없는 것임을 알 수 있다. 따라서, 접이식 개폐수단(500)이 클로즈된 경우에는 전자파(120)가 상쇄코일부(400)에 의해 상쇄되지 않는다. 그리고, 접이식 개폐수단(500)이 오픈된 경우, 상쇄코일의 방향은 금속막대(200) 양끝단에서 방출되는 불요 자기장(110)에 의해 역 유도전류가 발생되는 방향을 가지게 됨을 알 수 있다. 따라서, 상쇄코일부(400)가 접이식 개폐수단(500)에 설치되어 짐으로서 발생되는 전자파(120)를 선택적으로 제어할 수 있게 된다.
또한, 제어부(미도시)는 접이식 개폐수단(500)의 구동을 제어하여, 전자파(120)의 차단을 원하는 경우, 접이식 개폐수단(500)을 오픈하여 전자파(120)를 차단하고, 전자파(120)의 차단이 필요없는 경우, 접이식 개폐수단(500)을 클로즈하게 된다. 이러한 전자파(120) 상쇄의 능동제어는 불요 자기장(110)에 의한 전자파(120)의 차단이 필요 없을 시에는 접이식 개폐수단(500)을 클로즈시키며 장기간 오픈하는 경우, 상쇄에 흐르는 유도전류로 인하여 도선이 과열되고, 도선에 악영향을 주므로 이를 방지하기 위한 것이다.
구체적 실시예에서는 전자파(120)가 노출되는 경우인 온라인 전기자동차(20)가 정차중이고, 승강구의 문이 열리는 경우, 제어부는 접이식 개폐수단(500)을 오 픈하여 전자파(120)를 차단하게 된다. 구체적으로 제어부가 접이식 개폐수단(500)을 스위칭하는 방법은 차량의 속도가 0이고, 승강구의 문이 열려있는 상태에서 접이식 개폐수단(500)에 구동력을 인가하여 오픈시킨다. 오픈 상태는 스위치신호 “1”로 확인(감지)될 때까지 작동되고, “1”이되면 구동력을 중지시킨다. 반대로 문이 닫혀지는 경우, 접이식 개폐수단(500)이 오픈된 상태 “1”에서 구동력을 역으로 인가하여 작동시키고, 접이식 개폐수단(500)이 완전히 클로즈될 때, 즉, 신호가 “0”이 될 때 구동력을 중지시킨다.
<전자파를 상쇄시키는 온라인 전기자동차의 실시예 >
이하에서는 앞서 설명한 상쇄코일부를 구비한 집전장치(100)가 설치되어 전자파(120)를 상쇄시키는 온라인자동차(20)의 실시예에 대하여 설명하도록 한다. 먼저, 도 7a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 집전장치(100)가 설치된 온라인 전기자동차(20)의 측면도를 도시한 것이다. 그리고, 도 7b는 도 7a의 A-A` 단면도를 도시한 것이다.
도 7b에 도시된 바와 같이, 온라인 전기자동차(20)의 바닥면(50)에 5개의 집전장치(100)가 설치되어 있음을 알 수 있다. 집전장치(100)는 앞서 설명한 상쇄코일부를 구비한 집전장치(100)와 동일한 것이다. 따라서, 지면(20)에 설치된 급전선로(30)에서 발생한 자기장이 집전부(300)에 집전되지 않고 남은 불요 자기장(110) 및 불요 자기장(110)에 의해 발생되는 전자파(120)는 집전장치(100)의 금속막대(200) 양끝에서 방출되고, 양끝단 부분에서 자기장 세기는 최대가 된다.
그리고, 금속막대(200) 양쪽 끝단 각각에 상쇄코일이 권선된 상쇄코일부(400)를 구비하게 된다. 따라서, 방출되는 불요 자기장(110)에 의해 상쇄코일에 유도전류가 발생하고, 발생된 유도전류는 열로 소모되어 제거되게 된다. 상쇄코일부를 구비한 집전장치(100) 각각은 불요 자기장(110)을 제거하게 됨으로써 온라인 전기자동차(20)에 발생되는 전자파(120)를 원천 봉쇄하여 상쇄하게 된다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전자파(120)를 선택적으로 상쇄 가능한 온라인 전기자동차(20)의 단면 사시도를 도시한 것이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 제 2 실시예에 따른 온라인 전기자동차(20)에 설치되는 전자파(120) 차폐시스템(600)은 앞서 설명한 차폐시스템(600)과 동일한 구성과 원리를 갖는다.
따라서, 금속막대(200) 양쪽 끝단과 소정간격으로 이격된 접이식 개폐수단(500)이 설치되고, 접이식 개폐수단(500)이 오픈된 경우, 불요 자기장(110)은 상쇄코일부(400)에 유도 전류로 환원되게 된다. 환원된 유도전류는 열로 소모되어 불요 자기장(110)을 제거하게 된다. 불요 자기장(110)을 소멸시킴으로써 온라인 전기자동차(20)에 발생되는 전자파(120)를 원천봉쇄키게 된다. 그리고, 접이식 개폐수단(500)이 클로즈된 경우는, 전자파(120)를 상쇄시키지 않게 된다.
접이식 개폐수단(500)이 클로즈된 경우, 상쇄코일이 방향은 집전부(300)가 설치된 길이방향과 비교하여 유도전류가 생길 수 없는 방향이다. 따라서, 접이식 개폐수단(500)이 클로즈된 경우에는 온라인 전기자동차(20)에 발생되는 전자파(120)는 상쇄코일부(400)에 의해 상쇄되지 않는다. 그리고, 접이식 개폐수단(500)이 오픈된 경우, 상쇄코일의 방향은 금속막대(200) 양끝단에서 방출되는 불 요 자기장(110)에 의해 역유도전류가 발생되는 방향을 가지게 된다. 따라서, 상쇄코일부(400)가 접이식 개폐수단(500)에 설치되어 짐으로서 온라인 전기자동차(20)에 발생되는 전자파(120)를 선택적으로 제어할 수 있게 된다. 온라인 전기자동차(20)에 설치된 접이식 개폐수단(500)은 일률적으로 모두 오픈시키거나 클로즈 시키도록 제어할 수도 있고, 부분적으로 제어하는 것도 가능하다.
또한, 제어부(미도시)는 접이식 개폐수단(500)의 구동을 제어하여, 전자파(120)의 차단을 원하는 경우, 접이식 개폐수단(500)을 오픈하여 전자파(120)를 차단하고, 전자파(120)의 차단이 필요없는 경우, 접이식 개폐수단(500)을 클로즈하게 된다. 이러한 전자파(120) 상쇄의 능동제어는 불요 자기장(110)에 의한 전자파(120)의 차단이 필요 없을 시에는 접이식 개폐수단(500)을 클로즈시키며 장기간 오픈하는 경우, 상쇄토일에 흐르는 역 유도전류로 인하여 도선이 과열되고, 도선에 악영향을 주므로 이를 방지하기 위한 것이다.
구체적 실시예에서는 전자파(120)가 노출되는 경우인 온라인 전기자동차(20)가 정차중이고, 승강구의 문이 열리는 경우, 제어부는 접이식 개폐수단(500)을 오픈하여 전자파(120)를 차단하게 된다. 구체적으로 제어부가 접이식 개폐수단(500)을 스위칭하는 방법은 차량의 속도가 0이고, 승가구의 문이 열려있는 상태에서 접이식 개폐수단(500)에 구동력을 인가하여 오픈시킨다. 오픈 상태는 스위치신호 “1”로 확인(감자)될 때까지 작동되고, “1”이 되면 구동력을 중지시킨다. 반대로 문이 닫혀지면, 접이식 개폐수단(500)이 오픈된 상태 “1”에서 구동력을 역으로 인가하여 작동시키고, 접이식 개폐수단(500)이 완전히 클로즈될 때, 즉, 신호가 “ 0”이 될 때 구동력을 중지시킨다.
도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 온라인 전기자동차(20)의 단면도를 도시한 것이다. 본 발명의 제 2 실시예에서와 같이, 상쇄코일부를 구비하지 않은 집전장치(10)와 접이식 개폐수단(500)을 포함하는 차폐시스템(600)을 포함하고, 제 2 상쇄코일부(400)를 구비한다. 이러한 상쇄코일부를 구비하지 않은 집전장치(10)와 접이식 개폐수단(500)은 제 2 실시예의 경우와 동일하다.
접이식 개폐수단(500)에 설치된 상쇄코일부(400)를 제 1 상쇄코일부(410)라고 할 때, 도 9에 도시된 바와 같이, 상쇄코일부를 구비하지 않은 집전장치(10) 사이에 설치된 상쇄코일부(400)를 제 2 상쇄코일부(420)로 정의할 수 있다. 제 2 상쇄코일부(420)는 집전장치(10)와 집전장치(10) 사이에 상호 유도 현상을 방지하기 위하여 설치되어 진다. 즉, 집전코일(310)에서 발생되는 집전 전력의 차이에 의해 집전장치(10) 사이에서 상호 유도 현상이 발생될 수 있다. 따라서, 집전장치(10)의 집전부(300)의 집전효율을 감소시킬 수 있다. 제 2 상쇄코일부(420)는 집전장치(10) 사이에 설치됨으로써 제 2 상쇄코일부(420)에 역유도전류를 발생시켜 집전장치(10)끼리의 상호 유도 현상을 차폐시킬 수 있게 된다.
그리고, 제 3 실시예에서는, 도 9에 도시된 바와 같이, 제 1 상쇄코일부(410)와 제 2 상쇄코일부(420)에 권선된 상쇄코일은 모두 전선으로 연결되어 있다. 따라서, 제 1 상쇄코일부(410) 및 제 2 상쇄코일부(420)에서 발생된 역 유도전류는 저항체에서 열로 소모되거나 또는 축전기(700)에 저장되게 된다. 이는 제 1 상쇄코일부(410)와 제 2 상쇄코일부(420)에 과도한 열발생을 방지하기 위함이다.
제 3 실시예에서는 축전기를 구비하고 있다. 따라서, 제 1 상쇄코일부에서 발생된 역 유도전류는 축전기에 저장된다. 또한, 제 2 상쇄코일부에서 발생된 역 유도전류 또한 축전기에 저장되고, 저장된 에너지를 온라인 전기자동차의 구동전력으로 이용하는 것이 가능하다.
<온라인 전기자동차의 전자파 상쇄 방법>
이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 온라인 전기자동차(20)의 전자파(120) 상쇄방법을 설명하도록 한다. 먼저, 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 온라인 전기자동차(20)의 전자파(120) 상쇄방법의 흐름도를 도시한 것이다.
지면(20)에 설치된 급전선로(30)에 흐르는 전류에 의해 지면(20)에서 자기장이 발생된다(S10). 지면(20)에서 발생되는 자기장은 앞서 설명한 바와 같이, 온라인자동차(20)의 주행방향으로 설치된 2개의 전선에 서로 다른 방향으로 전류를 인가하여 발생되게 된다. 자기장은 지면(20)에서 상부 쪽 방향으로 흐르게 된다.
그리고, 온라인 전기자동차(20)의 바닥면(50)에 구비된 집전장치에서, 집전코일(310)이 권선된 집전부(300)가 지면(20)에서 발생된 자기장을 집전시키고, 상기 집전코일(310)에 유도전류가 형성되게 된다(S20). 그리고, 지면(20)에서 발생된 자기장 중 집전부(300)로 집전되지 않은 나머지 자기장은 불요 자기장(110)으로 형성되어 금속막대의 양쪽 끝단에서 발생되게 된다. 또한, 불요 자기장(110)에 의해 전자파(120)가 발생되게 된다(S30).
앞서 설명한 것처럼, 불요 자기장(110)과 전자파(120)는 금속막대(200)의 양 쪽 끝단 부분에서 발생되고, 양쪽 끝단 부분에서 최대값을 갖게 된다. 그리고, 이러한 전자파(120)를 차단할 필요가 있는 지를 판단한다(S40). 전자파(120)를 차단할 필요가 있다고 판단된 경우, 금속막대(200)의 양쪽 끝단 각각에 소정간격으로 이격되어 설치된 접이식 개폐수단(500)이 구동되어 오픈되게 된다. 접이식 개폐수단(500)이 오픈된 경우, 접이식 개폐수단(500)에 설치된 제 1 상쇄코일부(410)에서 전자파(120)를 상쇄시키게 된다(S50). 전자파(120)가 상쇄되는 원리는 앞서 설명한 바와 같이, 불요 자기장(110)에 의해 제 1 상쇄코일부(410)에 역 유도 전류가 발생되게 된다. 발생된 역 유도전류는 열로 소모되어 불요 자기장(110)을 제거하게 된다. 불요 자기장(110)을 소멸시킴으로써 온라인 전기자동차(20)에 발생되는 전자파(120)를 원천 봉쇄키게 된다. 또한, 온라인 자동차에 구비된 복수의 제 1 상쇄코일부는 모두 전선으로 연결되어 질 수 있다. 그리고, 전선은 축전기(700)와 연결되어 있다. 따라서, 불요자기장에 의해 제 1 상쇄코일부에 발생된 역 유도전류는 축전기(700)에 저장되게 되고, 축전기에 저장된 에너지는 온라인 전기자동차(20)의 구동전력으로 사용하는 것이 가능하다.
그리고, 온라인 전기자동차(20)에 설치된 집전장치(10)와 집전장치(10) 사이에 상호 유도 현상이 발생되는 지를 판단한다(S60). 집전장치(10) 간의 상호 유도 현상은 집전장치(10)에서 발생되는 집전전력의 차이에 의해 발생된다. 집전장치(10) 사이에 상호유도 현상이 발생되는 경우, 집전장치(10) 사이에 설치된 제 2 상쇄코일부(420)에서 역 유도전류를 발생시켜 집전장치(10) 상호 간의 상호 유도현상을 차폐시키게 된다(S70).
온라인 자동차에 구비된 복수의 제 2 상쇄코일부는 모두 전선으로 연결되어 질 수 있다. 그리고, 전선은 축전기(700)와 연결되어 있다. 따라서, 집전장치(10) 간의 상호 유도 형상에 의해 제 2 상쇄코일부에 발생된 역 유도전류는 축전기(700)에 저장되게 되고, 축전기에 저장된 에너지는 온라인 전기자동차(20)의 구동전력으로 사용하는 것이 가능하다. 그리고, 이러한 전자파(120) 상쇄 및 상호 유도 현상의 차폐 과정은 온라인 전기자동차(20)의 주행이 종료될 때까지 지속되게 된다
도 1은 상쇄코일부가 존재하지 않는 종래 집전장치의 사시도,
도 2는 도 1의 집전장치 주변에 형성된 자기장 및 전기장의 분포도,
도 3은 온라인 전기자동차에 형성된 자기장 및 전기장의 분포도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 상쇄코일부를 구비한 집전장치의 사시도,
도 5a는 상쇄코일부를 구비하지 않은 집전장치에서의 불요 자기장의 분포도,
도 5b는 상쇄코일부를 구비한 집전장치의 불요 자기장의 분포도,
도 6a는 본 발명의 일실시예에 따른 전자파를 선택적으로 상쇄하는 차폐시스템의 사시도,
도 6b는 본 발명의 일실시예에 따른 차폐시스템의 접이식 개폐수단의 사시도,
도 7a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전자파를 상쇄시키는 온라인 전기자동차의 정면도,
도 7b는 도 7b의 A-A` 단면도,
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전자파를 상쇄시키는 온라인 전기자동차의 단면 사시도,
도 9은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 전자파를 상쇄시키는 온라인 전기자동차의 단면도,
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 온라인 전기자동차의 전자파 상쇄방법의 흐름도를 도시한 것이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10:상쇄코일부를 구비하지 않은 집전장치
20:지면
30:급전선로
40:온라인 전기자동차
50:온라인 전기자동차의 바닥면
100:상쇄코일부를 구비한 집전장치
110:불요 자기장
120:전자파
200:금속막대
300:집전부
310:집전코일
400:상쇄코일부
410:제 1 상쇄코일부
420:제 2 상쇄코일부
500:접이식 개폐수단
600:차폐시스템
700:축전기

Claims (28)

  1. 온라인 전기자동차에 설치되는 집전장치에 있어서,
    전류의 흐름에 의해 자기장이 유도되는 금속막대;
    상기 금속막대에 집전코일이 권선되어, 전류가 흐르는 급전선이 설치된 지면에서 발생된 자기장을 집전하고, 상기 집전코일에 유도전류를 발생시키는 집전부; 및
    상기 금속막대의 양쪽 끝단 각각에 상쇄코일이 권선되어, 상기 온라인 전기자동차에 발생되는 전자파를 상쇄시키는 상쇄코일부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 상쇄코일부를 구비한 집전장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 상쇄코일부는,
    상기 금속막대의 양쪽 끝단에서 발생되는 상기 전자파를 상쇄시키는 것을 특징으로 하는 상쇄코일부를 구비한 집전장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 상쇄코일부는,
    상기 집전부에 의해 상기 유도전류로 전환되지 않고, 상기 집전장치에서 발생되는 불요 자기장과 상기 지면에서 발생되는 불요 자기장을 차폐함으로써 상기 전자파를 상쇄시키는 것을 특징으로 하는 상쇄코일부를 구비한 집전장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 불요 자기장의 자속밀도는 상기 금속막대 양끝에서 최대값을 가지고,
    상기 상쇄코일부는 상기 불요 자기장의 방향과 반대방향으로 역 유도전류를 형성시키고, 유도된 상기 역 유도전류를 열로 소모시켜 상기 불요 자기장을 차폐시키는 것을 특징으로 하는 상쇄코일부를 구비한 집전장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속막대는 페라이트 몰딩되어 있고,
    상기 상쇄코일은 구리 도선으로 구비되는 것을 특징으로 하는 상쇄코일부를 구비한 집전장치.
  6. 온라인 전기자동차에 발생되는 전자파를 선택적으로 상쇄시키는 차폐시스템에 있어서,
    전류의 흐름에 의해 자기장이 유도되는 금속막대와 상기 금속막대에 집전코일이 권선되어, 전류가 흐르는 급전선이 설치된 지면에서 발생된 자기장이 집전되고, 상기 집전코일에 유도전류를 발생시키는 집전부를 포함하는 집전장치; 및
    상기 금속막대의 양쪽 끝단 각각에 소정간격으로 이격되어 구비되고, 상쇄코일이 권선된 상쇄코일부가 설치되어지며, 개폐기능에 의해 상기 상쇄코일부의 방향 을 변화시켜 상기 온라인 전기자동차에 발생되는 전자파를 선택적으로 상쇄시키는 접이식 개폐수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 온라인 전기자동차에서 발생되는 전자파를 선택적으로 상쇄시키는 차폐시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 접이식 개폐수단이 오픈된 경우, 상기 상쇄코일부에 의해 상기 온라인 전기자동차에 발생되는 상기 전자파를 상쇄시키는 것을 특징으로 하는 온라인 전기자동차에서 발생되는 전자파를 선택적으로 상쇄시키는 접이식 차폐시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 접이식 개폐수단이 오픈된 경우,
    상기 상쇄코일부가 상기 금속막대 양쪽 끝단에서 발생되는 상기 전자파를 상쇄시키는 것을 특징으로 하는 온라인 전기자동차에서 발생되는 전자파를 선택적으로 상쇄시키는 차폐시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 접이식 개폐수단이 오픈된 경우,
    상기 상쇄코일부는,
    상기 집전코일에 의해 상기 유도전류로 전환되지 않고, 상기 집전장치에서 발생되는 불요 자기장과 상기 지면에서 발생되는 불요 자기장을 차폐함으로써 상기 전자파를 상쇄시키는 것을 특징으로 하는 온라인 전기자동차에서 발생되는 전자파를 선택적으로 상쇄시키는 차폐시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 불요 자기장의 자속밀도는 상기 금속막대 양끝에서 최대값을 가지고,
    상기 접이식 개폐수단이 오픈된 경우,
    상기 상쇄코일부는 상기 불요 자기장에 의해 역 유도전류를 형성시키고, 유도된 상기 역 유도전류를 열로 소모시켜 상기 불요 자기장을 차폐시키는 것을 특징으로 하는 온라인 전기자동차에서 발생되는 전자파를 선택적으로 상쇄시키는 차폐시스템.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 접이식 개폐수단을 제어하여 상기 온라인 전기자동차가 정차되고, 문이 개방되는 경우, 상기 접이식 개폐수단을 오픈시키도록 하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 온라인 전기자동차에서 발생되는 전자파를 선택적으로 상쇄시키는 차폐시스템.
  12. 제 1 항의 집전장치를 포함하여 전자파를 상쇄시키는 온라인 전기자동차에 있어서,
    상기 금속막대에 집전코일이 권선되어, 전류가 흐르는 급전선이 설치된 지면 에서 발생된 자기장을 집전하고, 상기 집전코일에 유도전류를 발생시키는 집전부; 및
    금속막대의 양쪽 끝단 부분 각각에 상쇄코일이 구비되어, 상기 온라인전기자동차에 발생되는 전자파를 상쇄시키는 제 1 상쇄코일부;를 구비하고, 상기 온라인 전기자동차의 바닥에 설치되는 적어도 하나의 집전장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파를 상쇄시키는 온라인 전기자동차.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 상쇄코일부는,
    상기 집전코일에 의해 상기 유도전류로 전환되지 않고, 상기 집전장치에서 발생되는 불요 자기장과 상기 지면에서 발생되는 불요 자기장을 차폐함으로써 상기 전자파를 상쇄시키는 것을 특징으로 하는 전자파를 상쇄시키는 온라인 전기자동차.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 금속막대 양쪽 끝단과 소정간격으로 이격되어 구비되고, 상기 제 1 상쇄코일부 각각이 설치되어지며, 개폐기능에 의해 상기 제 1 상쇄코일부의 방향을 변화시켜 상기 온라인 전기자동차에 발생되는 전자파를 선택적으로 상쇄시키는 접이식 개폐수단;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파를 상쇄시키는 온라인 전기자동차.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 접이식 개폐수단이 오픈된 경우에 상기 금속막대의 양쪽 끝단에서 발생되는 상기 전자파를 상쇄시키는 것을 특징으로 하는 전자파를 상쇄시키는 것을 특징으로 하는 전자파를 상쇄시키는 온라인 전기자동차.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 접이식 개폐수단이 오픈된 경우에 상기 제 1 상쇄코일부는, 상기 집전코일에 의해 상기 유도전류로 전환되지 않고, 상기 집전장치에서 발생되는 불요 자기장과 상기 지면에서 발생되는 불요 자기장을 차폐함으로써 상기 전자파를 상쇄시키는 것을 특징으로 하는 전자파를 상쇄시키는 온라인 전기자동차.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 불요 자기장이 자속밀도는 상기 금속막대 양끝에서 최대값을 가지고,
    상기 접이식 개폐수단이 오픈된 경우,
    상기 상쇄코일부는 상기 불요 자기장에 의해 역유도전류를 형성시키고, 유도된 상기 역 유도전류를 열로 소모시켜 상기 불요 자기장을 차폐시키는 것을 특징으로 하는 전자파를 상쇄시키는 온라인 전기자동차.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 접이식 개폐수단을 제어하여 상기 온라인 전기자동차가 정차되고, 문이 개방되는 경우, 상기 접이식 개폐수단이 오픈되도록 하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파를 상쇄시키는 온라인 전기자동차.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 집전장치 간의 집전전력의 차이가 존재하여 상기 집전장치 사이에 상호 유도 현상이 발생되는 경우,
    상기 집전장치 사이에 구비되어, 역유도전류를 형성시켜 상기 상호 유도 현상을 상쇄시키는 제 2 상쇄코일부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파를 상쇄시키는 온라인 전기자동차.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 제 1 상쇄코일부와 상기 제 2 상쇄코일부 모두가 전선으로 연결된 축전기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파를 상쇄시키는 온라인 전기자동차.
  21. 제 12 항의 온라인 전기자동차의 전자파 상쇄방법에 있어서,
    지면에 설치된 급전선에 흐르는 전류에 의해 상기 지면에서 자기장이 지속적으로 발생되는 단계;
    상기 온라인 전기자동차의 바닥면에 구비된 집전장치의 집전코일이 권선된 집전부가 상기 지면에서 발생된 자기장을 집전시키고, 상기 집전코일에 유도전류를 형성하고, 상기 집전장치의 금속막대 양쪽 끝단에서 전자파가 발생되는 단계; 및
    상기 집전장치의 금속막대 양쪽 끝단 각각에 상쇄코일이 권선된 제 1 상쇄코일부에서 상기 전자파를 상쇄시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 온라인 전기자동차의 전자파 상쇄방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 상쇄단계는,
    상기 집전코일에 의해 상기 유도전류로 전환되지 않고, 상기 집전장치에서 발생되는 불요 자기장과 상기 지면에서 발생되는 불요 자기장을 상기 제 1 상쇄코일부에서 차폐함으로써 상기 전자파를 상쇄시키는 것을 특징으로 하는 온라인 전기자동차의 전자파 상쇄방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 불요 자기장의 자속밀도는 상기 금속막대 양쪽 끝단에서 최대 값을 가지고,
    상기 제 1 상쇄코일부는 상기 불요 자기장에 의해 역 유도전류를 형성시키고, 유도된 상기 역 유도전류를 열로 소모시켜 상기 불요 자기장을 차폐시키는 것을 특징으로 하는 온라인 전기자동차의 전자파 상쇄방법.
  24. 제 21 항에 있어서,
    상기 상쇄단계는,
    상기 금속막대의 양쪽 끝단 각각에 소정간격으로 이격되어 구비되고, 상기 상쇄코일이 권선된 상기 제 1 상쇄코일부가 설치되어진 접이식 개폐수단의 개폐기능에 의해 상기 제 1 상쇄코일부의 방향을 변화시켜 상기 온라인 전기자동차에 발생되는 전자파를 선택적으로 상쇄시키는 것을 특징으로 하는 온라인 전기자동차의 전자파 상쇄방법.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 접이식 개폐수단이 오픈된 경우에 상기 제 1 상쇄코일부에 의해 상기 온라인 전기자동차에서 발생되는 상기 전자파를 상쇄시키는 것을 특징으로 하는 온라인 전기자동차의 전자파 상쇄방법.
  26. 제 25 항에 있어서,
    제어부가 상기 접이식 개폐수단을 제어하여 상기 온라인 전기자동차가 정차되고, 문이 개방되는 경우, 상기 접이식 개폐수단이 오픈되도록 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 온라인 전기자동차의 전자파 상쇄방법.
  27. 제 21 항에 있어서,
    상기 발생단계 후에,
    상기 집전장치 사이에 구비된 제 2 상쇄코일부가 상기 집전장치 간의 집전전력의 차이가 존재하여 상기 집전장치 사이에 상호 유도 현상이 발생되는 경우, 상 기 제 2 상쇄코일부에서 역 유도전류를 발생시켜 상기 상호 유도 현상을 차폐시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 온라인 전기자동차의 전자파 상쇄방법.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 제 1 상쇄코일부와 상기 제 2 상쇄코일부 모두가 전선으로 연결된 축전기에 상기 제 1 상쇄코일부에서 발생된 역 유도 전류와 상기 제 2 상쇄코일부에서 발생된 역 유도 전류가 저장되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 온라인 전기자동차의 전자파 상쇄방법.
KR1020090098225A 2009-10-15 2009-10-15 온라인 전기자동차에서 발생되는 전자파를 선택적으로 상쇄시키는 차폐시스템 및 그 온라인 전기자동차의 전자파 상쇄방법 KR101060519B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090098225A KR101060519B1 (ko) 2009-10-15 2009-10-15 온라인 전기자동차에서 발생되는 전자파를 선택적으로 상쇄시키는 차폐시스템 및 그 온라인 전기자동차의 전자파 상쇄방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090098225A KR101060519B1 (ko) 2009-10-15 2009-10-15 온라인 전기자동차에서 발생되는 전자파를 선택적으로 상쇄시키는 차폐시스템 및 그 온라인 전기자동차의 전자파 상쇄방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110041173A true KR20110041173A (ko) 2011-04-21
KR101060519B1 KR101060519B1 (ko) 2011-08-30

Family

ID=44047195

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090098225A KR101060519B1 (ko) 2009-10-15 2009-10-15 온라인 전기자동차에서 발생되는 전자파를 선택적으로 상쇄시키는 차폐시스템 및 그 온라인 전기자동차의 전자파 상쇄방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101060519B1 (ko)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101307807B1 (ko) * 2011-09-28 2013-09-12 한국과학기술원 Ｅｍｆ를 최소화하는 집전장치 및 이를 이용한 급집전장치
WO2014137109A1 (ko) * 2013-03-04 2014-09-12 엘지전자 주식회사 전자 기기, 전기 차량 및 무선 전력 전송장치
CN105980198A (zh) * 2013-12-09 2016-09-28 宝马股份公司 在感应式充电情况下的场屏蔽
KR20170064048A (ko) * 2015-11-30 2017-06-09 현대일렉트릭앤에너지시스템(주) 이차전지 에너지저장시스템 누설전류 저감장치
WO2023028213A1 (en) * 2021-08-25 2023-03-02 Richard Diamond Charging road

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101432443B1 (ko) 2013-06-04 2014-08-21 주식회사 올레브 집전장치 및 그를 구비한 온라인 전기자동차
KR101511568B1 (ko) * 2013-09-27 2015-04-14 한국전력공사 픽업 코일을 이용한 전원 공급 장치
WO2018044121A1 (ko) * 2016-09-05 2018-03-08 삼성전자 주식회사 무선 전력 전송 장치 및 무선 전력 전송 시스템

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4865451B2 (ja) * 2006-08-24 2012-02-01 三菱重工業株式会社 受電装置及び送電装置並びに車両

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101307807B1 (ko) * 2011-09-28 2013-09-12 한국과학기술원 Ｅｍｆ를 최소화하는 집전장치 및 이를 이용한 급집전장치
WO2014137109A1 (ko) * 2013-03-04 2014-09-12 엘지전자 주식회사 전자 기기, 전기 차량 및 무선 전력 전송장치
US9821672B2 (en) 2013-03-04 2017-11-21 Lg Electronics Inc. Electronic device, electric vehicle, and wireless electric power transmission device
CN105980198A (zh) * 2013-12-09 2016-09-28 宝马股份公司 在感应式充电情况下的场屏蔽
US10069334B2 (en) 2013-12-09 2018-09-04 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Field neutralization during inductive charging
KR20170064048A (ko) * 2015-11-30 2017-06-09 현대일렉트릭앤에너지시스템(주) 이차전지 에너지저장시스템 누설전류 저감장치
WO2023028213A1 (en) * 2021-08-25 2023-03-02 Richard Diamond Charging road

Also Published As

Publication number Publication date
KR101060519B1 (ko) 2011-08-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101060519B1 (ko) 온라인 전기자동차에서 발생되는 전자파를 선택적으로 상쇄시키는 차폐시스템 및 그 온라인 전기자동차의 전자파 상쇄방법
Zhang et al. Loosely coupled transformer structure and interoperability study for EV wireless charging systems
CN107415764B (zh) 车辆
WO2017159167A1 (ja) コイル装置
JP6216774B2 (ja) 陸上車両、特に鉄道車両または路面走行用自動車、への誘導による電気エネルギーの供給
US10272789B2 (en) Wireless power supply system and wireless power transmission system
EP3224843B1 (en) Power reception apparatus and power transmission apparatus
JP2006080215A (ja) 車両用パワー・エレクトロニクス・システムとそのノイズ抑制方法
JP5957976B2 (ja) 非接触給電装置
KR101087768B1 (ko) 자기유도 전력전달용 급전장치와 집전장치의 전자기 차폐장치
EP2879273A1 (en) Contactless power supply device
JP4993713B2 (ja) エレベータの乗籠への給電装置
JP6460373B2 (ja) コイルユニットおよびワイヤレス電力伝送装置
WO2014156014A1 (ja) 非接触充電装置
KR101091989B1 (ko) 자기장 차폐 구조를 갖는 온라인 전기자동차용 세그먼트 블록
CN107276240B (zh) 送电装置
EP3487036B1 (en) Wireless power transmission device and wireless power transmission system
JP6340968B2 (ja) コイルユニットおよびワイヤレス電力伝送装置
JP5987782B2 (ja) 電力変換装置
JP2011057082A (ja) 交流電気鉄道車両の幌部の交流磁界遮蔽装置
US20130057060A1 (en) Device for canceling undesirable magnetic field around on-line electric vehicle, method of manufacturing the same, and on-line electric vehicle capable of canceling undesirable magnetic field
KR20220000590A (ko) 차폐 기능을 갖는 무선전력전송용 케이블
KR101048465B1 (ko) 고압 3상 케이블
Quercio et al. Recent results in Shielding Technologies for Wireless Electric Vehicle Charging Systems
KR20150102299A (ko) Ipt를 이용한 무선 전력전달 시스템에 있어서 emf 상쇄장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140724

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150821

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160824

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180409

Year of fee payment: 7

R401 Registration of restoration
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180725

Year of fee payment: 8

R401 Registration of restoration
R401 Registration of restoration