KR20110065684A - 주행하면서 충전하는 전기자동차 운행시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전기 자동차를 운행하면서 충전이 이루어지도록 하여 전기 자동차에 탑재되는 축전지의 용량을 적게 하면서도 높은 출력으로 장거리 주행이 가능토록 한 주행하면서 충전하는 전기자동차 운행시스템에 관한 것이다.
이러한 본 발명은 자동차의 주행 도로 일측 차선의 상부에 주행 도로를 따라 설치되어 변전소로부터 (+)전원을 공급받는 도체로 된 전력공급선과, 전력공급선이 설치된 주행 도로의 차선 하면 중앙에 노면으로부터 돌출되도록 주행 도로를 따라 지면과 접촉 설치되어 변전소로부터 (-)전원을 공급받는 도체로 된 접지빔을 포함하는 전력공급수단과; 전력공급선과 접지빔의 사이로 진입하면 상방향으로 인출되어 전력공급선과 접촉되도록 차체 후위 상부에 상방향으로 출몰가능하게 장착되고 안쪽에 수용된 전선이 정류기와 연결되는 집전기구와, 집전기구의 인출시 하방향으로 인출되어 접지빔과 접촉되도록 차체의 후위 하부에 하방향으로 출몰가능하게 장착되고 안쪽에 수용된 전선이 직류모터에 연결되는 접지기구를 포함하는 전기자동차로 구성된 것이다.
Figure P1020090122289
전기자동차, 충전 도로

Description

주행하면서 충전하는 전기자동차 운행시스템{System to operate electric automobile}
본 발명은 주행하면서 충전하는 전기자동차 운행시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전기 자동차를 운행하면서 충전이 이루어지도록 하여 전기 자동차에 탑재되는 축전지의 용량을 적게하면서도 높은 출력으로 장거리 주행이 가능토록 한 것이다.
일반적으로, 자동차는 내부에 탑재된 엔진이 가솔린이나 디젤 등의 연료를 연소시키면서 동력을 발생시켜 이러한 동력에 의해 주행이 이루어지게 되는데, 가솔린이나 디젤은 연소시 유해한 가스를 발생하여 대기오염을 일으킬 뿐만 아니라 가솔린이나 디젤을 만드는 원유가 고갈되어 가고 있기 때문에 각 산업분야는 물론 자동차 업계에서도 대체에너지개발을 서두르고 있으며, 그 해결책으로 전기자동차가 대두되고 있다.
그러나, 전기자동차는 탑재되는 축전지 용량의 한계로 인하여 디젤 또는 가솔린을 연료로 사용하는 일반적인 자동차에 비해 출력을 작게 할 수밖에 없고, 또 주행거리가 짧을 수밖에 없는 단점이 있다. 또한 상기한 문제로 인하여 장거리 운 행시에는 축전지를 자주 충전시켜야 하고, 축전지 충전에 소요되는 시간도 일반적인 가솔린 또는 디젤의 주유 시간보다 많이 소요되므로 운행에 큰 지장을 초래하는 단점이 있게 된다. 물론, 전기자동차에 탑재되는 축전지 용량을 크게 할 수 있지만 축전지 용량이 커지면 그에 해당하는 만큼 무게가 많이 나가게 되고, 또 축전지의 가격이 고가이어서 전기자동차의 가격이 상승되는 단점이 있게 된다.
또한, 전기자동차의 충전시에는 일반적인 주유시보다는 많은 시간이 소요되고, 또 전기자동차의 충전횟수가 일반적인 자동차의 주유횟수에 비해 많을 수밖에 없으므로 이러한 이유로 전기자동차가 일반화될 경우 자동차를 원활히 운행하기 위해서는 전기충전소를 기존의 주유소보다 훨씬 많이 넓은 면적으로 건설하여야 하는 문제도 있다.
이러한 점을 감안하여 특허 제 566926 호, 특허 제 573411 호, 특허 제 626855 호, 특허 제 884188 호 등에서는 도로 또는 터널을 주행하면서 자동으로 충전이 이루어지도록 하여 전기자동차에 탑재된 축전지 용량을 적게 하면서도 높은 출력으로 장거리 운행이 가능토록 한 충전도로 및 이에 적용되는 전기 자동차가 개시된 바 있다.
그러나, 상기한 선행 기술들은 지중에 매설된 전력송전선으로부터 전자기 유도작용에 의해 비접촉방식으로 전력 공급이 이루어지도록 구성되거나, 도로에 설치된 레일을 따라 움직이면서 전력의 공급이 이루어지도록 구성되어 있는바, 전자의 경우 전력이 송전되는 전력송전선과 실질적인 전력 공급을 요하는 차량이 서로 이격되는 것이므로 노면을 따라 주행중인 자동차에 전력 공급이 제대로 이루어진다고 보장할 수 없음은 물론 설혹 전력 공급이 이루어진다고 하더라도 그 공급량이 매우 미약하여 충전시간이 매우 길어질 수밖에 없는 단점이 있는 것이고, 후자의 경우 노면에 설치된 레일을 따라 직선방향으로만 주행해야 하므로 주행 중 좌우로 어느 정도 왔다갔다하거나 경우에 따라서는 차선도 변경해야 하는 일반적인 운전 특성상 실질적으로 적용하기 어려운 것이고, 초보운전자의 경우 레일과 부딪혀 교통사고를 유발할 수 있는 단점도 있는 것이었다.
본 발명은 이러한 점을 감안하여 제안된 것으로, 자동차를 주행하면서 안전하고 빠른 시간내에 충전이 이루어지도록 한 주행하면서 충전하는 전기자동차 운행시스템을 제공하고자 하는 것이다.
이러한 과제를 해결하기 위해 본 발명은 자동차의 주행 도로 일측에 설치되어 변전소로부터 송전된 전력을 공급하는 전력공급수단; 직류모터로 된 부하와, 축전지와, 상기 전력공급수단으로부터 공급된 교류전압을 직류전압으로 정류하는 정류기와, 공급되는 직류전압을 상기 부하의 동작 전압에 맞게 변환 공급하는 변압기와, 상기 정류된 직류전압을 상기 축전지에 충전하는 충전회로가 구비되어 충전구간에서는 상기 정류된 직류전압이 상기 부하에 공급됨과 동시에 상기 충전회로를 통해 상기 축전지에 충전되고, 충전구간을 벗어나면 상기 축전지의 전력이 상기 부하에 공급되는 전기자동차로 이루어지는 주행중 충전이 가능한 전기자동차 운행시스템에 있어서, 상기 전력공급수단은, 자동차의 주행 도로 일측 차선의 상부에 상기 주행 도로를 따라 설치되어 상기 변전소로부터 (+)전원을 공급받는 도체로 된 전력공급선과, 상기 전력공급선이 설치된 주행 도로의 차선 하면 중앙에 노면으로부터 돌출되도록 상기 주행 도로를 따라 지면과 접촉 설치되어 상기 변전소로부터 (-)전원을 공급받는 도체로 된 접지빔을 포함하며; 상기 전기자동차는, 상기 전력공급선과 상기 접지빔의 사이로 진입하면 상방향으로 인출되어 상기 전력공급선과 접촉되도록 차체 후위 상부에 상방향으로 출몰가능하게 장착되고 안쪽에 수용된 전선이 상기 정류기와 연결되는 집전기구와, 상기 집전기구의 인출시 하방향으로 인출되어 상기 접지빔과 접촉되도록 차체의 후위 하부에 하방향으로 출몰가능하게 장착되고 안쪽에 수용된 전선이 상기 직류모터에 연결되는 접지기구를 포함한다.
선택적으로, 상기 집전기구는, 다중관식 구성으로 이루어져 동력수단으로부터 전달되는 동력에 의해 출몰될 수 있도록 구성된 폴과, 상기 폴의 단부에 전기적으로 통하도록 연결되어 상기 전력공급선과 직접 접촉되는 도체로 된 접촉바로 구성되며; 상기 폴의 최외측 마디는 도체로 구성되면서 나머지 마디는 모두 절연체로 구성되고, 상기 정류기와 연결된 전선은 상기 집전기구의 폴 안쪽에 수용되면서 그 단부가 상기 폴의 최외측 마디에 연결되며; 상기 폴의 최외측 마디에는 도체로 된 탄성부재가 개재되어 이루어지며; 상기 접지기구는, 다중관식 구성으로 이루어져 동력수단으로부터 전달되는 동력에 의해 출몰될 수 있도록 구성된 폴과, 상기 폴의 단부에 전기적으로 통하도록 연결되어 상기 접지빔과 직접 접촉되는 도체로 된 접촉바로 구성되며; 상기 폴의 최외측 마디는 도체로 구성되면서 나머지 마디는 모두 절연체로 구성되고, 상기 직류모터와 연결된 전선은 상기 접지기구의 폴 안쪽에 수용되면서 그 단부가 상기 폴의 최외측 마디에 연결되며; 상기 폴의 최외측 마디에는 도체로 된 탄성부재가 개재되어 이루어질 수 있다.
선택적으로, 상기 접촉바는 전기자동차의 차체 폭과 유사한 길이로 구성될 수 있다.
선택적으로, 상기 전기자동차가 충전구간으로 진입하였다가 빠져나가면 충전 구간 내에서 주행 및 충전시 사용된 전력사용량을 측정하는 전력사용량측정기와 이를 통해 측정된 전력사용수치를 전송하는 RF송수신기를 갖는 단말기가 구비되어 상기 전기자동차에 장착되며; 상기 전력공급선과 상기 접지빔이 설치된 도로의 군데군데에는 상기 전기자동차의 RF송수신기를 통해 송신되는 신호를 중앙통제실의 중앙서버로 중계하는 다수의 중계기가 설치되고; 상기 중앙통제실에는 상기 중앙서버로 전송된 전력사용량 정보를 연산하여 각 자동차별 전력사용요금을 정산처리하는 중앙처리장치가 구비될 수 있다.
선택적으로, 상기 전기자동차의 일측에는 상기 축전지와 전기적으로 연결된 소켓이 구비되어 충전플러그를 통해 충전이 가능토록 구성될 수 있다.
본 발명은 자동차를 주행하면서 충전이 동시에 이루어질 수 있어 충전이 매우 편리하고, 또 높은 출력으로 장거리 운전이 가능해져 석탄연료가 점차 고갈되어 가고 있는 현시점에서 차세대 자동차로서 충분한 경쟁력을 갖출 수 있게 된다.
또한, 자동차를 주행하면서 충전도로 안쪽으로 마음대로 진입하거나 충전도로로부터 빠져나갈 수 있어 충전이 자유롭게 이루어질 수 있음은 물론 일반적인 자동차가 본 발명에 따른 충전도로의 안쪽으로 진입하여 주행할 수도 있어 일반적인 주행 도로와 차별되지 않으면서 전기자동차의 진입시에는 충전 도로로서의 기능을 수행할 수 있다.
전력공급선과의 직접 접촉에 의해 충전이 진행되므로 충전시간을 현저히 단축시킬 수 있는 것이고, 이러한 충전도로를 통해 많은 수의 전기자동차가 수시로 충전을 하게 되므로 별도의 전기충전소를 축조한다고 할 때 그 규모를 작게 하여도 충분하게 되어 전기자동차의 보급에 더욱 유리해지는 것이다.
또한, 충전에 소요되는 전력을 자동으로 연산하여 선불제로 정산하거나 후불제로 고지할 수 있어 요금정산에 소요되는 시간도 절약할 수 있는 것이고, 시간 여유가 있을 때에는 일반 전원을 통해 충전도 가능하여 전기자동차의 운행이 매우 편리해지는 것이다.
이하, 본 발명을 제시되는 실시예 및 첨부된 도면에 따라 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 전기자동차 운행시스템을 나타낸 도로의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 전기자동차 운행시스템을 나타낸 도로의 측면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 집전기구과 접지기구의 상세도이고, 도 4는 본 발명에 따른 전기자동차의 비용결제 시스템을 나타낸 블록 구성도이다.
도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 전기자동차 운행시스템은 전기자동차를 주행함과 동시에 충전이 이루어지도록 한 것으로, 충전을 위한 전력공급수단이 설치되는 충전 도로와, 여기에 적용되는 전기자동차로 이루어진다.
충전 도로에 설치되는 전력공급수단은, 주행 도로 일측 차선의 상부에 주행 도로를 따라 설치되어 변전소로부터 (+)전원을 공급받는 도체로 된 전력공급선(110)과, 전력공급선(110)이 설치된 주행 도로의 차선 하면 중앙에 노면으로부터 돌출되도록 주행 도로를 따라 지면과 접촉 설치되어 변전소로부터 (-)전원을 공급받는 도체로 된 접지빔(120)으로 구성된다.
이러한 충전 도로는 자동차 보유 대수 및 주행량이 상대적으로 많은 도심의 주행 도로 군데군데에 일정구간씩 설치하거나 장거리 주행시 고속도로의 곳곳에 설치함이 바람직하며, 주행 도로 중 최외측 1개 차선 또는 2개 차선에 적용하여 충전이 필요치 않는 자동차들이 원활하게 소통되도록 함이 바람직하다.
전기자동차에는 일반적인 전기자동차와 마찬가지로 직류모터(201)로 된 부하와, 이러한 직류모터(201)를 구동하기 위한 축전지(202)와, 전력공급수단으로부터 공급되는 교류전압을 직류전압으로 정류하는 정류기(203)와, 공급되는 직류전압을 부하의 동작 전압에 맞게 변환 공급하는 변압기(204)와, 축전지(202)에 직류전압을 충전하기 위한 충전회로(205)가 구비된다.
또한, 본 발명에서는 주행과 동시에 충전이 이루어지게 되므로 충전구간에서는 상기 정류된 직류전압이 부하에 직접 공급됨과 동시에 충전회로(205)를 통해 축전지(202)에 전력이 충전되고, 충전구간을 벗어나면 축전지(202)의 전력이 부하에 공급되도록 배선된다.
또한, 전기자동차가 충전 도로로 진입하면 전력공급선(110)과 접지빔(120)에 각각 접촉되어 부하를 작동시킴과 동시에 축전지(202)에 충전이 이루어질 수 있도록 전기자동차의 차체 후위 상부에는 집전기구(210)가 상방향으로 출몰가능하게 장착되고, 차체 후위 하부에는 접지기구(220)가 하방향으로 출몰가능하게 장착된다.
이때, 집전기구(210)는, 다중관식 구성으로 이루어져 모터(미도시)와 같은 동력수단으로부터 전달되는 동력에 의해 출몰될 수 있도록 구성된 폴(211)과, 폴(211)의 단부에 전기적으로 통하도록 연결되어 전력공급선(110)과 직접 접촉되는 도체로 된 접촉바(212)로 구성되며, 폴(211)의 최외측 마디는 도체로 구성되면서 나머지 마디는 모두 절연체로 구성되고, 집전기구(210)의 폴(211) 안쪽으로는 전선(213)이 수용되면서 전선(213)의 일단부는 폴(211)의 최외측마디에 연결되고 타단부는 정류기(203)와 연결되며, 폴(211)의 최외측 마디에는 도체로 된 탄성부재(214)가 개재되어 이루어지게 된다.
접지기구(220) 역시 마찬가지로 다중관식 구성으로 이루어져 모터(미도시)와 같은 동력수단으로부터 전달되는 동력에 의해 출몰될 수 있도록 구성된 폴(221)과, 폴(221)의 단부에 전기적으로 통하도록 연결되어 접지빔(120)과 직접 접촉되는 도체로 된 접촉바(222)로 구성되며, 폴(221)의 최외측 마디는 도체로 구성되면서 나머지 마디는 모두 절연체로 구성되고, 접지기구(220)의 폴(221) 안쪽으로는 전선(223)이 수용되면서 전선(223)의 일단부는 폴(221)의 최외측 마디에 연결되고 타단부는 직류모터(201)와 연결되며, 폴(221)의 최외측 마디에는 도체로 된 탄성부재(224)가 개재되어 이루어지게 된다.
이러한 집전기구(210)와 접지기구(220)는 전기자동차가 충전 도로의 안쪽으로 진입하면 그 신호를 받아 자동으로 출몰되도록 구성할 수도 있으나, 에러 가능성을 감안하여 전기자동차의 전면패널에 별도의 버튼(미도시)을 구비하고 이러한 버튼의 온/오프에 따라 집전기구(210)와 접지기구(220)를 출몰시킬 수 있도록 구성함이 바람직하며, 집전기구(210)와 접지기구(220)를 출몰시키는 동력수단에 대해서는 일반적인 자동차의 안테나를 출몰시키는 동력수단을 적용하면 되므로 도시 생략하였다. 또한, 집전기구(210)와 접지기구(220)에 연결된 각 전선(213)(223)은 집전 기구(210)의 폴(211)과 접지기구(220)의 폴(221) 출몰시 꼬이지 않도록 별도의 권취수단에 의해 꼬임을 방지할 수 있도록 구성할 수도 있다.
자동차를 주행할 때에는 좌우방향으로 약간씩 움직일 수밖에 없으므로 주행중 자동차가 좌우방향으로 약간 움직이더라도 집전기구(210)의 접촉바(212)와 전력공급선(110) 또 접지기구(220)의 접촉바(222)와 접지빔(120)이 서로 단락되지 않도록 각 접촉바(212)(222)는 전기자동차의 차체 폭과 유사한 정도의 길이로 구성하게 되며, 전력공급선(110)은 감전 등의 사고를 방지할 수 있도록 지상에서 3m 이상 높은 위치에 위치시키게 된다.
또한, 전기자동차의 일측에는 축전지(202)와 전기적으로 연결된 소켓(206)이 구비되어 일반적인 가정이나 전기충전소에서 충전플러그를 통해 충전할 수 있도록 구성하게 된다.
또한, 집전기구(210)의 폴(211)과 접지기구(220)의 폴(220)은 다수조 구비하여 긴 길이를 갖는 접촉바(212)(222)를 안정적으로 지지시킬 수도 있으며, 이러한 다수조의 폴(211)(221) 중 어느 하나의 안쪽을 통해 전선(213)(223)을 수용하면 된다. 도면상에는 폴(211)(221)이 2조씩 구비된 것을 예로 하여 도시하였다.
이와 같이 구성된 상태에서 운전자는 전기자동차를 주행하다가 축전지(202)의 용량이 떨어지면 충전 도로로 진입하여 주행하면서 충전하게 되는데, 전기자동차가 충전 도로로 진입한 후 자동차의 전면패널에 위치된 버튼을 온시키면 모터와 같은 동력수단이 구동하여 다중관식으로 된 집전기구(210)와 접지기구(220)의 폴(211)(221)을 외측 방향으로 각각 인출시키게 되고, 집전기구(210)가 외측방향으 로 인출되면 그 접촉바(212)가 상부의 전력공급선(110)과 접촉될 수 있으며, 접지기구(220)가 외측방향으로 인출되면 그 접촉바(222)가 하부의 접지빔(120)과 접촉될 수 있다.
또한, 변전소로부터 전력공급선(110)에는 (+)전원이 공급되고, 접지빔(120)에는 (-)전원이 공급되므로 전력은 전력공급선(110), 집전기구(210)의 접촉바(212), 폴(211)의 최외측 마디, 전선(213)을 통해 정류기(203)로 흐르게 되고, 정류기(203)를 통해 교류전압이 직류전압으로 정류되며, 변압기(204)를 통해 직류모터(201)를 구동할 수 있는 적정 전압으로 변환되어 일부는 직류모터(201)를 구동하기 위해 부하에 인가되고, 일부는 충전회로(205)를 거쳐 축전지(202)에 충전이 되며, 직류모터(201)로 된 부하를 구동하고 난 후 전력은 다시 접지기구(220)의 전선(223), 폴(221)의 최외측 마디, 접촉바(222), 접지빔(120)을 통해 다시 변전소로 회송되어 하나의 폐사이클을 이룰 수 있다.
즉, 전기자동차를 충전 도로로 진입시킨 후 집전기구(210)와 접지기구(220)를 인출하여 전력공급선(110)과 접지빔(120)에 각각 접촉시켜주게 되면 전력공급선(110)으로부터 공급된 교류전압이 직류전압으로 변환되어 이러한 직류전압 중 일부 직류전압이 부하에 인가되어 주행이 이루어짐과 동시에 일부 직류전압이 충전회로(205)를 통해 축전지(202)에 충전될 수 있는 것이다.
또한, 집전기구(210)와 접지기구(220)의 폴(211)(221) 최외측 마디에는 도체로 된 탄성부재(214)(224)가 각각 개재되어 있으므로 자동차가 주행하면서 약간의 요철구간을 지나더라도 이러한 탄성부재(214)(224)가 탄력적으로 작용하여 집전기 구(210)의 접촉바(212)와 전력공급선(110), 또는 접지기구(220)의 접촉바(222)와 접지빔(120)이 서로 단락되지 않고 접촉된 상태를 원활히 유지함으로써 주행 및 충전이 안정적으로 이루어질 수 있는 것이며, 각 접촉바(212)(222)는 전기자동차의 차체 폭과 유사한 길이로 구성되므로 자동차가 주행 중 좌우 방향으로 약간 움직이더라도 집전기구(210)의 접촉바(212)와 전력공급선(110), 또 접지기구(220)의 접촉바(212)와 접지빔(120)이 단락되지 않고 접촉된 상태를 유지할 수 있어 전기자동차의 주행 및 충전이 안정적으로 이루어질 수 있는 것이다.
또한, 전력공급선(110)은 지면으로부터 3m 이상의 높이에 위치되어 있고, 집전기구(210)와 접지기구(220)의 폴(211)(221)은 최외측 마디를 제외하고는 모두 절연체로 이루어지게 되므로 혹시 사람이 실수로 집전기구(210) 또는 접지기구(220)의 폴(211)(221)에 접촉되더라도 감전의 염려가 전혀 없어 감전 등의 안전사고를 예방할 수 있게 된다.
이와 같이, 본 발명에 따르게 되면 전기자동차를 충전하기 위해 별도의 시간을 소요하지 않아도 되고, 전력공급선(110)과 접지빔(120)에 직접 접촉시켜 충전이 이루어지므로 충전시간이 짧아지게 되며, 전기자동차가 충전 도로로 자유로이 진입하거나 빠져나갈 수 있어 충전이 자유롭게 이루어짐은 물론 일반적인 자동차도 충전도로로 진입하여 자유롭게 주행할 수 있는 이점도 있는 것이고, 또 높은 출력으로 운행하거나 장거리 운행시에도 충전 도로로 진입하여 수시로 충전해주면 되므로 다른 종류의 자동차와의 경쟁에서도 충분히 경쟁력을 가질 수 있는 것이며, 전기자동차에 적은 용량의 축전지를 탑재할 수 있어 전기자동차의 가격도 낮출 수 있는 것이다.
또한, 도심을 벗어난 지역에 전기충전소를 설치할 때 본 발명에 따른 충전 도로 및 여기에 적용되는 전기자동차를 운영하게 되면 전기충전소를 이용하는 전기자동차의 대수가 적을 것이므로 전기충전소의 크기를 작게 하여도 충전을 요하는 전기자동차들을 충분히 소화할 수 있어 전기충전소의 건설비용을 절감할 수 있게 된다.
본 발명에 따른 전기자동차가 충전도로를 주행하면서 충전하게 되면 그 전력사용량에 따른 비용의 결제도 필요한데, 본 발명에 따른 전기자동차에는 전력사용량측정기(311)와 RF송수신기(312)를 갖는 단말기(310)가 장착되어 있어 집전기구(210)와 접지기구(220)를 인출하여 전력공급선(110)과 집전기구(210), 접지빔(120)과 접지기구(220)가 서로 접촉되는 순간에서부터 전기자동차가 충전 도로를 빠져나가면서 전력공급선(110)과 집전기구(210), 접지빔(120)과 접지기구(220)가 서로 단락되는 순간까지의 전력사용량을 측정하여 그 신호를 RF송수신기(312)를 통해 외부로 전송하고, 충전 도로의 군데군데에는 중계기(320)가 설치되어 있어 RF송수신기(312)로부터 전송되는 신호를 중앙통제실(330)의 중앙서버(331)로 중계해주게 되며, 중앙통제실(330)의 중앙서버(331)에서는 중계기(320)로부터 중계되는 전력사용량 정보를 저장하게 된다.
또한, 중앙통제실(330)에는 중앙처리장치(332)가 구비되어 있어 중앙서버(331)에 저장된 전력사용량 정보를 로딩하여 연산해줌으로써 각 자동차별 전력사용요금을 정산처리하게 되며, 이러한 전력사용요금 정산신호가 다시 중계기(320)를 거쳐 개별 전기자동차의 RF송수신기(312)를 통해 접수되어 운전자는 자신이 현재 사용한 전력량이 어느 정도이고 또 요금은 어느 정도인지 인지할 수 있으며, 사용전력에 따른 비용은 추후 별도의 고지를 통해 사용자에게 전송될 수도 있고, 별도의 교통카드와 단말기가 같이 운영되는 경우에는 교통카드 요금에서 상기 발생된 요금을 차감 정산할 수도 있음은 자명하다. 이는 고속도로의 통행시 사용되고 있는 하이패스의 원리와 유사하다고 할 수 있다. 물론, 중앙통제실(330)에서 충전시 사용한 전력량 및 요금을 운전자의 전자메일로 통지할 수도 있으며, 중앙통제실(330)의 중앙처리장치(332)를 통해 정산된 정보는 중앙서버(331)에 저장하여 추후 요금고지를 하거나, 누적집계를 내는데 데이터로 활용될 수 있음은 자명하다.
한편, 본 발명에 따른 전기자동차의 일측에는 내부의 축전지(202)와 전기적으로 연결된 소켓(206)이 구비되어 있으므로 여유가 있는 시간에 가정이나 별도의 전기충전소 등에서 충전플러그를 통해 충전을 할 수도 있어 충전도로를 통해 주행중 충전하거나, 정차시켜놓은 상태에서 충전하는 등 선택적으로 충전할 수 있는 이점도 있게 된다.
그리고, 도면에서는 충전 도로의 차로 중앙부에 접지빔(120)이 매설된 것을 예로 하여 도시하였으나 접지빔(120)이 하나로만 구성되는 경우 접지기구(220)의 접촉바(222)와의 접촉시 접촉바(222)가 일측으로 기울어지면서 단락 가능성이 있게 되므로 이를 감안하여 접지빔(120)을 차로를 따라 2조 또는 3조로 나란하게 매설할 수도 있음은 자명하다.
도 1은 본 발명에 따른 전기자동차 운행시스템을 나타낸 도로의 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 전기자동차 운행시스템을 나타낸 도로의 측면도.
도 3은 본 발명에 따른 집전기구과 접지기구의 상세도.
도 4는 본 발명에 따른 전기자동차의 비용결제 시스템을 나타낸 블록구성도.
*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***
110 : 전력공급선 120 : 접지빔
201 : 직류모터 202 : 축전지
203 : 정류기 204 : 변압기
205 : 충전회로 206 : 소켓
210 : 집전기구 211,221 : 폴
212,222 : 접촉바 213,223 : 전선
214,224 : 탄성부재 220 : 접지기구

Claims (5)

  1. 자동차의 주행 도로 일측에 설치되어 변전소로부터 송전된 전력을 공급하는 전력공급수단; 직류모터로 된 부하와, 축전지와, 상기 전력공급수단으로부터 공급된 교류전압을 직류전압으로 정류하는 정류기와, 공급되는 직류전압을 상기 부하의 동작 전압에 맞게 변환 공급하는 변압기와, 상기 정류된 직류전압을 상기 축전지에 충전하는 충전회로가 구비되어 충전구간에서는 상기 정류된 직류전압이 상기 부하에 공급됨과 동시에 상기 충전회로를 통해 상기 축전지에 충전되고, 충전구간을 벗어나면 상기 축전지의 전력이 상기 부하에 공급되는 전기자동차로 이루어지는 주행중 충전이 가능한 전기자동차 운행시스템에 있어서,
    상기 전력공급수단은, 자동차의 주행 도로 일측 차선의 상부에 상기 주행 도로를 따라 설치되어 상기 변전소로부터 (+)전원을 공급받는 도체로 된 전력공급선과, 상기 전력공급선이 설치된 주행 도로의 차선 하면 중앙에 노면으로부터 돌출되도록 상기 주행 도로를 따라 지면과 접촉 설치되어 상기 변전소로부터 (-)전원을 공급받는 도체로 된 접지빔을 포함하며;
    상기 전기자동차는, 상기 전력공급선과 상기 접지빔의 사이로 진입하면 상방향으로 인출되어 상기 전력공급선과 접촉되도록 차체 후위 상부에 상방향으로 출몰가능하게 장착되고 안쪽에 수용된 전선이 상기 정류기와 연결되는 집전기구와, 상기 집전기구의 인출시 하방향으로 인출되어 상기 접지빔과 접촉되도록 차체의 후위 하부에 하방향으로 출몰가능하게 장착되고 안쪽에 수용된 전선이 상기 직류모터에 연결되는 접지기구를 포함한 것을 특징으로 하는 주행하면서 충전하는 전기자동차 운행시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 집전기구는, 다중관식 구성으로 이루어져 동력수단으로부터 전달되는 동력에 의해 출몰될 수 있도록 구성된 폴과, 상기 폴의 단부에 전기적으로 통하도록 연결되어 상기 전력공급선과 직접 접촉되는 도체로 된 접촉바로 구성되며; 상기 폴의 최외측 마디는 도체로 구성되면서 나머지 마디는 모두 절연체로 구성되고, 상기 정류기와 연결된 전선은 상기 집전기구의 폴 안쪽에 수용되면서 그 단부가 상기 폴의 최외측 마디에 연결되며; 상기 폴의 최외측 마디에는 도체로 된 탄성부재가 개재되어 이루어지며;
    상기 접지기구는, 다중관식 구성으로 이루어져 동력수단으로부터 전달되는 동력에 의해 출몰될 수 있도록 구성된 폴과, 상기 폴의 단부에 전기적으로 통하도록 연결되어 상기 접지빔과 직접 접촉되는 도체로 된 접촉바로 구성되며; 상기 폴의 최외측 마디는 도체로 구성되면서 나머지 마디는 모두 절연체로 구성되고, 상기 직류모터와 연결된 전선은 상기 접지기구의 폴 안쪽에 수용되면서 그 단부가 상기 폴의 최외측 마디에 연결되며; 상기 폴의 최외측 마디에는 도체로 된 탄성부재가 개재되어 이루어진 것을 특징으로 하는 주행하면서 충전하는 전기자동차 운행시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 접촉바는 전기자동차의 차체 폭과 유사한 길이로 구성된 것을 특징으로 하는 전기자동차 운행시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기자동차가 충전구간으로 진입하였다가 빠져나가면 충전구간 내에서 주행 및 충전시 사용된 전력사용량을 측정하는 전력사용량측정기와 이를 통해 측정된 전력사용수치를 전송하는 RF송수신기를 갖는 단말기가 구비되어 상기 전기자동차에 장착되며;
    상기 전력공급선과 상기 접지빔이 설치된 도로의 군데군데에는 상기 전기자동차의 RF송수신기를 통해 송신되는 신호를 중앙통제실의 중앙서버로 중계하는 다수의 중계기가 설치되고;
    상기 중앙통제실에는 상기 중앙서버로 전송된 전력사용량 정보를 연산하여 각 자동차별 전력사용요금을 정산처리하는 중앙처리장치가 구비된 것을 특징으로 하는 주행하면서 충전하는 전기자동차 운행시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기자동차의 일측에는 상기 축전지와 전기적으로 연결된 소켓이 구비되어 충전플러그를 통해 충전이 가능토록 구성된 것을 특징으로 하는 주행하면서 충전하는 전기자동차 운행시스템.
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