KR20140005366A - 전기자동차 지속 운행을 위한 전력공급 및 충전장치 - Google Patents

전기자동차 지속 운행을 위한 전력공급 및 충전장치 Download PDF

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Abstract

전기자동차 지속 운행을 위한 전력공급 및 충전장치는 발전기(2), 충전기(13) 및 축전지(4)를 포함한다. 상기 발전기(2)는 디스크형 발전기이고 휠(1)의 가장자리(rim)(3)에 배치된다. 전력공급 및 충전장치에는 차량에-설치된(vehical-mounted) 전원과 동일한 축전지(4)가 제공되며, 상기 발전기(2)의 전류 리드-아웃(leading-out) 선은 충전기(13)와 회로 변환기(14)를 통하여 축전지(4)에 연결된다. 전기자동차의 원래의 축전지(15)는 회로 변환기(14)를 통하여 전기자동차 전원 바인딩 포스트(16)로 연결된다. 전력공급 및 충전장치를 통해서, 전기자동차의 차량에-설치된 전원의 전기량이 불충분할 때 교체된 전원이 제공되며, 전기자동차의 지속 운행 거리가 크게 증가된다.

Description

전기자동차 지속 운행을 위한 전력공급 및 충전장치{POWER GENERATION AND CHARGING DEVICE FOR CONTINUOUS RUNNING OF ELECTRIC AUTOMOBILE}
본 발명은 전력공급 및 충전장치에 관한 것으로, 특히 전기자동차들을 위한 전력공급 및 충전장치에 관한 것이다.
새로운 타입의 에너지를 개발 및 이용하기 위하여, 시대의 요구에 따라 그러한 새로운 타입의 에너지를 이용하는 다양한 자동차들이 출시되고 있다. 기술적 발전의 성숙도와 중국의 국가 상황에 비추어볼 때, 순전기 차량은 미래 발전의 트렌드가 되고 있으며 그리하여 강하게 추진되도록 요구되고 있다. 전기 차량은 축전지에 의해 전력을 공급받으며, 전기 차량이 지속적으로 운행할 수 있도록 전기 차량의 축전지가 낮은 전기량을 가질 때 충전소에서 충전되도록 요구된다. 전기자동차의 연장되는 주행 거리는 차량에-설치된(vehical-mounted) 전력 배터리의 용량에 의존하고 있다. 관련된 분야들의 관계자들에 따르면, 기존 전기 차량의 지속 운행 능력이 고려될 때, 납 축전지를 사용하는 차량의 경우 지속 운행 능력은 150km이고, 리튬 전지를 사용하는 차량의 경우 지속 운행 능력은 300km를 초과한다. 그리하여, 축전지의 전기량은 전기 차량의 지속 운행 능력의 결정적인 인자가 되고 있음을 알 수 있다. 멀리 떨어진 지역에서, 다른 도시들 및 마을들은 서로에 대하여 멀리 떨어져 있으므로 전기 차량의 보급 및 적용을 위해서는 도로를 따라 많은 수의 충전소들을 건설할 필요가 있다. 배선 및 충전소 건설에는 많은 투자가 필요하므로 이는 전기 차량의 보급에 가장 큰 장애가 되고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 도시들 및 마을들에 전원 공급소가 없거나 충전소가 없더라도 전기자동차의 연장된 운행 거리가 증가되어 전기자동차가 지속 운행을 할 수 있도록 하는 전기자동차의 지속 운행을 위한 전력공급 및 충전장치를 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 발전기, 충전기 및 축전지를 포함하는, 전기자동차 지속 운행을 위한 전력공급 및 충전장치를 제공한다. 상기 발전기는 디스크형 발전기이고 휠의 가장자리(rim)에 배치된다. 상기 전력공급 및 충전장치를 위해 제공되는 상기 축전지는 차량에-설치된(vehical-mounted) 전원과 동일하며, 상기 발전기의 전류 리드-아웃(leading-out) 선은 상기 충전기와 회로 변환기(circuit converter)를 통하여 상기 축전지에 연결된다. 전기자동차의 원래의 축전지는 회로 변환기를 통하여 전기자동차의 전원 단자로 연결된다.
상기 전력공급 및 충전장치의 발전기는 하나의 디스크-형상의 쉘(shell)을 구비하고, 상기 쉘 내 중심 축(shaft)에는 상기 축에 단단하게 고정된 두 개의 영구 자기 디스크가 설치되어 있다. 상기 두 개의 영구 자기 디스크의 두 개의 대향하는 내측면에는, 서로에 대하여 대향하는 상기 영구 자기 디스크의 면들 내에 고정되고 극성이 반대인 영구 자석이 각각 구비된다. 상기 두 개의 영구 자기 디스크 사이에는 상기 축에서 회전 가능한 권선판(winding disc)이 배치되어 있고, 상기 권선판의 양측 면들에는, 방사 방향(radial direction)으로 위치되고 상기 권선판 내에 고정된 권선형 코일이 구비되어 있다. 조절가능한 무게를 갖는 비-자기성 무거운 물질(heavy stuff)이 상기 권선판의 가장자리 근처에서, 권선판 면 상의 소정의 국부 위치에 채워진다.
본 발명에 따른 전기자동차 지속 운행을 위한 전력공급 및 충전장치는 차량에-설치된 전원이 낮은 전기량을 가질 때 대안적인 전원을 구비하는 전기자동차를 제공하며, 이는 전기자동차의 연장된 주행 거리를 크게 증가시키고 멀리 떨어진 지역들에서 전기자동차의 판매 촉진을 가능하게 한다. 또한, 본 발명의 장치는 에너지 절약, 환경 보호 및 전기자동차 판매 촉진에 쓰이는 투자를 감소하는데 있어 큰 작용을 한다.
도 1은 전기자동차에 설치된 전기자동차 지속 운행을 위한 전력공급 및 충전장치의 개략적인 도면이다.
도 2는 전기자동차 지속 운행을 위한 전력공급 및 충전장치에 사용되는 디스크형 발전기의 구조적인 개략적인 도면이다.
도 3은 회로 변환기를 구비한 전기자동차의 지속 운행을 위한 전력공급 및 충전장치의 회로 구조에 대한 개략적인 도면이다.
본 발명에 의해 제안되는 전기자동차 지속 운행을 위한 전력공급 및 충전장치는 첨부된 도면들 및 실시예들과 관련하여 아래와 같이 상세하게 설명된다.
도 1-3에 도시된 바와 같이, 있어서, 전기자동차 지속 운행을 위한 전력공급 및 충전장치는 발전기, 충전기 및 축전지를 포함한다. 발전기(2)는 부피가 작고 중량이 가벼우며 토크가 작고 효율이 높은 디스크형 발전기를 채택하며 휠(1)의 가장자리(rim)(3) 외면에 배치된다. 전력공급 및 충전장치를 위해 제공되는 축전지(4)는 전기 차량에-설치된 전원과 동일하다. 충전이 되면, 축전지(4)는 회로 변환기(14)를 통해 전기자동차의 원래의(original) 전력 소스와 전력공급 및 전력 충전을 서로 교체한다. 회로 변환기(14)를 구비한 전력공급 및 충전장치는, 축전지를 충전하기 위해 디스크 발전기(2)의 전류 리드-아웃(leading-out) 선이 상기 충전기(13)에 연결되고, 상기 충전기가 상기 회로 변환기에 연결되고, 상기 회로 변환기의 리드-아웃 선이 축전지(4)에 연결되며; 상기 전기자동차로 전력을 공급하기 위해 전기자동차의 원래의 축전지(15)의 리드-아웃 선이 상기 회로 변환기에 연결되고, 상기 회로 변환기의 리드-아웃 선이 상기 전기자동차의 전원 단자(16)로 연결되는, 회로 구조를 가진다. 전기자동차의 원래의 축전지의 전기량이 거의 고갈(deplete)되면, 상기 전기자동차의 전력 소스를 충전하기 위해 충전기가 상기 회로 변환기를 통해 상기 전기자동차의 원래의 축전지에 연결되는 방식으로 회로를 전환하기 위해 상기 회로 변환기의 스위칭 키의 위치를 변경시키고; 상기 전기자동차로 전력을 공급하기 위해 상기 전력공급 및 충전장치의 축전지는 상기 회로 변환기를 통해 상기 전기자동차의 전원 단자로 연결된다. 전기자동차의 장거리 지속 운행을 보장하기 위해, 2개의 축전지들은, 번갈아서, 전력 공급 및 전력 충전을 수행한다.
전력공급 및 충전장치의 발전기는 엔드 커버(5)를 갖는 디스크-형상의 쉘(12)을 가지며; 상기 쉘(12)은 연결 러그(engaging lug)를 통해 전기자동차의 4개의 휠들 각각의 가장자리에 설치되고, 휠과 함께 회전한다. 쉘에는 통풍 및 냉각 구멍들이 나 있다. 쉘 내 중심 축에는 상기 축에 단단하게 고정된 두 개의 영구 자기 디스크(6)가 설치되어 있고; 두 개의 영구 자기 디스크의 내측면의 원주(circumference)는 동일한 크기를 가지며, 상기 원주에는 서로에 대하여 대향하며, 주형용 수지(casting resin)에 의해 디스크 면 내에 형성되어, 방사 방향으로 위치되며 극성이 반대인 영구 자석 A(7)와 영구 자석 B(8)가 구비되어 있다. 상기 축에서 회전 가능한 하나의 권선판(winding disc)(9)이 두 개의 영구 자기 디스크 사이에 배치되며; 권선판 양측 면의 원주는 동일한 크기를 가지며, 상기 원주에는 각각 방사 방향으로 위치되고 주형용 수지에 의해 권선판 면 내에 형성되는 권선형 코일(10)이 구비되어 있다. 비-자기성 무거운 물질(heavy stuff)(11)이 권선판의 가장자리 근처에서, 권선판 면 상의 수지 내에 소정의 국부 위치에 채워진다. 비-자기성 무거운 물질의 무게는 발전기의 전력공급량을 변경하도록 조절가능하다. 두 개의 영구 자기 디스크는 쉘과 함께 회전하지만, 권선판은 편심무게(eccentric weight)가 있어 영구 자기 디스크를 따라 회전하지 않으며, 그리하여 판 상의 코일은 자력선을 절단함으로써 유도 전류를 생성한다.
[산업상 이용가능성]
전기자동차 지속 운행을 위한 본 출원의 전력공급 및 충전장치는 에너지를 절약하기 위해 회전 휠 구조를 가진 다양한 차량 및 설비에서 또한 사용될 수 있다. 그러므로, 본 발명은 산업상 이용가능성을 가지고 있는 발명이다.

Claims (3)

  1. 충전소가 없는 장거리 도로에서 전기자동차의 지속 운행을 위한 장치인, 전기자동차 지속 운행을 위한 전력공급 및 충전장치에 있어서,
    발전기;
    충전기; 및
    축전지를 포함하며,
    상기 발전기(2)는 디스크형 발전기이고 휠(1)의 가장자리(rim)(3)에 설치되어 있고;
    상기 전력공급 및 충전장치를 위해 제공되는 상기 축전지(4)는 차량에-설치된(vehical-mounted) 전원과 동일하며;
    상기 발전기의 전류 리드-아웃(leading-out) 선은 상기 충전기(13)와 회로 변환기(14)를 통하여 상기 축전지에 연결되며;
    전기자동차의 원래의 축전지(15)는 상기 회로 변환기를 통하여 전기자동차의 전원 단자(16)로 연결되는 것을 특징으로 하는 전기자동차 지속 운행을 위한 전력공급 및 충전장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    발전기는 하나의 디스크-형상의 쉘(shell)(12)을 구비하고 상기 쉘 내 중심 축(shaft)에는 상기 축에 단단하게 고정된 두 개의 영구 자기 디스크(6)가 설치되어 있고, 상기 두 개의 영구 자기 디스크의 두 개의 대향하는 내측면의 원주(circumference)는 동일한 크기를 가지며, 상기 원주에는 서로에 대하여 대향하는 상기 영구 자기 디스크 내에 고정되고 극성이 반대인 영구 자석 A(7)와 영구 자석 B(8)가 구비되어 있고;
    상기 두 개의 영구 자기 디스크 사이에는 상기 축에서 회전 가능한 하나의 권선판(winding disc)(9)이 배치되어 있고, 상기 권선판 양측 면의 원주에는, 방사 방향(radial direction)으로 위치되고 상기 권선판 내에 고정된 권선형 코일(10)이 구비되어 있으며;
    조절가능한 무게를 갖는 비-자기성 무거운 물질(heavy stuff)(11)이 상기 권선판의 가장자리 근처에서, 권선판 면 상의 소정의 국부 위치에 채워지는 것을 특징으로 하는 전기자동차 지속 운행을 위한 전력공급 및 충전장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 전력공급 및 충전장치는 각종 차량과 회전 휠 구조를 가진 설비에도 설치할 수 있는 것을 특징으로 하는 전기자동차 지속 운행을 위한 전력공급 및 충전장치.
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