KR20230140016A - 차량 - Google Patents

Abstract

발전용 연료를 저장하는 연료 탱크; 상기 연료 탱크를 수용하는 수용 공간이 형성되는 수용부; 및 상기 연료 탱크로부터 연료를 공급받아 전력을 생산하는 발전 모듈; 을 포함하고, 상기 발전 모듈은 상기 수용부의 외측에 구비되되 상기 수용부의 전방에 구비되는 차량이 개시된다.

Description

차량{VEHICLE}

본 발명은 차량에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 농기계에 사용될 수 있는 차량에 관한 것이다.

탄소 중립을 구현하고자 하는 움직임이 전세계로 확산되면서 이산화탄소를 배출하지 않으면서 전력을 생산할 수 있는 수소 연료 전지에 대한 수요가 증가하고 있다. 일 예로, 종래 내연 기관이 아닌 수소 연료 전지가 탑재된 트랙터 등의 농기계에 대한 수요가 증가하고 있다.

한편, 농기계의 구동 과정에서 농기계에 요구되는 출력은 일반적인 차량과 큰 차이는 없으나, 농기계에 구비되는 부품들이 탑재되는 엔진룸의 크기는 일반적인 차량에 비해 협소하다. 뿐만 아니라, 농기계의 구동 과정에서 농기계는 농기계의 바퀴의 회전축까지 침수되는 등 일반적인 차량에 비해 물에 노출되는 경우가 많으므로, 수소 연료 전지가 농기계에 탑재되는 경우, 연료 전지를 포함하는 전장 부품이 침수되지 않도록 농기계 내에서 배치하는 데 상당한 제한이 존재한다. 따라서, 수소 연료 전지가 탑재된 농기계의 구성들을 효과적으로 배치할 필요성이 증대되고 있다.

따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 구성품들의 배치 공간이 협소한 농기계의 구성들의 배치를 최적화함으로써 농기계의 성능 및 침수에 대한 안전성을 확보하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 발전용 연료를 저장하는 연료 탱크; 상기 연료 탱크를 수용하는 수용 공간이 형성되는 수용부; 및 상기 연료 탱크로부터 연료를 공급받아 전력을 생산하는 발전 모듈; 을 포함하고, 상기 발전 모듈은 상기 수용부의 외측에 구비되되 상기 수용부의 전방에 구비되는 차량이 제공된다.

상기 발전 모듈로부터 전력을 공급받아 저장하는 커패시터; 를 더 포함하고,

상기 커패시터는 상기 수용부의 외측에 구비되되 상기 수용부의 전방에 구비될 수 있다.

상기 발전 모듈은, 상기 커패시터보다 전방에 구비될 수 있다.

상기 커패시터는, 상기 발전 모듈보다 전방에 구비될 수 있다.

상기 커패시터는 슈퍼 커패시터일 수 있다.

상기 차량의 전방 영역에 구비되는 전륜(front wheel); 을 더 포함하고, 상기 수용부는 상기 전륜의 상부에 구비되되, 위에서 바라보았을 때 상기 수용부와 상기 전륜은 서로 오버랩되도록 구비될 수 있다.

상기 발전 모듈 및 상기 커패시터는 상기 전륜의 상부에 구비되되 상기 전륜보다 전방에 구비될 수 있다.

상기 수용부의 후방에 구비되고 운전자가 탑승하는 탑승 공간이 형성되는 탑승부; 및 상기 탑승부의 후방에 구비되고 상기 발전 모듈에 공급되는 냉각 유체를 냉각하는 냉각 모듈; 을 더 포함할 수 있다.

상기 냉각 모듈은, 외부의 공기가 유입되는 흡기 영역; 및 상기 흡기 영역에서 공급된 공기를 외부에 배출하는 배출 영역; 을 포함하고, 상기 배출 영역은, 상기 냉각 모듈의 후방 영역에 구비될 수 있다.

상기 흡기 영역은, 상기 냉각 모듈의 전방 영역 및 측부 영역에 구비될 수 있다.

상기 흡기 영역은, 상기 냉각 모듈의 전방 영역, 측부 영역 및 상부 영역에 구비될 수 있다.

상기 탑승부 및 상기 냉각 모듈의 사이에 구비되는 메쉬 부재; 를 더 포함하고, 상기 메쉬 부재는 상기 냉각 모듈의 상기 흡기 영역을 커버하도록 구비될 수 있다.

상기 냉각 모듈은, 상기 냉각 모듈의 상부에 구비되고 측방으로 돌출되는 차단 영역; 을 더 포함할 수 있다.

일 측이 상기 발전 모듈에 연결되고 타 측이 상기 냉각 모듈에 연결되고 냉각수가 순환하는 냉각 유로; 를 더 포함할 수 있다.

상기 메쉬 부재는 상기 냉각 모듈로부터 전방으로 갈수록 상기 차량의 좌우 방향으로 폭이 증가하도록 배치될 수 있다.

상기 발전용 연료는 수소이고, 상기 발전 모듈은 연료 전지를 포함할 수 있다.

상기 차량은 농기계일 수 있다.

본 발명에 따르면, 구성품들의 배치 공간이 협소한 농기계의 구성들의 배치를 최적화함으로써 농기계의 성능 및 침수에 대한 안전성을 확보할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 차량의 구성들을 나열한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량을 도시한 측면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량을 도시한 측면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 차량을 후방에서 바라보았을 때 냉각 모듈 및 메쉬 부재가 배치된 모습의 일 예를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 차량을 후방에서 바라보았을 때 냉각 모듈 및 메쉬 부재가 배치된 모습의 다른 예를 도시한 도면이다.

이하, 도면을 참고하여, 본 발명에 따른 차량을 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 차량의 구성들을 나열한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량을 도시한 측면도이다. 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량을 도시한 측면도이다.

한편, 본 발명에 따른 차량(10)은 농기계일 수 있다. 예를 들어, 상기 농기계는 트랙터일 수 있다. 그러나, 본 발명은 농기계에 제한되지 않고 다양한 종류의 챠량에도 적용될 수 있다.

도 1 내지 도 3을 참고하면, 본 발명에 따른 차량(10)은 발전용 연료를 저장하는 연료 탱크(100), 연료 탱크(100)를 수용하는 수용 공간이 형성되는 수용부(200) 및 연료 탱크(100)로부터 연료를 공급받아 전력을 생산하는 발전 모듈(300)을 포함할 수 있다. 이때, 발전용 연료는 수소일 수 있고, 발전 모듈(300)은 수소를 제공받아 전력을 생산하는 연료 전지일 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 차량(10)은 연료 전지에서 생산된 전력에 의해 구동될 수 있다.

또한, 차량(10)은 발전 모듈(300)의 일 측에 구비되고 발전 모듈(300)로부터 전력을 공급받아 저장하는 커패시터(400)를 더 포함할 수 있다. 커패시터(400)는 발전 모듈(300)에서 생산된 전력을 저장하였다가 차량(10)의 구동 과정에서 발전 모듈(300)에서 실시간으로 생산되는 전력보다 많은 전력이 필요할 때 전력을 제공하기 위한 구성일 수 있다. 일 예로, 커패시터(400)는 슈퍼 커패시터일 수 있다. 슈퍼 커패시터는 통상적인 전력 저장 장치에 비해 전력을 저장하는 능력은 떨어지나 짧은 시간에 전력을 제공하는 능력은 월등히 높은 구성이다. 슈퍼 커패시터에 대한 자세한 내용은 종래에 개시된 내용으로 갈음한다.

한편, 본 발명에 따르면, 발전 모듈(300) 및 커패시터(400)는 수용부(200)의 외측에 구비되되 수용부(200)의 전방에 구비될 수 있다. 본 명세서에서 전방 및 후방은 차량(10)의 구동 시 차량(10)이 전진하는 방향 및 후진하는 방향을 기준으로 정의한다.

전술한 바와 같이 발전 모듈(300)과 커패시터(400)가 수용부(200)의 전방에 구비되는 경우에는 수용부(200) 내에 형성되는 수용 공간의 공간적 제약을 극복할 수 있을 뿐만 아니라, 차량(10)의 무게 중심을 전방으로 이동시킬 수 있다. 특히, 차량(10)이 농기계인 경우 차량(10)의 구동 과정에서 차량(10)의 후방 영역에 저항이 크게 작용한다. 이 경우, 차량(10)의 전방 영역이 공중에 뜨는 경우가 많다. 그러나, 본 발명에 따르면, 발전 모듈(300)과 커패시터(400)를 수용부(200)의 전방에 배치함으로써 차량(10)의 구동 과정에서 차량(10)의 전방 영역이 공중에 뜨는 문제를 해결할 수 있다. 즉, 본 발명에 따르면, 발전 모듈(300) 및 커패시터(400)는 본래의 역할 뿐만 아니라 차량(10)의 무게 중심을 이동시키는 중량체로서의 역할도 수행할 수 있게 된다.

한편, 발전 모듈(300)의 중량은 커패시터(400)의 중량보다 클 수 있다. 따라서, 커패시터(400)보다 발전 모듈(300)이 차량(10)의 무게 중심에 상대적으로 큰 영향을 줄 수 있다.

이때, 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따르면, 발전 모듈(300)은 커패시터(400)보다 전방에 구비될 수 있다. 이 경우, 차량(10)의 무게 중심이 보다 전방에 위치할 수 있게 된다. 반면, 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 다른 실시에에 따르면, 커패시터(400)는 발전 모듈(300)보다 전방에 구비될 수 있다. 이 경우, 본 발명의 일 실시예와 비교하여 차량(10)의 중심이 상대적으로 후방에 위치할 수 있게 된다. 발전 모듈(300)을 전방에 배치할 것인지 커패시터(400)를 전방에 배치할 것인지 여부는 본 발명에 따른 차량(10)의 설계하는 설계자의 의도에 따라 결정될 것이다.

한편, 계속해서 도 1 내지 도 3을 참고하면, 본 발명에 따른 차량(10)은 차량(10)의 전방 영역에 구비되는 전륜(front wheel, 500) 및 차량(10)의 후방 영역에 구비되는 후륜(rear wheel, 550)를 더 포함할 수 있다. 이때, 수용부(200)는 전륜(500)의 상부에 구비되되 위에서 바라보았을 때 수용부(200)와 전륜(500)은 서로 오버랩되도록 구비될 수 있다. 일 예로, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 전륜(500)의 전체 영역은 수용부(200)와 오버랩될 수 있다.

또한, 발전 모듈(300) 및 커패시터(400)는 전륜(500)의 상부에 구비되되 전륜(500)보다 전방에 구비될 수 있다. 이 경우, 차량(10)의 무게 중심을 보다 전방에 위치하도록 할 수 있을 뿐만 아니라, 지면으로부터 발전 모듈(300) 및 커패시터(400)를 상방으로 이격시킬 수 있으므로, 차량(10)의 구동 과정에서 발전 모듈(300) 및 커패시터(400)가 침수되는 문제를 해소할 수 있다. 특히, 전술한 효과는 차량(10)이 트랙터 등의 농기계인 경우에 극대화될 수 있다.

또한, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량(10)은 수용부(200)의 후방에 구비되고 운전자가 탑승하는 탑승 공간이 형성되는 탑승부(600) 및 탑승부(600)의 후방에 구비되고 발전 모듈(300)에 공급되는 냉각 유체를 냉각하는 냉각 모듈(700)을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 전술한 냉각 유체는 부동액일 수 있다.

보다 상세하게, 도면에 도시되어 있지 않지만, 냉각 모듈(700)은 일 측이 발전 모듈(300)에 연결되고 타 측이 냉각 모듈(700)에 연결되고 냉각수가 순환하는 냉각 유로를 더 포함할 수 있다. 따라서, 냉각 유로를 유동하는 냉각수는 발전 모듈(300)과 열교환하여 발전 모듈(300)을 냉각시킨 후 냉각 모듈(700)에서 열교환함으로써 발전 모듈(300)에서 회수한 열을 냉각 모듈(700)에 전달할 수 있다.

한편, 냉각 모듈(700)에서 냉각수는 공기와 열교환함으로써 발전 모듈(300)에서 회수한 열을 냉각 모듈(700)에 전달할 수 있다. 이를 위해, 냉각 모듈(700)은 외부의 공기가 유입되는 영역 및 공기를 배출하는 영역을 포함할 수 있다.

보다 상세하게, 냉각 모듈(700)은 외부의 공기가 유입되는 흡기 영역(710) 및 흡기 영역(710)에서 공급된 공기를 외부에 배출하는 배출 영역(720)을 포함할 수 있다. 따라서, 흡기 영역(710)을 통해 냉각 모듈(700)에 유입된 공기는 냉각 유로 내 냉각수와 열교환하여 냉각수의 열을 회수할 수 있고, 열을 회수한 공기는 배출 영역(720)을 통해 외부에 배출될 수 있다.

한편, 본 발명의 일 예에 따르면, 전술한 배출 영역(720)은 냉각 모듈(700)의 후방 영역에 구비될 수 있고, 흡기 영역(710)은 냉각 모듈(700)의 전방 영역 및 측부 영역에 구비될 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 예에 따르면, 외부의 공기는 냉각 모듈(700)의 전방 영역 및 측부 영역을 통해 냉각 모듈(700)에 유입되고 냉각수와 열교환한 후 냉각 모듈(700)의 후방 영역을 통해 외부에 배출될 수 있다.

반면, 본 발명의 다른 예에 따르면, 전술한 흡기 영역(710)은 냉각 모듈(700)의 전방 영역과 측부 영역뿐만 아니라 상부 영역에도 구비될 수 있다. 따라서, 본 발명의 다른 예에 따르면, 외부의 공기는 냉각 모듈(700)의 전방 영역, 측부 영역 및 상부 영역을 통해 냉각 모듈(700)에 유입되고 냉각수와 열교환한 후 냉각 모듈(700)의 후방 영역을 통해 외부에 배출될 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 차량을 후방에서 바라보았을 때 냉각 모듈 및 메쉬 부재가 배치된 모습의 일 예를 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명에 따른 차량을 후방에서 바라보았을 때 냉각 모듈 및 메쉬 부재가 배치된 모습의 다른 예를 도시한 도면이다.

도 2 내지 도 5를 참고하면, 본 발명에 따른 차량(10)은 탑승부(600) 및 냉각 모듈(700) 사이에 구비되는 메쉬 부재(800)를 더 포함할 수 있다. 이때, 메쉬 부재(800)는 냉각 모듈(700)의 흡기 영역(710)을 커버하도록 구비될 수 있다.

메쉬 부재(800)는 흡기 영역(710)을 통해 냉각 모듈(700)에 유입되는 공기로부터 이물질을 제거하기 위한 구성일 수 있다. 특히, 차량(10)이 농기계용 차량인 경우에는 공기 중에 이물질이 많이 흩날리는 경작지의 특성상 공기가 냉각 모듈(700)에 유입될 때 이물질을 제거할 필요할 필요가 있고, 메쉬 부재(800)는 그러한 이물질을 공기로부터 제거하기 위한 구성일 수 있다. 한편, 메쉬 부재(800)가 구비되는 공간을 확보하면서 냉각 모듈(700)에 공기가 유입되는 공간을 확보할 수 있도록 냉각 모듈(700)은 탑승부(600)로부터 최대한 이격되도록 배치되는 것이 바람직할 수 있다.

한편, 도 4를 참고하면, 메쉬 부재(800)는 냉각 모듈(700)로부터 전방으로 갈수록 차량의 좌우 방향으로 폭이 증가하도록 구비될 수 있다. 이는, 메쉬 부재(800)가 외부의 공기와 접촉하는 면적을 극대화함으로써 메쉬 부재(800)가 보다 많은 이물질을 걸러내고, 흡기 영역(710)에 유입되는 공기의 유량을 증대시키기 위함일 수 있다.

반면, 도 5를 참고하면, 냉각 모듈(700)은 냉각 모듈(700)의 상부에 구비되고 측방으로 돌출되는 차단 영역(730)을 더 포함할 수 있다. 차단 영역(730)은 냉각 모듈(700)의 상부 영역을 커버함으로써 강우 또는 강설 상황에서 비 또는 눈이 냉각 모듈(700)에 유입되는 것을 방지하기 위한 구성일 수 있다.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 실시가 가능함은 물론이다.

10 : 차량
100 : 연료 탱크
200 : 수용부
300 : 발전 모듈
400 : 커패시터
500 : 전륜
550 : 후륜
600 : 탑승부
700 : 냉각 모듈
710 : 흡기 영역
720 : 배출 영역
730 : 차단 영역
800 : 메쉬 부재

Claims (17)

1. 발전용 연료를 저장하는 연료 탱크;
   상기 연료 탱크를 수용하는 수용 공간이 형성되는 수용부; 및
   상기 연료 탱크로부터 연료를 공급받아 전력을 생산하는 발전 모듈; 을 포함하고,
   상기 발전 모듈은 상기 수용부의 외측에 구비되되 상기 수용부의 전방에 구비되는 차량.
2. 청구항 1에서,
   상기 발전 모듈로부터 전력을 공급받아 저장하는 커패시터; 를 더 포함하고,
   상기 커패시터는 상기 수용부의 외측에 구비되되 상기 수용부의 전방에 구비되는 차량.
3. 청구항 2에서,
   상기 발전 모듈은,
   상기 커패시터보다 전방에 구비되는 차량.
4. 청구항 2에서,
   상기 커패시터는,
   상기 발전 모듈보다 전방에 구비되는 차량.
5. 청구항 2에서,
   상기 커패시터는 슈퍼 커패시터인 차량.
6. 청구항 2에서,
   상기 차량의 전방 영역에 구비되는 전륜(front wheel); 을 더 포함하고,
   상기 수용부는 상기 전륜의 상부에 구비되되, 위에서 바라보았을 때 상기 수용부와 상기 전륜은 서로 오버랩되도록 구비되는 차량.
7. 청구항 6에서,
   상기 발전 모듈 및 상기 커패시터는 상기 전륜의 상부에 구비되되 상기 전륜보다 전방에 구비되는 차량.
8. 청구항 1에서,
   상기 수용부의 후방에 구비되고 운전자가 탑승하는 탑승 공간이 형성되는 탑승부; 및
   상기 탑승부의 후방에 구비되고 상기 발전 모듈에 공급되는 냉각 유체를 냉각하는 냉각 모듈; 을 더 포함하는 차량.
9. 청구항 8에서,
   상기 냉각 모듈은,
   외부의 공기가 유입되는 흡기 영역; 및
   상기 흡기 영역에서 공급된 공기를 외부에 배출하는 배출 영역; 을 포함하고,
   상기 배출 영역은,
   상기 냉각 모듈의 후방 영역에 구비되는 차량.
10. 청구항 9에서,
    상기 흡기 영역은,
    상기 냉각 모듈의 전방 영역 및 측부 영역에 구비되는 차량.
11. 청구항 9에서,
    상기 흡기 영역은,
    상기 냉각 모듈의 전방 영역, 측부 영역 및 상부 영역에 구비되는 차량.
12. 청구항 9에서,
    상기 탑승부 및 상기 냉각 모듈의 사이에 구비되는 메쉬 부재; 를 더 포함하고,
    상기 메쉬 부재는 상기 냉각 모듈의 상기 흡기 영역을 커버하도록 구비되는 차량.
13. 청구항 8에서,
    상기 냉각 모듈은,
    상기 냉각 모듈의 상부에 구비되고 측방으로 돌출되는 차단 영역; 을 더 포함하는 차량.
14. 청구항 8에서,
    일 측이 상기 발전 모듈에 연결되고 타 측이 상기 냉각 모듈에 연결되고 냉각수가 순환하는 냉각 유로; 를 더 포함하는 차량.
15. 청구항 12에서,
    상기 메쉬 부재는 상기 냉각 모듈로부터 전방으로 갈수록 상기 차량의 좌우 방향으로 폭이 증가하도록 배치되는 차량.
16. 청구항 1에서,
    상기 발전용 연료는 수소이고,
    상기 발전 모듈은 연료 전지를 포함하는 차량.
17. 청구항 1에서,
    상기 차량은 농기계인 차량.

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