KR20240073538A - Electric modification platform for forklift using internal combustion engine and installing method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 엔진식 지게차를 전동식 지게차로 개조하는데 있어서 ‘ㄱ’ 형태의 배터리와 전방에 구동 모터와 펌프 모터를 위치시키고, 장착되는 감속기의 내부에 주차브레이크 기능을 포함하고, 구동모터, 유압모터, 저에기 주요 부품이 집중화된 모듈형태로 구비되는, 내연기관 지게차의 전동화 개조 플랫폼에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 기존 엔진식 지게차의 엔진 및 관련부품(냉각,연료, 배기계통)과 트랜스미션 및 관련부품을 제거하였으며 전동식 지게차에 필요한 배터리, 구동/유압펌프 모터 및 제어관련 부품을 장착하는 내연기관 지게차의 전동화 개조 플랫폼을 제공할 수 있다. The present invention, in converting an engine-type forklift into an electric forklift, positions an 'L' shaped battery, a drive motor and a pump motor in the front, includes a parking brake function inside the mounted reducer, and includes a drive motor, a hydraulic motor, It is about an electric conversion platform for internal combustion engine forklifts in which major parts are provided in a centralized module form.
According to the present invention, the engine and related parts (cooling, fuel, exhaust system), transmission and related parts of existing engine-type forklifts have been removed, and an internal combustion engine equipped with batteries, drive/hydraulic pump motors, and control-related parts required for electric forklifts has been installed. A platform for electric conversion of forklifts can be provided.
Description
본 발명은 내연기관 지게차의 전동화 개조 플랫폼에 관한 것으로, 내연기관이 구비된 지게차를 전동화 하는 것이 가능하게 하는 기술로서, 기존 전동지게차의 전장품 분산형 어플리케이션과 달리 주행모터, 유압모터, 배터리 및 인버터-컨트롤러, 및 감속기 등의 주요 전장품과 파워라인 구성품을 하나의 모듈로 구성하고, 집중화된 모듈은 엔진식 지게차 개조 시 장착의 용이성과 함께 부품의 집중을 통한 설계의 효율성 및 관리의 용이성을 높이는 기술에 관한 것이다. The present invention relates to an electric conversion platform for internal combustion engine forklifts. It is a technology that makes it possible to electricize forklifts equipped with internal combustion engines. Unlike the distributed application of electrical components of existing electric forklifts, the driving motor, hydraulic motor, battery and The main electrical and power line components, such as the inverter-controller and reducer, are comprised of one module, and the centralized module improves design efficiency and ease of management through the concentration of parts along with ease of installation when modifying an engine-powered forklift. It's about technology.
2013년 세계보건기구(WHO) 산하의 국제암연구소(IARC)는 미세먼지를 1군 발암물질(Group 1)로 지정한 바 있으며, 건설기계에서 배출되는 PM 배출량은 자동차 배출량 보다 더 높은 것으로 추산되고 있다. 국내 건설기계 등록대수 가운데 지게차의 비중은 약 35%를 점유하고 있고, 이로 인하여 지게차로부터 배출되는 PM 배출량은 많은 비중을 차지하고 있다.In 2013, the International Agency for Research on Cancer (IARC) under the World Health Organization (WHO) designated fine dust as a Group 1 carcinogen, and PM emissions from construction machinery are estimated to be higher than those from automobiles. . Forklifts account for about 35% of the number of registered construction machines in Korea, and as a result, PM emissions from forklifts account for a large portion.
이와 관련하여 디젤 및 LPG연료로 구동되는 엔진식 지게차를 배기가스가 전혀 없는 전동식 지게차로 개조하는 방법이 가장 효과적이라 하겠다. In this regard, the most effective method is to convert engine-powered forklifts powered by diesel and LPG fuel into electric forklifts with no exhaust gases.
본 발명의 목적은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 기존 엔진식 지게차의 엔진 및 관련부품(냉각,연료, 배기계통)과 트랜스미션 및 관련부품을 제거하였으며 전동식 지게차에 필요한 배터리, 구동/유압펌프 모터 및 제어관련 부품을 장착하는 내연기관 지게차의 전동화 개조 플랫폼을 제공하는데 그 목적이 있다.The purpose of the present invention was proposed to solve these problems. The engine and related parts (cooling, fuel, exhaust system), transmission and related parts of existing engine-type forklifts were removed, and the batteries and drive/hydraulic pumps required for electric forklifts were developed. The purpose is to provide an electric conversion platform for internal combustion engine forklifts equipped with motors and control-related parts.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 내연기관 지게차의 전동화 개조 플랫폼은 ‘ㄱ’ 형태의 배터리와 전방에 구동 모터와 펌프 모터를 위치시키고, 장착되는 감속기의 내부에 주차브레이크 기능을 포함하고, 구동모터, 유압모터, 저에기 주요 부품이 집중화된 모듈형태로 구비되는, 내연기관 지게차의 전동화 개조 플랫폼을 포함한다. In order to achieve the above object, the electric conversion platform for an internal combustion engine forklift according to the present invention places an 'L' shaped battery, a drive motor and a pump motor in the front, and includes a parking brake function inside the mounted reducer. , includes an electric conversion platform for an internal combustion engine forklift, in which the driving motor, hydraulic motor, and main components are provided in a centralized module form.
또한, 기존 엔진식 지게차의 엔진 및 관련부품과 트랜스미션 및 관련부품을 제거하는 단계, 전동식 지게차에 필요한 배터리, 구동모터, 유압모터 및 제어관련 부품을 설치하는 단계를 포함하는 내연기관 지게차의 전동화 개조 플랫폼을 설치하는 방법이 제공된다. In addition, electric conversion of an internal combustion engine forklift includes removing the engine and related parts, transmission and related parts of an existing engine-type forklift, and installing batteries, drive motors, hydraulic motors, and control-related parts required for an electric forklift. Instructions for installing the platform are provided.
이상에서와 같이 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 내연기관 지게차의 전동화 개조 플랫폼에 의하면, 기존 엔진식 지게차의 엔진 및 관련부품(냉각,연료, 배기계통)과 트랜스미션 및 관련부품을 제거하였으며 전동식 지게차에 필요한 배터리, 구동/유압펌프 모터 및 제어관련 부품을 장착함으로써, 종래의 내연기관 엔진으로 구동되는 지게차가 전동식 지게차로 전환될 수 있다. As described above, according to the electric conversion platform for an internal combustion engine forklift according to a preferred embodiment of the present invention, the engine and related parts (cooling, fuel, exhaust system), transmission and related parts of the existing engine-type forklift were removed, and the electric forklift was replaced with an electric forklift. By installing the batteries, drive/hydraulic pump motors, and control-related parts required for a forklift, a forklift driven by a conventional internal combustion engine can be converted into an electric forklift.
도 1은 종래 기술에 따른 동력원별 지게차의 종류를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 내연기관 지게차의 전동화 개조 플랫폼을 종래 기술을 비교하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 내연기관 지게차의 전동화 개조 플랫폼을 적용한 엔진식 지게차의 전동화 개조 전후를 개략적으로 비교하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 내연기관 지게차의 전동화 개조 플랫폼에 있어서 집중화된 전동식 파워팩 모듈 시스템을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 내연기관 지게차의 전동화 개조 플랫폼에 있어서 연결의 효율성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 내연기관 지게차의 전동화 개조 플랫폼에 있어서, 이를 적용하여 종래의 내연기관을 개조하여 전동화된 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 내연기관 지게차의 전동화 개조 플랫폼이 적용된 전동식 지게차와 기존의 전동식 지게차를 개략적으로 비교하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 내연기관 지게차의 전동화 개조 플랫폼이 적용된 전동식 지게차와 기존의 전동식 지게차에서 배터리 인출 상황을 개략적으로 비교하는 도면이다. Figure 1 is a diagram schematically showing the types of forklifts by power source according to the prior art.
Figure 2 is a diagram comparing the electric conversion platform for an internal combustion engine forklift according to an embodiment of the present invention with the prior art.
Figure 3 is a diagram schematically comparing before and after electric conversion of an engine-powered forklift using a platform for electric conversion of an internal combustion engine forklift according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a diagram schematically showing a centralized electric power pack module system in an electric conversion platform for an internal combustion engine forklift according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a diagram schematically showing the efficiency of connection in the electric conversion platform for an internal combustion engine forklift according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a diagram schematically showing a state in which a conventional internal combustion engine is converted to electric power in an electric conversion platform for an internal combustion engine forklift according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 is a diagram schematically comparing an electric forklift to which an electric conversion platform for an internal combustion engine forklift according to an embodiment of the present invention is applied and a conventional electric forklift.
Figure 8 is a diagram schematically comparing the battery withdrawal situation in an electric forklift to which an electric conversion platform for an internal combustion engine forklift is applied according to an embodiment of the present invention and a conventional electric forklift.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략하기로 한다. 또한 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어 구체적인 수치는 실시예에 불과하다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted. Additionally, in describing embodiments of the present invention, specific numbers are merely examples.
노후 엔진 지게차의 전동화 적용을 통한 미세먼지 저감 대책 필요이 필요한데, 2013년 세계보건기구(WHO) 산하의 국제암연구소(IARC)는 미세먼지를 1군 발암물질(Group 1)로 지정하였다. 건설기계에서 배출되는 PM 배출량은 자동차 배출량 보다 더 높은 것으로 추산된다. (인하대학교 2014)There is a need for measures to reduce fine dust by electrifying old engine forklifts, and in 2013, the International Agency for Research on Cancer (IARC) under the World Health Organization (WHO) designated fine dust as a Group 1 carcinogen. PM emissions from construction machinery are estimated to be higher than automobile emissions. (Inha University 2014)
<표1> 2024년까지 국내림 2024년까지 국내 비도로 수송 분야에서 PM과 NOx 배출량 전망(인하대학교 2014)<Table 1> Projections of PM and NOx emissions from domestic forests by 2024 and domestic non-road transportation sectors by 2024 (Inha University 2014)
국내 건설기계 등록대수 가운데 지게차의 비중은 약 35%를 점유하고 있고, 이로 인하여 지게차로부터 배출되는 PM 배출량은 많은 비중을 점유Forklifts account for about 35% of the number of registered construction machines in Korea, and as a result, PM emissions from forklifts account for a large portion.
<표2> 건설기계 보급 대수 가운데 지게차의 비중(좌)과 PM 배출량 추산(우)(인하대학교 2014)<Table 2> Proportion of forklifts among the number of construction equipment supplied (left) and estimated PM emissions (right) (Inha University 2014)
디젤 및 LPG연료로 구동되는 엔진식 지게차를 배기가스가 전혀 없는 전동식 지게차로 개조하는 방법이 가장 효과적임을 알 수 있다.It can be seen that the most effective method is to convert an engine-powered forklift powered by diesel or LPG fuel into an electric forklift with no exhaust gases.
이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 특허출원의 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the attached drawings. However, the scope of the patent application is not limited or limited by these examples. The same reference numerals in each drawing indicate the same members.
도 1은 종래 기술에 따른 동력원별 지게차의 종류를 개략적으로 나타내는 도면이다. Figure 1 is a diagram schematically showing the types of forklifts by power source according to the prior art.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 내연기관 지게차의 전동화 개조 플랫폼을 종래 기술을 비교하는 도면이다. Figure 2 is a diagram comparing the electric conversion platform for an internal combustion engine forklift according to an embodiment of the present invention with the prior art.
엔진식 건설기계의 전동식 개조작업시 전동식 파워팩 모듈을 통한 실질적인 효과 달성전동식 파워팩의 장착을 통하여 엔진식 지게차의 전동화 개조를 구현하는 기술에 해당하며, 기존 전동지게차의 전장품 분산형 어플리케이션과 달리 주행모터, 유압모터, 배터리 및 인버터-컨트롤러, 및 감속기 등의 주요 전장품과 파워라인 구성품을 하나의 모듈로 구성된다.Achieving practical effects through electric power pack modules when working on electric conversion of engine-powered construction equipment. This technology implements electric conversion of engine-powered forklifts through the installation of electric power packs. Unlike the distributed application of electrical components of existing electric forklifts, the driving motor , major electrical and power line components such as hydraulic motor, battery, inverter-controller, and reducer are composed of one module.
집중화된 모듈은 엔진식 지게차 개조 시 장착의 용이성과 함께 부품의 집중을 통한 설계의 효율성 및 관리의 용이성을 높인다.The centralized module increases the ease of installation when modifying an engine-powered forklift, as well as the efficiency of design and ease of management through the concentration of parts.
제조사별/모델별 다양한 엔진지게차에 공용으로 적용되는 구조를 갖기 위한 최적의 레이아웃이 고려된 모듈이 필요하다.A module with an optimal layout is needed to have a structure that can be commonly applied to various engine forklifts by manufacturer/model.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 내연기관 지게차의 전동화 개조 플랫폼을 적용한 엔진식 지게차의 전동화 개조 전후를 개략적으로 비교하는 도면이다. Figure 3 is a diagram schematically comparing before and after electric conversion of an engine-powered forklift using a platform for electric conversion of an internal combustion engine forklift according to an embodiment of the present invention.
기존의 전동식 지게차의 경우 모터, 배터리, 제어기, 유압펌프 등 주요 전동구동 부품들이 분산 배치되어 있어 단일모델에 대해서만 최적의 위치선정으로 인한 장점 보유하고 있다.In the case of existing electric forklifts, major electric drive components such as motors, batteries, controllers, and hydraulic pumps are distributed, so they have the advantage of optimal positioning only for a single model.
또한, 분산배치 방식의 전동화 개조는 복수의 제조사와 다양한 모델에 이러한 방법을 적용하기에 많은 설계방안과 개조요소들의 증가로 인하여 비효율적일 수밖에 없는데, 본 개발기술은 집중화된 전장시스템인 파워팩 모듈의 단일화 통하여 다양한 엔진지게차에 적용이 가능하다.In addition, distributed deployment-type electric modification is bound to be inefficient due to the increase in many design methods and modification elements as this method is applied to multiple manufacturers and various models. It can be applied to various engine forklifts through unification.
파워팩 모듈은 제품 제조원가 및 설치비용을 낮출 수 있어 실질적인 개조가 가능하다. Power pack modules can reduce product manufacturing and installation costs and allow for practical modification.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 내연기관 지게차의 전동화 개조 플랫폼에 있어서 집중화된 전동식 파워팩 모듈 시스템을 개략적으로 나타내는 도면이다.Figure 4 is a diagram schematically showing a centralized electric power pack module system in an electric conversion platform for an internal combustion engine forklift according to an embodiment of the present invention.
기존 전동식 지게차의 와이어링 시스템에 있어 지게차 최후방에 위치한 제어기와 최전방에 위치한 주행/유압 모터 및 전장품을 연결하기 위해 두꺼운 케이블이 복잡하게 얽혀지게 되며, 긴 길이를 가지는 케이블로 인하여 무게증가, 발열증가, 원가상승이 발생하는데, 본 발명의 일실시예에 따른 내연기관 지게차의 전동화 개조 플랫폼에 따르면, 주요 부품이 집중화되어 있어서 최단거리의 와이어링 길이와 구조의 형태를 가짐에 따라 앞서 기술한 단점을 보완할 수 있다.In the wiring system of existing electric forklifts, thick cables are intricately intertwined to connect the controller located at the rear of the forklift and the driving/hydraulic motor and electrical equipment located at the front, and the long cable length increases weight and heat generation. , an increase in cost occurs, and according to the electric conversion platform for an internal combustion engine forklift according to an embodiment of the present invention, the main parts are centralized and have the shortest wiring length and structure form, thereby suffering the disadvantages described above. can complement.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 내연기관 지게차의 전동화 개조 플랫폼에 있어서 연결의 효율성을 개략적으로 나타내는 도면이다.Figure 5 is a diagram schematically showing the efficiency of connection in the electric conversion platform for an internal combustion engine forklift according to an embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 내연기관 지게차의 전동화 개조 플랫폼에 있어서, 이를 적용하여 종래의 내연기관을 개조하여 전동화된 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.Figure 6 is a diagram schematically showing a state in which a conventional internal combustion engine is converted to electric power in an electric conversion platform for an internal combustion engine forklift according to an embodiment of the present invention.
기존 엔진식 지게차의 엔진 및 관련부품(냉각,연료, 배기계통)과 트랜스미션 및 관련부품을 제거하였으며 전동식 지게차에 필요한 배터리, 구동/유압펌프 모터 및 제어관련 부품을 장착한 것을 그 특징으로 한다. The engine and related parts (cooling, fuel, exhaust system), transmission and related parts of existing engine-type forklifts have been removed, and the battery, drive/hydraulic pump motor, and control-related parts required for electric forklifts are installed.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 내연기관 지게차의 전동화 개조 플랫폼이 적용된 전동식 지게차와 기존의 전동식 지게차를 개략적으로 비교하는 도면이다.Figure 7 is a diagram schematically comparing an electric forklift to which an electric conversion platform for an internal combustion engine forklift according to an embodiment of the present invention is applied and a conventional electric forklift.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 내연기관 지게차의 전동화 개조 플랫폼이 적용된 전동식 지게차와 기존의 전동식 지게차에서 배터리 인출 상황을 개략적으로 비교하는 도면이다. Figure 8 is a diagram schematically comparing the battery withdrawal situation in an electric forklift to which an electric conversion platform for an internal combustion engine forklift is applied according to an embodiment of the present invention and a conventional electric forklift.
기존 전동지게차의 배터리는 헤드가드 내에 설치되어 호이스팅 기구로 들어올림이 가능하며 배터리 아래에 설치되어 있는 전동모터, 유압펌프 및 관련부품들의 수리가 가능하였으나, 엔진지게차의 경우 헤드가드의 폭이 좁고 구조상 배터리를 들어 올릴 수 없는 구조로 되어 있다.The battery of an existing electric forklift is installed within the head guard, making it possible to lift it with a hoisting mechanism, and repairs are possible for the electric motor, hydraulic pump, and related parts installed under the battery. However, in the case of an engine forklift, the head guard is narrow and the width of the head guard is narrow. Due to its structure, the battery cannot be lifted.
따라서 상기 부품의 탈/장착을 위해서 배터리 앞쪽으로 관련부품을 설치가 가능하도록 배터리를 ‘ㄱ’자 형태로 적용하였으며 이는 배터리의 용량을 높일 수 있는 장점도 가지고 있다. Therefore, in order to remove/install the above components, the battery was applied in an ‘L’ shape to enable installation of related components in front of the battery, which also has the advantage of increasing the capacity of the battery.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.Although the present invention has been shown and described in relation to specific embodiments, it is known in the art that the present invention can be modified and changed in various ways without departing from the technical spirit of the invention as provided by the following claims. This will be self-evident to those with ordinary knowledge.
100: 전동 파워팩 모듈100: Electric power pack module
Claims (5)
장착되는 감속기의 내부에 주차브레이크 기능을 포함하고,
구동모터, 유압모터, 저에기 주요 부품이 집중화된 모듈형태로 구비되는, 내연기관 지게차의 전동화 개조 플랫폼
When converting an engine-powered forklift into an electric forklift, the 'L' shaped battery, drive motor, and pump motor are located at the front,
A parking brake function is included inside the installed reducer,
An electric conversion platform for internal combustion engine forklifts in which the driving motor, hydraulic motor, and main parts of the motor are centralized in a modular form.
상기 감속기는 상기 엔진 대비 전동모터의 낮은 출력을 보상하기 위한 높은 감속비를 맞추기 위해 노후 엔진지게차의 드라이브 액슬과 전동식 모터 사이에 감속기를 적용하여 종래의 드라이브 엑슬을 사용하는, 내연기관 지게차의 전동화 개조 플랫폼
According to clause 1,
The reducer is an electric conversion of an internal combustion engine forklift that uses a conventional drive axle by applying a reducer between the drive axle of an old engine forklift and an electric motor to achieve a high reduction ratio to compensate for the low output of the electric motor compared to the engine. platform
상기 감속기에 주차 브레이크 기능을 적용하여 기존 엔진지게차에서 제거되는 트랜스미션에 적용하는 보상 기능을 추가하는, 내연기관 지게차의 전동화 개조 플랫폼
According to paragraph 1,
An electric conversion platform for internal combustion engine forklifts that applies a parking brake function to the reducer and adds a compensation function applied to the transmission removed from the existing engine forklift.
상기 ‘ㄱ’ 형태의 배터리는 상기 엔진식 지게차의 부품의 탈착 또는 장착을 위해서 상기 배터리의 앞쪽으로 관련부품을 설치가 가능하도록 구비된, 내연기관 지게차의 전동화 개조 플랫폼
According to paragraph 1,
The 'L' shaped battery is an electric conversion platform for an internal combustion engine forklift that is equipped to install related parts in front of the battery for detachment or installation of parts of the engine-type forklift.
전동식 지게차에 필요한 배터리, 구동모터, 유압모터 및 제어관련 부품을 설치하는 단계;를 포함하는,
내연기관 지게차의 전동화 개조 플랫폼을 설치하는 방법Removing the engine and related parts, transmission and related parts of an existing engine-type forklift;
Including the step of installing the battery, drive motor, hydraulic motor, and control-related parts required for the electric forklift.
How to install an electric conversion platform for an internal combustion engine forklift
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20240073538A true KR20240073538A (en) | 2024-05-27 |
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