WO2011078616A2 - 온라인 전기자동차용 듀얼레일 급전 시스템의 전자기장 차폐장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 온라인 전기자동차용 듀얼레일 급전 시스템의 전자기장 차폐장치는 도로에 매설되어 도로의 길이 방향을 따라 연장되는 급전레일; 상기 급전레일과 절연된 상태로 상기 급전레일의 아래쪽에 배치되는 급전코어; 상기 급전레일로부터 전자유도방식으로 전력을 공급받는 집전장치; 및 상기 급전코어의 양 측에 배치되어 상기 급전레일과 상기 집전장치로부터 발생되는 전자기장을 차폐시키는 차폐 부재를 포함한다. 본 발명에 의하면, 루프 형상의 서스 재질을 갖는 타공망을 지중에 일정 깊이로 매설하여 온라인 전기자동차의 급전/집전장치로부터 발생된 전자기장의 세기를 감소시킴으로써, 집전장치의 집전 출력이 높아지더라도 지중에 매설된 루프 형상의 타공망에 의하여 전저기장이 전류로 소모되어 전자기장 기준인 62.5mG를 만족시킬수 있으며, 기존에 차량의 하부에 덧붙여졌던 많은 차폐판의 수를 줄일 수 있는 효과가 있다.

Description

온라인 전기자동차용 듀얼레일 급전 시스템의 전자기장 차폐장치 및 방법

본 발명은 온라인 전기자동차용 듀얼레일 급전 시스템의 전자기장 차폐장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 듀얼레일 방식의 급전/집전 시스템에서 정차중 충전시 온라인 전기자동차의 급전/집전장치에서 발생하는 전자기장(EMF)의 세기를 감소시키는 온라인 전기자동차용 듀얼레일 급전 시스템의 전자기장 차폐장치 및 방법에 관한 것이다.

최근 친환경적인 운송수단으로 전기자동차에 관한 관심이 폭발적으로 증가하고 있다. 전기자동차는 내연기관을 이용한 운송수단과는 달리 환경오염물질의 직접적인 배출이 없을 뿐 아니라, 이산화탄소 배출량, 소음, 진동을 크게 줄일 수 있는 장점을 가지고 있다. 동시에 전기자동차 구동의 원동력이 되는 전지가 중량, 크기, 비용 측면에서 큰 비중을 차지할 수밖에 없고 이를 주기적으로 충전해야 한다는 단점을 가지고 있다. 하지만, 온라인 전기자동차(On-Line Electric Vehicle, OLEV)는 급전도로 위를 주행하면서 전지를 충전하는 방식이므로 이러한 단점을 극복할 수 있다. 급전도로 위에 존재하는 유도 코일에서 자기장이 발생하고, 이를 이용해 주행 중이거나 정차 중인 온라인 전기자동차의 자체 전지를 충전함으로써 전기자동차에 장착되는 전지의 용량을 크게 줄이고, 별도의 충전시간 없이 장거리 전지 주행을 가능하게 한다. 특히 급전레일 위를 통과하는 10톤 이상의 차량으로 인한 하중과 처짐에 기인한 지표면의 아스팔트 밑에 매설된 급전 코어 및 코일의 손상을 방지함과 동시에, 급전 코어로부터 방출되는 자계를 법령이 정하는 도로 교통법상의 최저 지상고(=12cm) 이상까지 도달하도록 하기 위해서는 듀얼레일 급전 방식을 사용해야만 한다. 그러나, 이러한 급전도로에 설치된 급전장치와 차량에 설치된 집전장치에서 발생하는 전자기장(EMF)의 세기가 너무 크기 때문에 기준을 만족하도록 차폐장치를 적용해야 한다. 기존에 적용한 차폐 방법은 기준에 만족할 때까지 차량에 차폐판을 덧붙이는 형태로써 이러한 방법으로는 높은 집전장치 출력에서 전자기장의 기준값을 만족시키기가 어려웠다. 또한 차폐판을 덧붙이기 위해서는 차량 하부 구조물에 의한 공간상의 제약성으로 인해 차폐판 설치작업 또한 어려움이 많았다. 또한 급전/집전 장치에서 발생하는 전자기장을 줄이는 방법이 아닌 단지 막는 방법으로는 차폐효과에 한계가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 루프 형상의 스테인레스 재질을 갖는 타공망을 지중에 일정 깊이로 매설하여 온라인 전기자동차의 급전/집전장치로부터 발생된 전자기장의 세기를 감소시킬 수 있도록 한 온라인 전기자동차용 듀얼레일 급전 시스템의 전자기장 차폐장치 및 방법을 제공함을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 온라인 전기자동차용 듀얼레일 급전 시스템의 전자기장 차폐장치의 일 측면에 따르면, 도로에 매설되어 도로의 길이 방향을 따라 연장되는 급전레일; 상기 급전레일과 절연된 상태로 상기 급전레일의 아래쪽에 배치되는 급전코어; 상기 급전레일로부터 전자유도방식으로 전력을 공급받는 집전장치; 및 상기 급전코어의 양 측에 배치되어 상기 급전레일과 상기 집전장치로부터 발생되는 전자기장을 차폐시키는 차폐 부재를 포함한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 온라인 전기자동차용 듀얼레일 급전 시스템의 전자기장 차폐방법의 일 측면에 따르면, (a) 급전장치와 집전장치로부터 발생된 전자기장이 급전장치의 양 측으로 배치된 차폐 부재를 통과하는 단계; (b) 상기 전자기장의 통과에 의해 상기 차폐 부재로부터 전류가 발생되는 단계; 및 (c) 상기 차폐 부재에서 발생된 전류에 의해 상기 전자기장이 열로 변환되어 차폐되는 단계를 포함한다.

본 발명에 의하면, 루프 형상의 서스 재질을 갖는 타공망을 지중에 일정 깊이로 매설하여 온라인 전기자동차의 급전/집전장치로부터 발생된 전자기장의 세기를 감소시킴으로써, 집전장치의 집전 출력이 높아지더라도 지중에 매설된 루프 형상의 타공망에 의하여 전자기장이 전류로 소모되어 전자기장 기준인 62.5mG를 만족시킬수 있으며, 기존에 차량의 하부에 덧붙여졌던 많은 차폐판의 수를 줄일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 듀얼레일 급전/집전장치 시스템의 전자기장의 차폐 구조를 나타내는 정면도.

도 2는 도 1에서 전자기장의 차폐 구조를 나타내는 측면도.

도 3은 도 1에서 전자기장의 차폐 구조를 나타내는 평면도.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 듀얼레일 급전/집전장치 시스템의 전자기장의 차폐 구조를 나타내는 정면도이고, 도 2는 도 1에서 전자기장의 차폐 구조를 나타내는 측면도이며, 도 3은 도 1에서 전자기장의 차폐 구조를 나타내는 평면도이다.

도시된 바와 같이, 도로의 길이 방향을 따라 자성체로 이루어진 급전코어(10)가 지표면의 아스팔트 밑에 매설되고, 급전코어(10)의 위쪽에는 온라인 전기자동차에 설치된 집전장치(30)로 자기유도방식에 따라 전력을 공급하는 급전레일(50)이 급전코어(10)와 절연된 상태로 설치된다. 급전코어(10)와 급전레일(50)로 구성된 급전장치의 양 측으로는 급전장치와 소정의 거리를 두고 루프(loop) 형상의 스테인레스 타공망(70)이 지중에 매설된다. 스테인레스 타공망(70)은 바람직하게는 지면으로부터 1M 깊이로 매설되며, 스테인레스 타공망(70)에 형성된 홀(hole)은 지름 10mm의 규격으로 타공된다. 이러한 스테인레스 타공망(70)은 듀얼레일 방식의 온라인 전기자동차용 급전/집전장치에서 발생하는 전자기장(EMF)의 세기를 감소시킨다.

듀얼레일 방식의 급전/집전장치에서 발생하는 전자기장의 세기가 감소되는 원리는 다음과 같다.

듀얼레일 방식의 급전/집전장치에서 발생된 전자기장은 루프 형상의 스테인레스 타공망(70)을 통과한다. 이때 루프 형상의 스테인레스 타공망(70)에서는 전류가 발생되지만, 각 루프는 서로 단락된 구조를 가지고 있어 전자기장은 열로 변환된다. 이에 따라, 전자기장의 외부로의 유출이 감소되어 전자기장의 안전기준인 62.5 mG을 만족하게 된다. 또한, 집전장치(30)의 집전 출력이 높아지더라도 지중에 매설된 루프 형상의 스테인레스 타공망(70)에 의하여 전자기장이 전류로 소모되어 전자기장 기준인 62.5mG를 만족시킬수 있으며, 기존에 온라인 전기자동차의 하부에 설치한 많은 차폐판의 수를 줄일 수 있다.

이상과 같이, 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 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

Claims (5)

1. 온라인 전기자동차용 듀얼레일 급전 시스템의 전자기장 차폐장치로서,

   도로에 매설되어 도로의 길이 방향을 따라 연장되는 급전레일;

   상기 급전레일과 절연된 상태로 상기 급전레일의 아래쪽에 배치되는 급전코어;

   상기 급전레일로부터 전자유도방식으로 전력을 공급받는 집전장치; 및

   상기 급전코어의 양 측에 배치되어 상기 급전레일과 상기 집전장치로부터 발생되는 전자기장을 차폐시키는 차폐 부재를 포함하는 전자기장 차폐장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 차폐 부재는, 루프 형상으로 다수의 홀이 형성된 타공망 구조를 갖는

   것을 특징으로 하는 전자기장 차폐장치.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 타공망 구조의 차폐 부재는 스테인레스 재질로 이루어진

   것을 특징으로 하는 전자기장 차폐장치.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 타공망 구조의 차폐 부재는 지표면으로부터 1 미터 깊이로 매설되는

   것을 특징으로 하는 전자기장 차폐장치.
5. 온라인 전기자동차용 듀얼레일 급전 시스템의 전자기장 차폐방법으로서,

   (a) 급전장치와 집전장치로부터 발생된 전자기장이 급전장치의 양 측으로 배치된 차폐 부재를 통과하는 단계;

   (b) 상기 전자기장의 통과에 의해 상기 차폐 부재로부터 전류가 발생되는 단계; 및

   (c) 상기 차폐 부재에서 발생된 전류에 의해 상기 전자기장이 열로 변환되어 차폐되는 단계를 포함하는 전자기장 차폐방법.

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