KR100890780B1 - 복수의 얼터네이터와 배터리를 구비한 전기자동차 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복수의 얼터네이터와 배터리를 구비한 전기자동차에 관한 것으로서, 차체에 장착되어 전기에너지를 저장하도록 되어 있는 배터리; 상기 차체에 결합된 후륜 구동축에 연결되어 상기 배터리로부터 공급되는 전기에너지를 운동에너지로 전환함으로써 상기 후륜을 회전 구동시키는 구동모터; 및 상기 구동모터의 동작을 제어하는 모터 제어부;로 이루어진 동력계를 구비한 전기자동차에 있어서, 상기 동력계는, 상기 차체의 일측에 장착되어 회전 구동력을 발생시키는 엔진; 및 상기 엔진과 모듈화되어 상기 엔진에서 발생된 회전 구동력에 의해 전류를 만들어 내는 하나 이상의 얼터네이터;를 더 포함하고 있으며, 상기 배터리는 상기 각각의 얼터네이터와 연결될 수 있도록 하나 이상으로 나누어져 있고, 상기 하나 이상의 배터리는 상기 하나 이상의 얼터네이터와 각각 짝을 이루어 모듈화되어 있으며, 따라서, 각각의 모듈화된 얼터네이터와 배터리가 발전 및 충전 동작에 따른 부담을 나눔으로써 부하를 경감하게 되고, 모듈 별로 유지보수가 가능하므로 그에 따른 시간적, 경제적 손실을 최소화하면서 작업 편리성을 증진시킬 수 있고, 모듈의 고장 발생률을 줄여 제품의 수명 및 신뢰성을 향상시킬 수 있게 된다.

전기자동차, 골프카트, 발전기, 얼터네이터, 배터리

Description

복수의 얼터네이터와 배터리를 구비한 전기자동차{Electric vehicle provided with plurality of alternators and batteries}

본 발명은 전기자동차에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엔진과 연결된 하나 이상의 얼터네이터와 이 얼터네이터에 의해 발생한 전류를 저장하는 하나 이상의 배터리를 연결하여 각각 모듈화함으로써 동력계의 유지관리가 용이하게 이루어질 수 있도록 한 복수의 얼터네이터와 배터리를 구비한 전기자동차에 관한 것이다.

최근 들어 전기자동차는 다양한 변화를 모색하는 가운데, 골프카트로도 적용되고 있으며, 이에 따라 골프카트는 골프백만을 싣던 종전의 손수레 형태에서 모터의 구동력을 동력원으로 하여 골프백 뿐만 아니라 플레이어 등의 탑승자도 함께 실어 나를 수 있는 탈 것의 형태로 발전하고 있다.

그 한 예로서, 도 1에 개략적으로 도시된 전동 골프카트를 들 수 있는데, 이 골프카트는 도면부호 101로 도시된 바와 같이, 몸체를 이루는 외장부와 운행과 관련된 내장부로 구성되는 바, 외장부는 도시된 것처럼 차체(109), 구조프레임(112), 지붕판(115), 및 좌석(118) 등에 의해 이루어지는 한편, 내장부는 다시 전후방 차륜(110)과 스티어링 휠(116) 등으로 이루어지는 조향계와, 배터리(103), 구동모 터(105), 이 구동모터(105)의 동작을 제어하는 모터 제어부, 가솔린과 같은 화석연료를 연소하여 회전 구동력을 발생시키는 엔진(111), 및 이 엔진(111)의 회전 구동력을 이용해 전기를 발생시키는 제너레이터(113) 등으로 이루어진 동력계(120)로 구분된다.

여기에서, 배터리(103)는 충전 플러그 등을 통해 외부전원으로부터 공급되는 전기에너지를 저장하는 부분으로서, 좌석(118) 밑에 설치되며, 구동모터(105)는 후륜(110)의 구동축(114)에 연결되어 모터 제어부(107)를 통해 배터리(103)에서 공급되는 전류에 의해 후륜(110)을 고속 회전시킴으로써 카트(101)를 기동하도록 되어 있다.

한편, 종래의 전동 골프카트(101)는 동력계(120)에 엔진(111)과 제너레이터(113)를 구비하고 있어 자체 발전을 하도록 되어 있는 바, 도 2에 도시된 것처럼, 엔진(111)에서 연료를 연소하여 발생시킨 회전 구동력을 이용해 제너레이터(113)의 회전코일을 회전시킴으로써 회전코일로부터 정류자를 거쳐 직류전류를 얻게 되며, 발생된 전류는 충전기(104)를 거쳐 배터리(103)에 저장된다.

이와 같이, 엔진(111) 및 제너레이터(113)를 통한 충전방식은 외부전원을 통해 전기에너지를 공급하는 본래의 충전방식과는 달리 시간과 장소를 불문하고 필요할 때 수시로 배터리(103)를 충전할 수 있는 장점이 있다.

그러나, 위와 같이 골프카트에 적용된 종래의 자체 발전식 전기자동차(101)는 엔진(111)에 의해 전기를 만드는 제너레이터(113)와 충전기(104) 및 배터리(103)가 모두 하나씩만 존재하기 때문에, 이들 중 어느 하나에 이상이 생길 경우 자체 발전을 위한 시스템 전체가 작동을 멈추는 문제점이 있으며, 따라서 동력계(120) 전체의 유지보수가 까다롭고, 고장에 따른 시간적, 비용적 손실이 커지는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 전기자동차가 가지고 있는 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은 자체 발전에 의해 배터리를 충전하도록 되어 있는 동력계에 있어서 엔진에 의해 동작하여 전기를 만드는 얼터네이터와 얼터네이터에서 발생된 전기를 저장하는 배터리를 하나 이상으로 분할하고, 분할된 각각의 얼터네이터와 배터리를 연결하여 모듈화시킴으로써, 얼터네이터와 배터리, 더 나아가 동력계의 유지관리를 저렴한 비용으로 보다 편리하고, 신속하게 수행할 수 있도록 하는 데 있다.

위와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 차체에 장착되어 전기에너지를 저장하도록 되어 있는 배터리; 상기 차체에 결합된 후륜 구동축에 연결되어 상기 배터리로부터 공급되는 전기에너지를 운동에너지로 전환함으로써 상기 후륜을 회전 구동시키는 구동모터; 및 상기 구동모터의 동작을 제어하는 모터 제어부;로 이루어진 동력계를 구비한 전기자동차에 있어서, 상기 동력계는, 상기 차체의 일측에 장착되어 회전 구동력을 발생시키는 엔진; 및 상기 엔진과 모듈화되어 상기 엔진에서 발생된 회전 구동력에 의해 전류를 만들어 내는 하나 이상의 얼터네이터;를 더 포함하고 있으며, 상기 배터리는 상기 각각의 얼터네이터와 연결될 수 있도록 하나 이상으로 나누어져 있고, 상기 하나 이상의 배터리는 상기 하나 이상의 얼터네이터와 각각 짝을 이루어 모듈화되어 있는 복수의 얼터네이터와 배터리를 구비한 전기자동차를 제공한다.

삭제

따라서, 본 발명의 복수의 얼터네이터와 배터리를 구비한 전기자동차에 의하면, 엔진과 얼터네이터에 의해 자체 발전을 하여 배터리를 충전하는 동력계에 있어서 엔진에 의해 회전 구동되는 얼터네이터와 얼터네이터에서 발생된 전류를 저장하는 배터리를 하나 이상 복수개 구비하고, 각각의 얼터네이터와 배터리를 연결하여 모듈화시킴으로써, 각각의 얼터네이터와 배터리 모듈이 발전 및 충전의 기능을 동등한 비율로 나누어 분담할 수 있게 되므로, 예컨대, 이들 중 하나가 고장이 나도 나머지 다른 모듈이 여전히 정상 작동을 할 수 있기 때문에 동력계 및 전기자동차 전체의 신뢰성을 높일 수 있게 되고, 수리를 함에 있어서도 동력계 전체의 동작을 멈추지 않고 고장난 모듈만을 교체할 수 있으므로, 모듈의 유지보수에 따른 시간적, 경제적 손실을 최소화하면서 작업 편리성 향상을 도모할 수 있게 된다.

또한, 동력계에 의해 동일한 양의 전기에너지를 생산할 때 모듈의 수만큼 각각의 모듈에 걸리는 부하가 경감되므로, 모듈의 고장 발생률을 줄일 수 있게 되고, 더 나아가 동력계의 수명 및 신뢰성을 일층 향상시킬 수 있게 된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 얼터네이터를 구비한 전기자동차를 첨부 도면에 따라 상세히 설명한다.

본 발명의 전기자동차는 도 3에 도면부호 1로 도시된 바와 같이, 하나의 실시예로서 전동 골프카트에 적용될 수 있으며, 기본적으로 몸체를 이루는 외장부와 운행과 관련된 내장부로 구분되며, 외장부는 다시 차체(9), 이 차체(9)의 앞뒤로 세워져 기둥 역할을 하는 구조프레임(12), 이 구조프레임(12) 위에 얹혀 차체(9)의 상방을 덮는 지붕판(15), 및 차체(9) 상에 설치된 좌석(18)으로 이루어져 있다. 한편, 내장부는 전기자동차(1)의 동력을 만드는 동력계와 만들어진 동력을 이용해 전기자동차(1)를 원하는 방향과 속도로 조정하는 조향계로 이루어지는 바, 이 중 동력계(20)는 다시 배터리(3a 내지 3d), 구동모터(5), 모터 제어부(7), 엔진(11), 및 얼터네이터(13a 내지 13d)로 구성된다.

여기에서, 먼저 상기 배터리(3a 내지 3d)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 차체(9) 후방에 장착되어 전기에너지를 저장하는 부분으로서, 전기자동차(1)의 공간 활용도를 높일 수 있도록 좌석(18) 밑에 설치되는 것이 바람직하며, 도 4에 도시된 것처럼, 모터 제어부(7)를 통해 구동모터(5)와 연결되어 있다.

특히, 본 발명의 배터리(3a 내지 3d)는 도 4에 도시된 것처럼 후술하는 하나 이상의 얼터네이터(13a 내지 13d)와 각각 연결될 수 있도록 하나 이상으로 나누어져 있는데, 예컨대, 48V의 배터리가 필요한 경우 12V 짜리 배터리 4개를 병렬로 연결하고, 12V 얼터네이터 4개를 각각 연결하거나 24V 얼터네이터 2개를 배터리 4개 에 (얼터네이터 1개 대 배터리 2개) 각각 연결하여 사용한다.

또한, 상기 구동모터(5)는 차체(9) 후방에 결합된 후륜(10)을 회전 구동시키도록 후륜(10)의 구동축(14) 중간에 연결되며, 이와 같이 배터리(3a 내지 3d)에서 공급되는 전기에너지를 후륜(10)의 운동에너지로 전환함으로써 전기자동차(1)를 기동시키게 되며, 상기 모터 제어부(7)는 구동모터(5)의 동작을 제어하는 부분으로서, 도 4에 도시된 것처럼, 배터리(3a 내지 3d)와 구동모터(5) 사이에 연결된다.

한편, 본 발명에 따른 전기자동차(1)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 차체(9)의 후방 일측에 엔진(11)이 장착되는 바, 이 엔진(11)은 가솔린과 같은 화석연료를 연소시켜 회전 구동력을 발생시키고, 발생된 회전 구동력을 후술하는 얼터네이터(13a 내지 13d)에 전달하여 얼터네이터(13a 내지 13d)로 하여금 전기를 발생시키게 한다.

또한, 상기 얼터네이터(13a 내지 13d)는 앞서 언급한 바와 같이 도 3에 도시된 것처럼, 엔진(11)과 하나로 모듈화되어 차체(9)의 일측에 장착되는 바, 엔진(11)에서 발생되는 회전 구동력에 의해 로터를 회전시킴으로써 유도전기를 만들게 되는데, 도 4에 도시된 것처럼 하나 이상 복수개가 구비됨으로써 하나 이상 복수개로 되어 있는 배터리(3a 내지 3d)와 연결되어 각각 하나의 모듈을 이루고 있다.

이제, 위와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 복수의 얼터네이터와 배터리를 구비한 전기자동차(1)의 작용을 설명한다.

본 발명의 전기자동차(1)는 일반적인 전동 골프카트 형태의 전기자동차와 마 찬가지로 배터리(3a 내지 3d)에 의해 구동모터(5)로 전원을 공급하고, 이때 발생하는 구동모터(5)의 회전 구동력에 의해 후륜(10)을 회전시킴으로써 기동력을 얻을 수 있게 된다. 이를 위해 본 발명의 전기자동차(1)는 일반적인 골프카트 형태의 전기자동차와 마찬가지로 주정차한 상태에서 외부전원에 의해 배터리(3a 내지 3d)를 충전할 수 있는 것은 물론이고, 화석연료를 사용하는 엔진(11)에 의해 발생된 전기에너지로 배터리(3a 내지 3d)를 충전할 수도 있다.

이를 위해, 운전자는 먼저 엔진(11)을 작동시켜야 하며, 작동 개시된 엔진(11)은 회전 구동력을 발생시켜 하나 이상 복수로 배치되어 있는 얼터네이터(13a 내지 13d)를 각각 작동시킨다.

이에 따라 각각의 얼터네이터(13a 내지 13d)는 로터가 고속 회전하면서 스테이터에 교류전류를 만들어 내며, 이렇게 만들어진 교류전류는 얼터네이터(13a 내지 13d)와 각각 연결되어 있는 하나 이상 복수의 배터리(3a 내지 3d)에 저장된다.

이렇게 해서, 각각의 배터리(3a 내지 3d)에 분산 저장된 전기에너지는 모터 제어부(7)를 통해 구동모터(5)로 공급되어 이 모터(5)를 동작시킴으로써 모터(5)의 회전 구동력에 의해 후륜(10)을 고속 회전시켜 전기자동차(1)를 기동하게 된다.

도 1은 종래의 골프카트 타입 전기자동차를 도시한 개략 측면도.

도 2는 도 1에 도시된 전기자동차의 동력계를 개략적으로 나타낸 블록도.

도 3은 본 발명에 따른 전기자동차의 개략 측면도.

도 4는 도 3에 도시된 전기자동차의 동력계를 개략적으로 나타낸 블록도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1 : 전기자동차 3a 내지 3d : 배터리

5 : 구동모터 7 : 모터 제어부

9 : 차체 10 : 후륜

11 : 엔진 12 : 구조프레임

13a 내지 13d : 얼터네이터 14 : 구동축

15 : 지붕판 18 : 좌석

20 : 동력계

Claims (2)

1. 삭제
2. 차체(9)에 장착되어 전기에너지를 저장하도록 되어 있는 배터리(3a 내지 3d);

   상기 차체(9)에 결합된 후륜(10) 구동축(14)에 연결되어 상기 배터리(3a 내지 3d)로부터 공급되는 전기에너지를 운동에너지로 전환함으로써 상기 후륜(10)을 회전 구동시키는 구동모터(5); 및

   상기 구동모터(5)의 동작을 제어하는 모터 제어부(7);로 이루어진 동력계(20)를 구비한 전기자동차(1)에 있어서,

   상기 동력계(20)는,

   상기 차체(9)의 일측에 장착되어 회전 구동력을 발생시키는 엔진(11); 및

   상기 엔진(11)과 모듈화되어 상기 엔진(11)에서 발생된 회전 구동력에 의해 전류를 만들어 내는 하나 이상의 얼터네이터(13a 내지 13d);를 더 포함하고 있으며,

   상기 배터리(3a 내지 3d)는 상기 각각의 얼터네이터(13a 내지 13d)와 연결될 수 있도록 하나 이상으로 나누어져 있고,

   상기 하나 이상의 배터리(3a 내지 3d)는 상기 하나 이상의 얼터네이터(13a 내지 13d)와 각각 짝을 이루어 모듈화되어 있는 것을 특징으로 하는 복수의 얼터네이터와 배터리를 구비한 전기자동차.

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