KR102192654B1 - 충전장치가 구비된 전기구동형 냉동차량 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 충전장치가 구비된 전기구동형 냉동차량에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 내연기관에 의한 가동이 아닌 전기와 모터를 통하여 차량 운행이 이루어지는 냉동차량에 관하여 충전소를 통한 전기충전 이외에 주행중 기계적 충전이 가능한 장치를 포함함으로써, 에너지 사용이 효율적으로 이루어질 수 있도록 한 충전장치가 구비된 전기구동형 냉동차량에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 본 발명은 후방에 적재함이 설치되어 있는 차량 본체와, 상기 차량 본체에 설치되어 차량의 구동력을 발생시키는 구동모터와, 상기 구동모터로 전력을 공급하는 제1배터리와, 상기 차량 본체의 적재함으로 냉기를 공급하기 위해 적재함의 일측에 설치되는 냉동장치와, 상기 냉동장치를 가동하기 위한 전력을 공급하는 제2배터리와, 상기 제2배터리를 충전하기 위해 차량 본체의 하부에 설치되는 충전장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

충전장치가 구비된 전기구동형 냉동차량{Electric driven refrigeration vehicle equipped with charging device}
본 발명은 충전장치가 구비된 전기구동형 냉동차량에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 내연기관에 의한 가동이 아닌 전기와 모터를 통하여 차량 운행이 이루어지는 냉동차량에 관하여 충전소를 통한 전기충전 이외에 주행중 기계적 충전이 가능한 장치를 포함함으로써, 에너지 사용이 효율적으로 이루어질 수 있도록 한 충전장치가 구비된 전기구동형 냉동차량에 관한 것이다.
근래에 들어 자동차의 보급수가 늘어남에 따라 내연기관 자동차들의 매연배출로 인해 대기오염이 심각해지고 있다. 그로 인해 자동차 제조업체는 전기의 힘으로 차량이 운행하는 이른바 전기차의 개발에 집중하고 있는 추세이다.
아울러, 전기차의 발전에 따른 최대 핵심사안은 사용전력 대비 운행거리를 의미하는 전비를 우수하게 하여 운행에 따른 전력소모를 최소화하는 것과, 배터리의 용량을 향상시켜 최대 운행가능거리를 높이고, 전기충전에 따른 소요시간을 단축하는 것에 있다.
이러한 전기차량은 승용차를 시작으로 하여, 상업용 트럭에도 확대될 전망이다. 상업용 트럭 중에서 냉동차량의 경우, 적재공간에 보관된 음식물이 신선한 상태를 유지하기 위해, 적재공간 내부를 냉동가능하게 하기 위한 냉동장치가 설치되어 있다.
상기 냉동차량의 냉각장치는 종래와 같이 내연기관으로 구동이 이루어지는 경우, 내연기관이 구동함에 따라 냉동장치의 작동이 함께 이루어지는 구성으로 되어 있다. 따라서, 전기차와 같이 어떠한 기계적 구동이 존재하지 않는 경우 전기차 자체의 구동용 배터리로 냉동장치를 가동시킬 수밖에 없으며, 이러한 구조는 전기차의 예상 주행거리를 감소시키는 문제점이 있다.
본 발명자에 의해 개시된 특허 제10-1649463호(차량의 무시동 냉난방 시스템 및 이를 이용한 냉난방 방법)에는 무시동 상태에서 난방가동시에 초기 난방효율을 높여 차량내부의 온도를 빠르게 상승시킬 수 있도록 하고, 한정된 전기에너지로 최대한의 난방효과를 누릴 수있도록, 압축기, 팽창밸브, 실내 열교환기, 실외 열교환기로 이루어지며 냉난방전환에 따라 각각 열교환기는 응축기와, 증발기로 전환되는 냉난방장치와, 상기 냉난방장치를 가동하는 주전원부와, 상기 냉난방장치의 실내 열교환기와 차량의 실내 송풍구 사이에 설치되어 실내로 열을 즉시 보내는 히팅부와, 상기 히팅부를 가동하는 보조전원부와, 상기 냉난방장치의 난방 가동시 초기에 히팅부를 일정시간 동안 가동한 다음 냉난방장치가 활성화되면 히팅부 가동을 중단하고 냉난방장치에 의해서 난방이 되도록 한 제어부;를 포함하는 구성으로 되어 있다.
상기 선행기술은 무시동 상태에서 난방가동시에 효과적인 기술로서, 선행기술의 차량은 내연기관에 의해 배터리가 충전되는 구성이기 때문에, 앞서 설명한 전기차량에 적용될 수 없으며, 냉동차량에 설치된 냉동장치를 효율적으로 운용하기 위한 기술내용은 포함되어 있지 않다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 전기로 구동되는 냉동차량의 냉동장치가 구동용 배터리의 전력을 사용하지 않도록 별도의 냉동장치용 배터리를 구비하고, 냉동차량에는 자체적으로 주행과정에서 충전이 이루어지는 충전장치를 설치하여, 충전된 전기로 냉동장치를 가동할 수 있도록 함으로써 냉동차량의 주행거리에 영향을 주지 않으면서, 냉동장치의 효율적인 운용이 가능한 충전장치가 구비된 전기구동형 냉동차량를 제공함에 목적이 있다.
본 발명은 후방에 적재함이 설치되어 있는 차량 본체와, 상기 차량 본체에 설치되어 차량의 구동력을 발생시키는 구동모터와, 상기 구동모터로 전력을 공급하는 제1배터리와, 상기 차량 본체의 적재함으로 냉기를 공급하기 위해 적재함의 일측에 설치되는 냉동장치와, 상기 냉동장치를 가동하기 위한 전력을 공급하는 제2배터리와, 상기 제2배터리를 충전하기 위해 차량 본체의 하부에 설치되는 충전장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 충전장치의 충전은 선택적으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 충전장치는; 차체에 고정 설치되는 브라켓부와, 상기 브라켓부의 하단에 축결합되어 전후방향으로 기울어지도록 설치되는 바퀴지지대와, 상기 바퀴지지대에 설치되는 충전바퀴와, 상기 충전바퀴의 회전축에 결합되어 충전바퀴가 회전함에 따라 전력을 생산하는 발전기와, 상기 브라켓부와 바퀴지지대에 설치되어 충전바퀴가 지면에 접촉되어 발전기의 충전이 이루어지거나, 충전바퀴가 지면으로부터 이격되도록 작동하여 무부하 상태가 되도록 선택적으로 제어하는 충전제어부;로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 충전제어부는; 상기 바퀴지지대의 일측에 설치되어 바퀴지지대가 항시 들어 올려지도록 하여 충전바퀴가 지면으로부터 이격되도록 하는 상승스프링과, 상기 상승스프링의 반대편 바퀴지지대에 설치되어 충전시 상승스프링의 작용힘과 반대방향으로 바퀴지지대를 기울어지게 제어하여 충전바퀴가 지면에 닿도록 하는 충전가동부;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 충전제어부는 브라켓부에서 상승스프링이 설치되는 방향으로 연장되는 형태로 고정설치되는 고정바를 더 포함하고, 충전가동부는 상기 고정바의 반대편으로 연장되되, 회전가능하게 설치되어 회전에 따라 바퀴지지대의 한쪽 부분을 들어올리는 작동바와, 상기 작동바와 바퀴지지대 사이에 설치되어 작동바의 당김력을 바퀴지지대에 전달하는 압력스프링;으로 구성되는 특징으로 한다.
본 발명은 전기구동을 위한 제1배터리와 냉동장치 가동을 위한 제2배터리를 각각 사용함으로써, 냉동장치 가동에 따른 주행거리가 감소하지 않도록 하면서, 제2배터리의 전원을 냉동차량에 자체적으로 설치된 충전장치를 통해 주행과정에서 충전이 이루어짐으로써 제2배터리의 용량을 최소화하면서 에너지 사용효율을 높일 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은 냉동차량에 설치된 충전장치가 항시 충전상태를 유지하는 것이 아니라 주행환경에 따라 선택적으로 충전할 수 있도록 충전 여부를 제어함으로써, 에너지 효율을 극대화할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 충전장치가 구비된 전기구동형 냉동차량을 나타낸 구성도
도 2는 본 발명의 충전장치가 구비된 전기구동형 냉동차량의 전체 구성에 따른 설치 예시를 나타낸 도면
도 3은 본 발명에서 충전장치의 구성을 나타낸 확대도
도 4는 본 발명에서 충전장치의 구성을 나타낸 측면도
도 5 내지 6은 본 발명에서 충전장치의 충전시 바퀴가 지면에 닿도록 제어하는 상태를 나타낸 도면
도 7은 본 발명에 따른 충전장치가 구비된 전기구동형 냉동차량 또 다른 실시예를 구성도
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명의 충전장치가 구비된 전기구동형 냉동차량은 도 1 내지 2에 도시한 바와 같이 후방에 적재함(110)이 설치되어 있는 차량 본체(100)와, 상기 차량 본체(100)에 설치되어 차량의 구동력을 발생시키는 구동모터(200)와, 상기 구동모터(200)로 전력을 공급하는 제1배터리(300)와, 상기 차량 본체(100)의 적재함(110)으로 냉기를 공급하기 위해 적재함(110)의 일측에 설치되는 냉동장치(400)와, 상기 냉동장치(400)를 가동하기 위한 전력을 공급하는 제2배터리(500)와, 상기 제2배터리(500)를 충전하기 위해 차량 본체(100)의 하부에 설치되는 충전장치(600);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 냉동차량은 제1배터리(300)의 전력으로 차량이 움직이는 것으로서, 통상의 전기차 구동방식과 유사하다. 상기 제1배터리(300)는 차량의 구동을 책임지는 구성으로서, 고용량으로 이루어져 있으며 충전 역시 별도의 전기차 충전소에서 이루어지게 된다.
본 발명은 적재함(110)에 설치되는 냉동장치(400)가 제1배터리(300)가 아닌 제2배터리(500)에 의해서 가동된다. 즉, 제1배터리(300)는 차량의 주행에 관련된 전원으로 사용되는 것이고, 제2배터리(500)는 냉동장치(400)의 구동에 따른 전원으로 사용되는 것이다.
상기 냉동장치(400)는 적재함(110) 내부로 냉기를 공급하여 냉동식품과 같은 적재물의 신선도를 유지하는 장치로서, 냉동차량 본연의 역할이 이루어지도록 하는 구성이다. 상기 냉동장치(400)는 냉매가 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기를 거치는 형태의 공지의 냉동사이클로 이루어져 있으며, 공지의 냉동사이클은, 냉매를 고온 고압으로 압축하는 압축기, 압축된 냉매를 응축하는 응축기, 응축기를 통과한 냉매를 팽창시키는 팽창밸브, 팽창밸브를 통과한 냉매를 상온의 공기와 열교환을 이루며 주위의 잠열을 빼앗아 증발하는 증발기로 구성된다.
본 발명의 제2배터리(500)는 제1배터리(300)와 마찬가지로 전기충전소에서 기본적인 충전이 이루어진다. 그리고 제2배터리(500)는 제1배터리(300)와 다르게 주행과정에서 충전장치(600)를 통해 지속적으로 이루어지는 차이점이 있다. 따라서 제2배터리(500)는 배터리 사용량에 비해 배터리 용량을 최소화할 수 있는 이점이 있고 냉동장치(400) 가동에 따른 에너지 소모를 최소화할 수 있는 이점을 갖는다.
본 발명의 충전장치(600)는 차량 본체(100)의 하부에 설치되어 제2배터리(500)를 충전하는 구성이다. 좀 더 바람직하게는 도면에 도시한 바와 같이 차량 본체(100)의 앞바퀴와 뒷바퀴 사이에 설치되며, 충전장치(600)는 주행중에 항시 충전되지 않고 충전여부가 선택적으로 이루어지도록 제어하는 것이 좋다.
본 발명의 충전장치(600)는 도 3 내지 4에 도시한 바와 같이 차체에 고정 설치되는 브라켓부(610)와, 상기 브라켓부(610)의 하단에 축결합되어 전후방향으로 기울어지도록 설치되는 바퀴지지대(620)와, 상기 바퀴지지대(620)에 설치되는 충전바퀴(630)와, 상기 충전바퀴(630)의 회전축에 결합되어 충전바퀴(630)가 회전함에 따라 전력을 생산하는 발전기(640)와, 상기 브라켓부(610)와 바퀴지지대(620)에 설치되어 충전바퀴(630)가 지면에 접촉되어 발전기(640)의 충전이 이루어지거나, 충전바퀴(630)가 지면으로부터 이격되도록 작동하여 무부하 상태가 되도록 선택적으로 제어하는 충전제어부(650);로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 브라켓부(610)는 차량 본체(100)의 차체에 고정되는 구성이다. 그리고 상기 바퀴지지대(620)는 브라켓부(610)의 하단부에 결합되는데, 축결합되어 축을 중심으로 전후방향으로 기울어질 수 있도록 한다. 상기 바퀴지지대(620)는 충전바퀴(630)와, 충전바퀴(630)가 회전되도록 하는 베어링, 그리고 충전바퀴(630)의 회전에 따라 전기가 충전되는 발전기(640), 그리고 그리고 충전바퀴(630)의 회전축과 발전기(640)의 축을 연결하는 풀리장치가 설치된다.
상기 충전바퀴(630)는 지면에 접촉될 경우 주행방향에 맞게 회전하는 것으로서, 충전바퀴(630)의 크기는 앞,뒤 주행용 바퀴의 사이즈보다 1/3 내지 1/4 크기로 형성된다. 이와 같이 충전바퀴(630)의 크기를 주행용 바퀴에 비해 작게 하는 이유는 회전수를 높여 발전량을 극대화하기 위함이다.
상기 충전장치(600)는 충전바퀴(630)가 지면에 접촉되는 지의 여부에 따라 충전이 이루어지는데, 충전제어부(650)를 통해 충전바퀴(630)의 위치를 제어하여 충전여부를 선택하게 되는 것이다. 즉, 상기 충전제어부(650)는 브라켓부(610)와 바퀴지지대(620)에 설치되는 것으로서, 브라켓부(610)의 움직임을 제어함으로써 충전바퀴(630)가 지면에 닿거나 이격되는 형태로 충전제어가 이루어지는 것이다.
상기 충전제어부(650)에 대해 좀 더 구체적으로 설명하자면, 상기 바퀴지지대(620)의 일측에 설치되어 바퀴지지대(620)가 항시 들어 올려지도록 하여 충전바퀴(630)가 지면으로부터 이격되도록 하는 상승스프링(651)과, 상기 상승스프링(651)의 반대편 바퀴지지대(620)에 설치되어 충전시 상승스프링(651)의 작용힘과 반대방향으로 바퀴지지대(620)를 기울어지게 제어하여 충전바퀴(630)가 지면에 닿도록 하는 충전가동부(652);로 구성된다.
상기 상승스프링(651)은 평상시(충전을 하지 않는 상태) 바퀴지지대(620)의 뒤쪽을 위로 들어올려 줌으로써, 충전바퀴(630)와 지면(바닥면)사이에 이격거리(D)가 형성되도록 하는 것이다. 충전바퀴(630)가 지면으로부터 이격되기 때문에, 충전바퀴(630)의 부하가 전혀 없는 상태가 되며, 스프링의 당김력만으로 이 상태를 유지하게 된다.
상기 충전가동부(652)는 상승스프링(651)의 반대편 바퀴지지대(620)에 설치되는 것으로서, 충전시에 바퀴지지대(620)의 뒤쪽이 들어 올려진 상태를 다시 반대편으로 기울어지게 제어함으로써 충전바퀴(630)가 지면에 접촉될 수 있는 것이다. 즉, 바퀴지지대(620)의 회전축을 중심으로 상승스프링(651)의 반대편을 들어올리는 것이다.
그리고 본 발명의 충전제어부(650)는 도면에 도시한 바와 같이 브라켓부(610)에서 상승스프링(651)이 설치되는 방향으로 연장되는 형태로 고정설치되는 고정바(651a)를 더 포함할 수 있다. 그리고 충전가동부(652)는 상기 고정바(651a)의 반대편으로 연장되되, 회전가능하게 설치되어 회전에 따라 바퀴지지대(620)의 한쪽 부분을 들어올리는 작동바(652a)와, 상기 작동바(652a)와 바퀴지지대(620) 사이에 설치되어 작동바(652a)의 당김력을 바퀴지지대(620)에 전달하는 압력스프링(652b);으로 구성될 수 있다.
상기 고정바(651a)와 작동바(652a)는 도면에 도시한 바와 같이 하나의 결합축에 결합될 수 있다. 다만, 고정바(651a)는 회전하지 않은 형태로 결합되고 작동바(652a)는 회전가능한 형태로 결합되어야 한다. 그리고 상기 작동바(652a)의 형태는 회전제어가 용이하도록 도면에 도시한 바와 같이 " ㄱ " 자 형태로 형성되는 것이 좋다.
상기 작동바(652a)는 전자제어 방식에 의해 제어가 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 작동바(653a)의 끝 부분에 와이어(미도시)를 결합하여, 마그넷(magnet) 제어를 이용하여 와이어를 당기거나 푸는 형태로 작동바(653a)를 움직일 수 있다. 이 밖에도 작동바(652a)를 이동시키기 위한 수단은 다양하게 적용될 수 있기 때문에, 본 발명에서 구체적인 방식은 한정하지 않는다.
상기 압력스프링(652b)은 작동바(652a)와 바퀴지지대(620) 사이에 결합되는 것으로서, 작동바(652a)가 회전함에 따라 당김력을 바퀴지지대(620)에 전달되도록 하여 바퀴지지대(620)가 기울어지도록 하기 위함이다. 여기서 압력스프링(652b)은 충전바퀴(630)가 지면에 접촉될 수 있도록 압력을 가하는 역할을 하면서, 지면의 굴곡에 따라 충전바퀴(630)가 상,하로 움직일 경우, 압력스프링(652b)이 그에 따라 변형되면서 완충효과를 얻게 되는 것이다.
이와 같이 이루어지는 충전제어부(650)의 작동과정을 좀 더 구체적으로 설명하자면, 도 5 내지 6에 도시한 바와 같이 작동바(652a)를 시계방향으로 회전시키게 되면, 압력스프링(652b)이 늘어나면서 바퀴지지대(620)가 들어올려 지게 된다. 이렇게 작동바(652a)를 작용하는 힘은 상승스프링(651)의 들어올리는 힘보다 커야하며 반대편에 위치한 상승스프링(651)은 바퀴지지대(620)의 각도가 변화된 만큼 스프링은 늘어나게 된다. 이렇게 압력스프링(652b)과 상승스프링(651)이 서로 지지해주는 구조가 되면서 충전바퀴(630)는 안정적으로 지면에 접촉하여 회전하게 되는 것이다.
이렇게 회전되는 충전바퀴(630)는 발전기(640)를 통해 전기를 생산하여 제2배터리(500)로 전원이 공급되는 것이다. 그리고 나서 충전을 하지 않을 때에는 다시 작동바(652a)를 원래의 위치로 회전시켜 상승스프링(651)이 바퀴지지대(620)의 한쪽을 들어올리는 형태가 되어 충전바퀴(630)가 지면으로부터 이격된 형태가 되도록 한다.
아울러 본 발명은 도 7에 도시한 바와 같이 차량 본체(100)의 기울기를 측정하는 수평센서(700)를 더 포함하고, 상기 수평센서(700)를 통해 충전장치(600)의 충전이 선택적으로 이루어질 수 있다. 이와 같이 수평센서(700)를 통해 충전장치(600)의 충전제어가 이루어지는 목적은 내리막길을 인지하여 내리막길에서는 항시 충전이 이루어지도록 하여, 에너지 효율을 높이기 위함이다. 반대로, 오르막길에서는 바퀴의 부하가 크기 때문에 충전을 하지 않도록 제어하는 것이다.
즉, 오르막길과 내리막길 그리고 평지가 반복되는 주행환경에서 수평센서(700)를 통해 경사도에 따라 충전여부가 자동으로 제어함으로써, 사용자는 별도의 충전제어를 하지 않고도 에너지 효율을 극대화할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명은 상기 실시예를 참고하여 설명하였지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다.
100 : 차량본체 110 : 적재함
200 : 구동모터 300 : 제1배터리
400 : 냉동장치 500 : 제2배터리
600 : 충전장치 610 : 브라켓부
620 : 바퀴지지대 630 : 충전바퀴
640 : 발전기 650 : 충전제어부
651 : 상승스프링 651a : 고정바
652 : 충전가동부 652a : 작동바
652b : 압력스프링 700 : 수평센서

Claims (5)

  1. 후방에 적재함(110)이 설치되어 있는 차량 본체(100)와,
    상기 차량 본체(100)에 설치되어 차량의 구동력을 발생시키는 구동모터(200)와,
    상기 구동모터(200)로 전력을 공급하는 제1배터리(300)와,
    상기 차량 본체(100)의 적재함(110)으로 냉기를 공급하기 위해 적재함(110)의 일측에 설치되는 냉동장치(400)와,
    상기 냉동장치(400)를 가동하기 위한 전력을 공급하는 제2배터리(500)와,
    상기 제2배터리(500)를 충전하기 위해 차량 본체(100)의 하부에 설치되는 충전장치(600);를 포함하고,
    상기 충전장치(600)의 충전은 선택적으로 이루어지며,
    상기 충전장치(600)는;
    차체에 고정 설치되는 브라켓부(610)와,
    상기 브라켓부(610)의 하단에 축결합되어 전후방향으로 기울어지도록 설치되는 바퀴지지대(620)와,
    상기 바퀴지지대(620)에 설치되는 충전바퀴(630)와,
    상기 충전바퀴(630)의 회전축에 결합되어 충전바퀴(630)가 회전함에 따라 전력을 생산하는 발전기(640)와,
    상기 브라켓부(610)와 바퀴지지대(620)에 설치되어 충전바퀴(630)가 지면에 접촉되어 발전기(640)의 충전이 이루어지거나, 충전바퀴(630)가 지면으로부터 이격되도록 작동하여 무부하 상태가 되도록 선택적으로 제어하는 충전제어부(650);로 구성되는 것을 특징으로 하는 충전장치가 구비된 전기구동형 냉동차량
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 충전제어부(650)는;
    상기 바퀴지지대(620)의 일측에 설치되어 바퀴지지대(620)가 항시 들어 올려지도록 하여 충전바퀴(630)가 지면으로부터 이격되도록 하는 상승스프링(651)과,
    상기 상승스프링(651)의 반대편 바퀴지지대(620)에 설치되어 충전시 상승스프링(651)의 작용힘과 반대방향으로 바퀴지지대(620)를 기울어지게 제어하여 충전바퀴(630)가 지면에 닿도록 하는 충전가동부(652);로 이루어지는 것을 특징으로 하는 충전장치가 구비된 전기구동형 냉동차량
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 충전제어부(650)는
    브라켓부(610)에서 상승스프링(651)이 설치되는 방향으로 연장되는 형태로 고정설치되는 고정바(651a)를 더 포함하고, 충전가동부(652)는 상기 고정바(651a)의 반대편으로 연장되되, 회전가능하게 설치되어 회전에 따라 바퀴지지대(620)의 한쪽 부분을 들어올리는 작동바(652a)와, 상기 작동바(652a)와 바퀴지지대(620) 사이에 설치되어 작동바(652a)의 당김력을 바퀴지지대(620)에 전달하는 압력스프링(652b);으로 구성되는 특징으로 하는 충전장치가 구비된 전기구동형 냉동차량


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