KR102490649B1 - 쇼크업소버를 이용한 전기차 발전장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기차의 주행 중 발생하는 충격을 흡수하는 쇼크업소버의 운동에너지를 전기에너지로 전환하여 배터리에 저장할 수 있는 쇼크업소버를 이용한 전기차 발전장치에 관한 것이다.
이러한 본 발명은, 전기차의 주행 중에 발생하는 충격을 흡수하도록 수직으로 왕복하는 운동에너지를 발생하는 쇼크업소버; 상기 쇼크업소버에서 발생된 운동에너지를 증폭시키도록 레버로 연결되어 증폭된 운동에너지를 전기에너지로 전환하는 선형발전기; 상기 선형발전기에서 전환된 전기에너지를 저장하는 콘덴서; 상기 콘덴서에 저장된 전류를 정류하여 배터리로 출력하는 정류기;를 포함하는 것을 기술사상으로 한다.
따라서, 본 발명은 전기차의 주행 중 발생하는 충격을 흡수하는 쇼크업소버의 운동에너지를 레버를 통해 증폭시켜서 선형발전기를 통해 전기에너지로 전환한 후 배터리로 출력하므로, 전기차의 운행에 필요한 주요 에너지 또는 보조 에너지로 활용할 수 있는 매우 유용한 효과가 있다.

Description

쇼크업소버를 이용한 전기차 발전장치{Electric vehicle power generation system using shock absorber}

본 발명은 쇼크업소버를 이용한 전기차 발전장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전기차의 주행 중 발생하는 충격을 흡수하는 쇼크업소버의 운동에너지를 전기에너지로 전환하여 배터리에 저장할 수 있는 쇼크업소버를 이용한 전기차 발전장치에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 전기차는 배터리에 저장된 전력으로 모터를 회전하여 주행하는 이동수단이다.

반면, 내연기관 자동차는 화석연료를 연소시켜서 얻은 구동에너지를 이용하여 주행하는 이동수단이다.

따라서, 전기차에는 기존 자동차에서 가장 중요한 요소였던 엔진과 변속기가 없는 대신, 전기 동력과 관련된 부품이 자리를 잡고 있다.

이러한 부품은 구동모터와 감속기와 배터리와 온보드차저 및 통합전력제어장치 등을 포함하며, 모두 배터리의 전력으로 모터를 구동하기 위한 부품이다.

여기서, 구동모터는 전기에너지를 운동에너지로 전환하여 바퀴를 굴리는데, 모터를 구동 장치로 사용하므로 다양한 장점이 있다.

일단, 주행 중에 발생하는 소음과 진동이 매우 적어서 전기파에 처음 탑승한 사람은 전기차 특유의 조용하고 안락한 승차감에 놀라게 된다.

그리고 전기차의 파워트레인은 엔진보다 크기가 작아서 공간 활용성을 높이는데 유리하므로 남는 공간을 효율적으로 활용할 수 있다.

또한, 구동모터는 발전기의 기능을 겸하는데, 내리막길 등 탄력 주행 시 발생하는 운동 에너지를 전기 에너지로 전환하여 배터리에 저장할 수 있다.

다음, 배터리는 전기 에너지를 저장하는 부품으로서, 내연기관 자동차의 연료탱크에 해당한다. 배터리는 전기차의 주행거리를 좌우하므로 용량이 클수록 전기파의 주행거리도 늘어나게 된다.

이러한 배터리는 부피와 무게 때문에 용량을 키우는 것은 간단하지 않다. 큰 배터리를 설치하면 실내 공간이 줄고 에너지 효율이 떨어질 뿐만 아니라 운동성능에도 부정적인 영향을 미치게 된다.

따라서, 근래에는 배터리를 크게 만들지 않고 전기차의 주행 중 발생하는 운동에너지를 전기에너지로 전환하여 주행에 효율적으로 이용할 수 있는 기술이 요구되고 있다.

(0001) 대한민국 등록특허 제10-1349630호(등록일자 2014년01월03일)

본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 전기차의 주행 중 발생하는 충격을 흡수하는 쇼크업소버의 운동에너지를 전기에너지로 전환하여 배터리에 저장할 수 있는 쇼크업소버를 이용한 전기차 발전장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 전기차의 주행 중에 발생하는 충격을 흡수하도록 수직으로 왕복하는 운동에너지를 발생하는 쇼크업소버; 상기 쇼크업소버에서 발생된 운동에너지를 증폭시키도록 레버로 연결되어 증폭된 운동에너지를 전기에너지로 전환하는 선형발전기; 상기 선형발전기에서 전환된 전기에너지를 저장하는 콘덴서; 상기 콘덴서에 저장된 전류를 정류하여 배터리로 출력하는 정류기;를 포함하는 것을 기술사상으로 한다.

상기 선형발전기는, 영구자석이 구비되어 상기 쇼크업소버에서 발생된 운동에너지를 증폭시키도록 연결된 레버에 의해 선형 왕복운동하는 무버, 상기 무버의 왕복운동에 의해 영구자석에 형성되는 자력으로 유도전류를 생성하도록 권선을 갖는 스테이터를 포함할 수 있다.

상기 쇼크업소버는 튜브, 상기 튜브에 피스톤으로 신축 가능하게 결합되는 로드를 포함할 수 있다.

이때, 상기 레버의 일단부는 상기 튜브의 외면에 회전 가능하게 연결되고 타단부는 상기 무버의 하단부에 회전 가능하게 연결되며, 그 사이는 크로스멤버에 설치된 피벗에 의해 상하로 회전 가능하게 지지될 수 있다.

상술한 해결 수단으로 구현된 본 발명에 따르면, 전기차의 주행 중 발생하는 충격을 흡수하는 쇼크업소버의 운동에너지를 레버를 통해 증폭시켜서 선형발전기를 통해 전기에너지로 전환한 후 배터리로 출력하므로, 전기차의 운행에 필요한 주요 에너지 또는 보조 에너지로 활용할 수 있는 매우 유용한 효과가 있다.

도 1은 일반적인 현가장치를 나타낸 사시도.
도 2는 일반적인 현가장치를 다른 방향에서 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 정면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 블록도.

이하에서는 본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공한다.

이에 따라, 도면에서 표현한 구성요소의 형상 등은 더욱 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현할 수 있으며, 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다.

또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 관한 상세한 설명은 생략할 수 있다.

본 발명의 실시예에 의한 쇼크업소버(100)를 이용한 전기차 발전장치는, 전기차의 주행 중에 발생하는 충격을 흡수하도록 수직으로 왕복하는 운동에너지를 발생하는 쇼크업소버(100), 쇼크업소버(100)에서 발생된 운동에너지를 증폭시키도록 레버(500)로 연결되어 증폭된 운동에너지를 전기에너지로 전환하는 선형발전기(400), 선형발전기(400)에서 전환된 전기에너지를 저장하는 콘덴서, 콘덴서에 저장된 전류를 정류하여 배터리(700)로 출력하는 정류기(600)를 포함한다.

쇼크업소버(100)는 차체와 차축 사이에 연결되어 주행 중 발생되는 노면의 충격과 진동을 흡수하여 승차감을 향상시키는 현가장치(SS)(suspension system)의 하나이다.

도 1은 일반적인 현가장치(SS)를 나타낸 사시도이고, 도 2는 일반적인 현가장치(SS)를 다른 방향에서 나타낸 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 현가장치(SS)는 쇼크업소버(100)와 코일스프링(200) 및 스태빌라이저(300)를 포함한다.

쇼크업소버(100)는 튜브(110), 튜브(110)에 피스톤(도시생략)으로 신축 가능하게 결합되는 로드(120)를 포함한다.

튜브(110)는 차축에 연결된 너클(310)에 회전 가능하게 결합되고, 로드(120)의 외측 단부는 크로스멤버(320)에 연결된 서스펜션암(330)에 결합된다.

코일스프링(200)은 쇼크업소버(100)의 상부와 중앙에 각각 구비된 양측 스프링시트(130) 사이에 설치되어 노면의 충격을 탄성적으로 완충시킨다.

이러한 쇼크업소버(100)는 전기차의 주행 중에 발생하는 충격을 흡수하도록 수직으로 왕복하여 운동에너지를 발생하게 된다.

선형발전기(400)는 쇼크업소버(100)에서 발생된 운동에너지를 전기에너지로 전환하는 기능을 한다.

도 3을 참조하면, 선형발전기(400)는 영구자석(411)이 구비되어 쇼크업소버(100)에서 발생된 운동에너지를 증폭시키도록 연결된 레버(500)에 의해 선형 왕복운동하는 무버(410), 무버(410)의 왕복운동에 의해 영구자석(411)에 형성되는 자력으로 유도 전류를 생성하도록 권선(421)을 갖는 스테이터(420)를 포함한다.

레버(500)는 쇼크업소버(100)에서 발생된 운동에너지를 큰 폭으로 증폭시켜서 무버(410)가 선형 왕복운동하는 행정 거리, 즉 무버(410)의 상사점과 하사점 사이의 거리를 50~100㎜로 형성하게 된다.

이를 위해 레버(500)의 일단부는 튜브(110)의 외면에 회전 가능하게 연결되고 타단부는 무버(410)의 하단부에 회전 가능하게 연결되며, 그 사이는 크로스멤버(320)에 설치된 피벗(510)에 의해 상하로 회전 가능하게 지지된다.

통상적으로 쇼크업소버(100)는 노면의 충격과 진동을 흡수하기 위해 3~10㎜ 범위 내에서 상하로 작동하는데, 이러한 범위 내의 작동만으로는 무버(410)의 선형 왕복운동을 크게 이끌 수 없으므로, 레버(500)를 통해 쇼크업소버(100)의 운동에너지를 크게 증폭시켜서 무버(410)의 선형 왕복운동을 크게 유도하여 전기에너지로 전환할 수 있게 된다.

이와 같이 레버(500)에 의해 증폭된 운동에너지는 영구자석(411)을 갖는 무버(410)를 상하로 선형 왕복운동시켜서 스테이터(420)의 권선(421)에서 기전력을 유도하게 된다.

콘덴서는 선형발전기(400)에서 전환된 전기에너지를 저장하게 된다.

정류기(600)는 콘덴서에 저장된 전류를 정류하여 배터리(700)로 출력한다.

부연하면, 선형발전기(400)에서 발생된 전력은 교류로서, 무버(410)의 왕복 운동에 의해 운동 방향이 바뀌는 경우 기전력 또한 반대로 유도되므로 전기차의 배터리(700)에 충전하기 위해서는 콘덴서에 저장된 직류를 정류기(600)를 통해 직류로 변환한 후 배터리(700)로 출력하여야 한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 의한 쇼크업소버(100)를 이용한 전기차 발전장치는 전기차의 전륜과 후륜에 각각 설치하는 것이 바람직하다.

선택적으로, 본 발명의 실시예에 의한 쇼크업소버(100)를 이용한 전기차 발전장치는 전기차의 전륜과 후륜에 각각 두 개씩 설치할 수 있다.

따라서, 본 발명은 전기차의 주행 중 발생하는 충격을 흡수하는 쇼크업소버(100)의 운동에너지를 레버(500)를 통해 증폭시켜서 선형발전기(400)를 통해 전기에너지로 전환한 후 배터리(700)로 출력하므로, 전기차의 운행에 필요한 주요 에너지 또는 보조 에너지로 활용할 수 있는 장점이 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있다.

그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있다.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이며, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 기술사상과 그 범위 내에 있는 모든 변형물, 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

100 : 쇼크업소버 110 : 튜브
120 : 로드 130 : 스프링시트
200 : 코일스프링 300 : 스태빌라이저
310 : 너클 320 : 크로스멤버
330 : 서스펜션암 400 : 선형발전기
410 : 무버 411 : 영구자석
420 : 스테이터 421 : 권선
500 : 레버 510 : 피벗
600 : 정류기 700 : 배터리
SS : 현가장치

Claims (3)

1. 전기차의 주행 중에 발생하는 충격을 흡수하도록 수직으로 왕복하는 운동에너지를 발생하는 쇼크업소버;
   상기 쇼크업소버에서 발생된 운동에너지를 전기에너지로 전환하는 선형발전기;
   상기 선형발전기에서 전환된 전기에너지를 저장하는 콘덴서; 및
   상기 콘덴서에 저장된 전류를 정류하여 배터리로 출력하는 정류기를 포함하고,
   상기 선형발전기는,
   상기 쇼크업소버에서 발생된 운동에너지를 큰 폭으로 증폭시키는 레버와, 상기 레버에 의해 상사점과 하사점 사이의 행정 거리 범위 안에서 선형 왕복운동하는 무버와, 상기 무버의 선형 왕복운동에 의해 영구자석에 형성되는 자력으로 유도 전류를 생성하도록 권선을 갖는 스테이터를 포함하며,
   상기 쇼크업소버는, 튜브 및 상기 튜브에 피스톤으로 신축 가능하게 결합되는 로드를 포함하고,
   상기 레버의 일단부는 상기 튜브의 외면에 회전 가능하게 연결되고, 타단부는 상기 무버의 하단부에 회전 가능하게 연결되며, 그 사이는 크로스멤버에 설치된 피벗에 의해 상하로 회전 가능하게 지지되는 것을 특징으로 하는 쇼크업소버를 이용한 전기차 발전장치.
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