KR102649569B1 - Hydrogen fuel cell-based electric powered leisure boat - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 수상에서 부유 가능하도록 바닥판부의 가장자리를 따라 측판부가 상측으로 형성되며, 일측에는 조향수단이 마련된 선체, 선체의 선미부에 설치되며, 선체가 수상에서 이동할 수 있도록 추진력을 발생시키는 전기구동 추진부, 선체의 중심부에 설치되며, 수소를 연료로 하여 전기를 발생시키는 수소연료 전지부, 수소연료 전지부를 기준으로 선체 좌,우측에 대칭 배치되게 설치되며, 수소연료 전지부와 연결되어, 수소연료 전지부에서 발생된 전기를 저장하는 한 쌍의 전원저장 전지부, 전기구동 추진부와 수소연료 전지부 및 전원저장 전지부와 연결되게 설치되어, 탑승자에 의해 선택된 운전모드에 따라 수소연료 전지부 및 전원저장 전지부 중 적어도 하나를 통해 전기구동 추진부로의 전기 공급이 이루어지도록 제어하는 전원공급 제어부를 포함하는 수소연료전지 기반 전기추진 레저용 보트를 제공한다.The present invention is a hull in which a side plate is formed upward along the edge of the bottom plate so that it can float on the water, and a steering means is provided on one side. It is installed on the stern of the hull, and electricity generates a propulsion force so that the hull can move on the water. The driving propulsion unit is installed in the center of the hull, and the hydrogen fuel cell unit, which generates electricity using hydrogen as fuel, is installed symmetrically on the left and right sides of the hull based on the hydrogen fuel cell unit, and is connected to the hydrogen fuel cell unit, A pair of power storage battery units that store electricity generated from the hydrogen fuel cell unit, installed in connection with the electric drive propulsion unit, the hydrogen fuel cell unit, and the power storage battery unit, supply hydrogen fuel according to the driving mode selected by the occupants. Provided is a hydrogen fuel cell-based electric propulsion leisure boat that includes a power supply control unit that controls electricity to be supplied to the electric drive propulsion unit through at least one of the branch and the power storage battery unit.

Description

수소연료전지 기반 전기추진 레저용 보트{Hydrogen fuel cell-based electric powered leisure boat}Hydrogen fuel cell-based electric powered leisure boat

본 발명은 수소연료전지를 기반으로 한 전기추진 보트에 탑승객이 탑승한 상태로 선상에서 수상 레저를 즐기는 수소연료전지 기반 전기추진 레저용 보트에 관한 것이다The present invention relates to a hydrogen fuel cell-based electric propulsion leisure boat where passengers enjoy water leisure on board the electric propulsion boat based on hydrogen fuel cells.

해양레저문화가 발달하면서 많은 사람들이 바다나 강을 찾아 해양레저를 즐기고 있으며 그에 따라 다양한 해양레저장비가 개발되고 있다. As marine leisure culture develops, many people visit the sea or rivers to enjoy marine leisure, and various marine leisure equipment are being developed accordingly.

특히, 수상레저나 수중을 체험하고 경험할 수 있는 해양레저로 그 범위가 점차 확산되고 있는 바, 레저용 요트나 보트 등 수요도 증대되고 있다.In particular, as the scope of water leisure and marine leisure that allows you to experience and explore underwater is gradually expanding, the demand for leisure yachts and boats is also increasing.

그런데, 국제연합의 기후변화협약에서 온실가스 배출에 대한 규제가 발효됨에 따라 국제해사기구에서는 해양 환경 파괴 요인에 대한 규정을 제정하였고, 질소산화물 및 황산화물 배출에 대한 규제를 강화하고 있어 이러한, 규제를 받지 않는 레저용 보트의 필요성이 점차 커지고 있다.However, as regulations on greenhouse gas emissions came into effect in the United Nations Framework Convention on Climate Change, the International Maritime Organization established regulations on factors that destroy the marine environment and is strengthening regulations on nitrogen oxide and sulfur oxide emissions. The need for recreational boats that are not subject to traffic is gradually increasing.

이에 따라, 레저용 보트의 추진 장치도 디젤 엔진 체계에서 전기 모터, 전지 등을 이용하는 친환경 동력 체계로 변화되고 있다. 즉, 해상이나 육상에서 전지에 대한 충전을 수행한 후, 전지의 전기공급 수명시간까지 운항이 이루어지게 된다.Accordingly, the propulsion system of leisure boats is also changing from a diesel engine system to an eco-friendly power system using electric motors, batteries, etc. In other words, after charging the battery at sea or on land, navigation is carried out until the battery's electricity supply lifespan.

그러나, 종래의 전기 모터와 전지로 구성된 보트의 추진 동력 체계는, 전지의 충전 성능에 따라 운항 능력이 결정되고, 오랜시간 및 장거리에 대해 안정적인 운항 유지에 어려움이 있다.However, the propulsion power system of a boat consisting of a conventional electric motor and a battery determines the navigation ability depending on the charging performance of the battery, and it is difficult to maintain stable operation for a long time and over a long distance.

또한, 종래에는 수상에서의 운항시 부식으로 인한 전지 성능 저하나 화재의 위험이 있다.In addition, conventionally, there is a risk of battery performance deterioration or fire due to corrosion when operating on water.

이러한, 전기모터를 이용한 보트에 대한 관련 기술은, 대한민국 공개실용신안 제2008-0005204호(2008.11.06)에 제시된다.This related technology for boats using electric motors is presented in Republic of Korea Public Utility Model No. 2008-0005204 (2008.11.06).

본 발명은, 전기모터를 추진 동력수단으로 사용시, 전기모터로의 전원공급이 안정적으로 이루어지게 하면서 수상에서의 운항 유지시간 및 운항 거리를 증대시킬 수 있는 수소연료전지 기반 전기추진 레저용 보트를 제공하는데 목적이 있다.The present invention provides a hydrogen fuel cell-based electric propulsion leisure boat that can increase the operating time and operating distance on the water while stably supplying power to the electric motor when using an electric motor as a propulsion power source. There is a purpose to doing this.

본 발명은, 수상에서 부유 가능하도록 바닥판부의 가장자리를 따라 측판부가 상측으로 형성되며, 일측에는 조향수단이 마련된 선체, 상기 선체의 선미부에 설치되며, 선체가 수상에서 이동할 수 있도록 추진력을 발생시키는 전기구동 추진부, 상기 선체의 중심부에 설치되며, 수소를 연료로 하여 전기를 발생시키는 수소연료 전지부, 상기 수소연료 전지부를 기준으로 선체 좌,우측에 대칭 배치되게 설치되며, 수소연료 전지부와 연결되어, 수소연료 전지부에서 발생된 전기를 저장하는 한 쌍의 전원저장 전지부, 상기 전기구동 추진부와 수소연료 전지부 및 전원저장 전지부와 연결되게 설치되어, 탑승자에 의해 선택된 운전모드에 따라 수소연료 전지부 및 전원저장 전지부 중 적어도 하나를 통해 전기구동 추진부로의 전기 공급이 이루어지도록 제어하는 전원공급 제어부를 포함하는 수소연료전지 기반 전기추진 레저용 보트를 제공한다.The present invention is a hull in which a side plate is formed upward along the edge of the bottom plate so that it can float on the water, and a steering means is provided on one side, installed at the stern of the hull, and generating a propulsive force so that the hull can move on the water. An electrically driven propulsion unit, installed in the center of the hull, a hydrogen fuel cell unit that generates electricity using hydrogen as fuel, and installed symmetrically on the left and right sides of the hull with respect to the hydrogen fuel cell unit, and a hydrogen fuel cell unit and A pair of power storage battery units that are connected and store electricity generated from the hydrogen fuel cell unit, are installed to be connected to the electric drive propulsion unit, the hydrogen fuel battery unit, and the power storage battery unit, and are installed in a driving mode selected by the occupant. Accordingly, a hydrogen fuel cell-based electric propulsion leisure boat is provided that includes a power supply control unit that controls electricity to be supplied to the electric drive propulsion unit through at least one of the hydrogen fuel cell unit and the power storage battery unit.

또한, 상기 선체는, 상기 전원저장 전지부를 삽입상태로 배치하도록 선체의 중심부를 기준으로 선체 좌,우측에 대칭되게 저장전지설치공간이 마련된 메인데크, 상기 메인데크의 중심부에 결합된 상태로 수소연료전지부를 삽입 배치하도록 수소전지삽입공간이 마련된 센터데크를 더 결합 구비할 수 있다.In addition, the hull has a main deck with storage battery installation spaces symmetrically located on the left and right sides of the hull with respect to the center of the hull to place the power storage battery in an inserted state, and hydrogen fuel in a state coupled to the center of the main deck. A center deck with a hydrogen battery insertion space can be further provided to insert and place the battery unit.

또한, 상기 전기구동 추진부는, 선체의 중심부를 기준으로 선체의 선미부 양측에 대칭되게 배치되도록 한 쌍으로 구성되며, 상기 전기구동 추진부는, 전기모터와, 전기모터의 회전축 단부에 결합되는 프로펠러를 포함할 수 있다.In addition, the electric drive propulsion unit is composed of a pair so as to be symmetrically disposed on both sides of the stern part of the hull with respect to the center of the hull, and the electric drive propulsion unit includes an electric motor and a propeller coupled to the end of the rotation shaft of the electric motor. It can be included.

또한, 상기 선체의 바닥판부는 원형 형태를 가지며, 상기 선체의 바닥판부 저면에는 선체의 중심부를 기준으로 좌,우측에 대칭되게 한 쌍의 빌지킬이 돌출 형성되고, 상기 빌지킬은 선체의 선수에서 선미 방향으로 직선형으로 연장될 수 있다.In addition, the bottom plate of the hull has a circular shape, and a pair of bilge keels are formed to protrude symmetrically on the left and right sides with respect to the center of the hull on the bottom of the bottom of the hull, and the bilge keels are formed at the bow of the hull. It may extend in a straight line toward the stern.

또한, 상기 수소연료 전지부는, 수소를 저장하는 수소탱크, 상기 수소탱크와 연결되어, 수소탱크로부터 수소를 공급받아 전기를 발생시키는 수소전지스택을 포함하며, 수소탱크는 선체에 착탈 가능하게 설치될 수 있다.In addition, the hydrogen fuel cell unit includes a hydrogen tank that stores hydrogen, and a hydrogen battery stack that is connected to the hydrogen tank and generates electricity by receiving hydrogen from the hydrogen tank. The hydrogen tank may be detachably installed on the hull. You can.

또한, 청구항 1에 있어서, 선체에는 탑승자에 의한 운전모드를 선택할 수 있는 운전선택수단을 구비하고, 상기 운전모드는, 고속운전모드와, 주운전모드 및, 비상운전모드를 포함하며, 상기 고속운전모드일 경우, 수소연료 전지부에서 발생된 전기 및 전원저장 전지부에 저장된 전기를 전기구동 추진부로 공급하고, 상기 주운전모드일 경우, 수소연료 전지부에서 발생된 전기를 전원저장 전지부 및 전기구동 추진부로 공급하고, 상기 비상운전모드일 경우, 전원저장 전지부에 저장된 전기를 전기구동 추진부로 공급할 수 있다.In addition, according to claim 1, the hull is provided with an operation selection means for selecting an operation mode by the occupants, the operation mode includes a high-speed operation mode, a main operation mode, and an emergency operation mode, and the high-speed operation In this mode, electricity generated in the hydrogen fuel cell unit and electricity stored in the power storage battery unit are supplied to the electric drive propulsion unit, and in the main operation mode, electricity generated in the hydrogen fuel cell unit is supplied to the power storage battery unit and electricity. It is supplied to the driving propulsion unit, and in the emergency operation mode, the electricity stored in the power storage battery unit can be supplied to the electric driving propulsion unit.

본 발명에 따른 수소연료전지 기반 전기추진 레저용 보트는, 선체를 수상에서 전기구동 추진부를 통해 운항시, 수소를 연료로 전기를 발생시키는 수소연료 전지부로부터 전원을 공급받는 바, 안정적인 전원공급 및 수상에서의 운항 시간 증대 및 운항 거리를 안정적으로 유지할 수 있게 한다.The hydrogen fuel cell-based electric propulsion leisure boat according to the present invention receives power from the hydrogen fuel cell unit that generates electricity using hydrogen as fuel when the hull is operated on the water through the electric drive propulsion unit, providing stable power supply and It allows to increase navigation time on the water and maintain stable navigation distance.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수소연료전지 기반 전기추진 레저용 보트의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수소연료전지 기반 전기추진 레저용 보트의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수소연료전지 기반 전기추진 레저용 보트의 정면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수소연료전지 기반 전기추진 레저용 보트의 사시도이다.Figure 1 is a perspective view of a hydrogen fuel cell-based electric propulsion leisure boat according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a plan view of a hydrogen fuel cell-based electric propulsion leisure boat according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a front view of a hydrogen fuel cell-based electric propulsion leisure boat according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a perspective view of a hydrogen fuel cell-based electric propulsion leisure boat according to another embodiment of the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수소연료전지 기반 전기추진 레저용 보트의 사시도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수소연료전지 기반 전기추진 레저용 보트의 평면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수소연료전지 기반 전기추진 레저용 보트의 정면도이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 일 실시예의 수소연료전지 기반 전기추진 레저용 보트는, 선체(100), 전기구동 추진부(200), 수소연료 전지부(300), 전원저장 전지부(400), 전원공급 제어부(500)를 구비하고 있다.Figure 1 is a perspective view of a hydrogen fuel cell-based electric propulsion leisure boat according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a plan view of a hydrogen fuel cell-based electric propulsion leisure boat according to an embodiment of the present invention, and Figure 3 is a front view of a hydrogen fuel cell-based electric propulsion leisure boat according to an embodiment of the present invention. Referring to FIGS. 1 to 3, the hydrogen fuel cell-based electric propulsion leisure boat of one embodiment includes a hull 100, an electric drive propulsion unit 200, a hydrogen fuel cell unit 300, and a power storage battery unit 400. ), and is provided with a power supply control unit 500.

상기 선체(100)는 수상에서 부유 가능하게 배치된 상태로 수소연료전지 기반 전기추진 레저용 보트에 탑승자를 수용할 수 있는 공간 및 전기구동 추진부(200)과, 전원저장 전지부(400) 및 수소연료 전지부(300)을 설치할 수 있는 공간을 제공하는 부분이다. 이러한, 선체(100)는 수상에서 부유 가능하도록 바닥판부(100a)의 가장자리를 따라 측판부(100b)가 상측으로 형성된 형태를 가질 수 있다. 이때, 선체(100)의 바닥판부(100a)는 탑승자의 수용 및 전원저장 전지부(400) 및 수소연료 전지부(300)를 설치할 수 있는 공간을 만들 수 있도록 원형 형태의 판재인 것으로 도시하였으나, 이에 한정하지 않고 다각형 형태의 판재로 이루어질 수도 있음은 물론이다. 여기서, 선체(100)의 바닥판부(100a) 및 측판부(100b)는 유리섬유강화플라스틱(FRP)를 사용하는 것이 바람직하나 이에 한정하지 않음은 물론이다.The hull 100 is arranged to float on the water and includes a space for accommodating passengers in a hydrogen fuel cell-based electric propulsion leisure boat, an electric drive propulsion unit 200, a power storage battery unit 400, and This is a part that provides a space where the hydrogen fuel cell unit 300 can be installed. The hull 100 may have a side plate portion 100b formed upward along the edge of the bottom plate portion 100a so that it can float on water. At this time, the bottom plate portion 100a of the hull 100 is shown as a circular plate to create a space for accommodating passengers and installing the power storage battery portion 400 and the hydrogen fuel cell portion 300. Of course, it is not limited to this and may be made of a polygonal plate. Here, the bottom plate portion 100a and the side plate portion 100b of the hull 100 are preferably made of glass fiber reinforced plastic (FRP), but are of course not limited thereto.

그리고, 상기 선체(100)의 일측에는 수상에서 선체(100)의 조향을 가능하게 하는 조향수단(110)을 연결 구비한다. 이러한, 조향수단(110)은 선체(100)에 구비되는 조향타(120) 부분과 연결되어, 선체(100)의 운항시 조향타(120) 부분을 조절되게 하면서 조향을 가능하게 한다. 여기서, 조향수단(110)의 조향타(120)는 전기구동 추진부(200)와 연결되게 설치된 것으로 도시하였으나, 이에 한정하지 않고 선체(100)의 선미부에 연결될 수 있음은 물론이다.In addition, a steering means 110 that enables steering of the hull 100 on the water is connected to one side of the hull 100. The steering means 110 is connected to the steering rudder 120 provided on the hull 100, and enables steering by adjusting the steering rudder 120 when the hull 100 is operated. Here, the steering rudder 120 of the steering means 110 is shown as being installed to be connected to the electric propulsion unit 200, but it is not limited to this and of course can be connected to the stern of the hull 100.

또한, 상기 선체(100)의 일측에는 수소연료 전지부(300) 및 전기구동 추진부(200)와 연결되어, 수소연료 전지부(300)의 수소전지스택(320) 구동 및 전기구동 추진부(200)의 전기모터(210) 구동 여부를 탑승자가 수동으로 제어할 수 있게 하는 시동제어부(도면미도시)를 구비할 수 있다. 또한, 시동제어부는 복수의 전기구동 추진부(200) 중 선택된 전기구동 추진부(200)의 전기모터(210) 만을 구동되게 하면서 수상에서 선체(100)의 위치에 따른 추진력을 조절하여, 수상에서 선체(100)의 조향이 이루어지게 할 수도 있다.In addition, on one side of the hull 100, it is connected to the hydrogen fuel cell unit 300 and the electrically driven propulsion unit 200, driving the hydrogen cell stack 320 of the hydrogen fuel cell unit 300 and the electrically driven propulsion unit ( It may be provided with an ignition control unit (not shown) that allows the rider to manually control whether the electric motor 210 of the vehicle 200) is driven. In addition, the starting control unit controls the propulsion force according to the position of the hull 100 on the water while driving only the electric motor 210 of the electric propulsion unit 200 selected from among the plurality of electric propulsion units 200. Steering of the hull 100 may also be achieved.

더불어, 상기 선체(100)의 상부에는 전원저장 전지부(400)와 수소연료 전지부(300)를 선체(100) 상에 별도의 구획에 삽입 배치할 수 있게 하면서 선체(100)의 바닥판부(100a)나 측판부(100b)의 손상시 전원저장 전지부(400)와 수소연료 전지부(300)가 수분이나 충격에 의한 손상이 발생하는 것을 방지할 수 있도록 메인데크(101) 및 센터데크(102)를 결합 구비한다. 즉, 메인데크(101)는 선체(100)의 바닥판부(100a) 상측에 전원저장 전지부(400)를 삽입상태로 배치할 수 있게 한다. 이러한, 메인데크(101)에는 선체(100)의 중심부를 기준으로 선체(100)의 좌,우측에 대칭되게 저장전지설치공간(101a)이 마련되고, 저장전지설치공간(101a)에는 전원저장 전지부(400)를 삽입 배치한다. 그리고, 메인데크(101)에는 저장전지설치공간(101a)의 상측을 개폐하는 덮개(101b)를 연결 구비할 수 있다. 또한, 센터데크(102)는 선체(100)의 바닥판부(100a) 상측, 보다 상세하게는 메인데크(101)의 상부에 수소연료 전지부(300)를 삽입 배치할 수 있게 한다. 이러한, 센터데크(102)에는 선체(100)의 중심부에 배치되게 수소전지삽입공간(102a)이 마련되고, 수소전지삽입공간(102a)에는 수소연료 전지부(300)를 삽입 배치한다. 그리고, 센터데크(102)에는 수소전지삽입공간(102a)의 상측을 개폐하는 덮개(102b)를 연결 구비할 수 있다. 여기서, 메인데크(101)의 상측 및 센터데크(102)의 상측은 각각 덮개(101b, 102b)로 밀폐시 탑승객자들이 앉을 수 있는 좌석 구조를 가지도록 형성될 수 있다.In addition, on the upper part of the hull 100, the power storage battery unit 400 and the hydrogen fuel battery unit 300 can be inserted and placed in a separate compartment on the hull 100, and the bottom plate of the hull 100 ( In order to prevent damage to the power storage battery unit 400 and the hydrogen fuel battery unit 300 from moisture or shock when the side plate 100a) or the side plate 100b is damaged, the main deck 101 and the center deck ( 102) is provided in combination. That is, the main deck 101 allows the power storage battery unit 400 to be placed in an inserted state on the upper side of the bottom plate portion 100a of the hull 100. On the main deck 101, storage battery installation space 101a is provided symmetrically on the left and right sides of the hull 100 with respect to the center of the hull 100, and the storage battery installation space 101a is used to store power before power storage. The branch 400 is inserted and placed. In addition, the main deck 101 may be equipped with a cover 101b that opens and closes the upper side of the storage battery installation space 101a. In addition, the center deck 102 allows the hydrogen fuel cell unit 300 to be inserted and placed on the upper part of the bottom plate 100a of the hull 100, more specifically, on the upper part of the main deck 101. In this center deck 102, a hydrogen battery insertion space 102a is provided to be disposed at the center of the hull 100, and a hydrogen fuel cell unit 300 is inserted into the hydrogen battery insertion space 102a. In addition, the center deck 102 may be provided with a cover 102b that opens and closes the upper side of the hydrogen battery insertion space 102a. Here, the upper side of the main deck 101 and the upper side of the center deck 102 may be formed to have a seating structure where passengers can sit when closed with covers 101b and 102b, respectively.

또한, 도 4와 같이 상기 선체(100)의 바닥판부(100a) 저면에는 선체(100)를 수상에서 운항시 직진성을 향상되게 함과 더불어 바닥판부(100a)의 강도를 보강하도록 빌지킬(130)이 선체(100)의 하방으로 돌출되게 형성될 수 있다. 이러한, 빌지킬(130)은 선체(100)의 중심부를 기준으로 좌,우측에 대칭되게 한 쌍을 설치한다. 그리고, 빌지킬(130)은 선체(100)의 선수에서 선미 방향으로 직선형으로 연장되고, 빌지킬(130)의 선단 가장자리 부분은 선체(100)를 추진 운항시, 수중에서 저항을 감소시킬 수 있도록 빌지킬(130)의 상측에서 하측으로 갈수록 선체(100)의 선미부 방향으로 경사진 경사부(130a)가 형성될 수 있다. 여기서, 빌지킬(130)은 편평한 판재인 것으로 도시하였으나, 이에 한정하지 않고 유선형 단면을 가지도록 형성될 수도 있음은 물론이다.In addition, as shown in FIG. 4, a bilge keel 130 is installed on the bottom of the bottom plate portion 100a of the hull 100 to improve straightness when operating the hull 100 on the water and to reinforce the strength of the bottom plate portion 100a. It may be formed to protrude downward from the hull 100. A pair of these bilge keels 130 are installed symmetrically on the left and right sides with respect to the center of the hull 100. In addition, the bilge keel 130 extends linearly from the bow to the stern of the hull 100, and the tip edge of the bilge keel 130 is designed to reduce resistance underwater when propulsion and navigation of the hull 100. An inclined portion 130a may be formed that is inclined toward the stern of the hull 100 as it moves from the upper to the lower side of the bilge keel 130. Here, the bilge keel 130 is shown as a flat plate, but of course it is not limited to this and may be formed to have a streamlined cross-section.

더불어, 상기 선체(100)의 상부에는 선체(100)에 탑승한 탑승자 및 선체(100)의 바닥판부(100a) 상측으로 햇빛이 비치는 것을 차단할 수 있도록 차양수단(140)을 연결 구비할 수 있다. 이러한, 차양수단(140)은 선체(100)의 측판부(100b)에 힌지 구조로 연결 설치되어, 필요에 따라 선체(100)의 상부를 덮도록 전개 또는 선체(100)의 일측 부분으로 접철 배치할 수 있다.In addition, shading means 140 may be connected to the upper part of the hull 100 to block sunlight from shining onto the passengers on board the hull 100 and the upper side of the bottom plate 100a of the hull 100. This shading means 140 is connected to the side plate portion 100b of the hull 100 and installed in a hinged structure, and can be deployed to cover the upper part of the hull 100 or folded to one side of the hull 100 as needed. can do.

상기 전기구동 추진부(200)는 수상에서 선체(100)의 이동이 이루어지도록 추진력을 발생시키는 부분이다. 이러한, 전기구동 추진부(200)는 선체(100)의 선미부에 연결되게 설치하며, 전원저장 전지부(400) 및 수소연료 전지부(300)와 케이블을 통해 연결되어, 전원저장 전지부(400) 및 수소연료 전지부(300) 중 적어도 하나로부터 전원을 공급받아 작동하면서 수상에서 선체(100)의 이동이 가능하도록 추진력을 발생되게 한다. 이때, 전기구동 추진부(200)는 선체(100)의 중심부를 기준으로 선체(100)의 선미부 좌,우 양측에 대칭되게 배치되도록 한 쌍으로 구성된 것으로 도시하였으나, 이에 한정하지 않음은 물론이다. 여기서, 전기구동 추진부(200)는 전기모터(210), 프로펠러(220)을 포함한다.The electrically driven propulsion unit 200 is a part that generates propulsion force to move the hull 100 on the water. This electric drive propulsion unit 200 is installed to be connected to the stern of the hull 100, and is connected to the power storage battery unit 400 and the hydrogen fuel battery unit 300 through a cable, and the power storage battery unit ( It operates by receiving power from at least one of the hydrogen fuel cell unit 300 and the hydrogen fuel cell unit 300 to generate propulsive force to enable movement of the hull 100 on the water. At this time, the electric propulsion unit 200 is shown as a pair arranged symmetrically on both left and right sides of the stern of the hull 100 with respect to the center of the hull 100, but it is of course not limited to this. . Here, the electrically driven propulsion unit 200 includes an electric motor 210 and a propeller 220.

상기 전기모터(210)는 전원저장 전지부(400) 및 수소연료 전지부(300)와 케이블을 통해 연결되어, 전원저장 전지부(400) 및 수소연료 전지부(300) 중 적어도 하나로부터 전원을 공급받아 구동하여 회전력을 발생시킨다. 이러한, 전기모터(210)는 선체(100)의 선미부에 구비된 조향타(120)에 연결 설치될 수 있다.The electric motor 210 is connected to the power storage battery unit 400 and the hydrogen fuel cell unit 300 through a cable, and receives power from at least one of the power storage battery unit 400 and the hydrogen fuel cell unit 300. It is supplied and driven to generate rotational force. This electric motor 210 may be connected to and installed on the steering rudder 120 provided at the stern of the hull 100.

상기 프로펠러(220)는 전기모터(210)의 회전축 단부에 결합되어, 수중에서 전기모터(210)에 의해 회전하면서 추진력을 발생시킨다.The propeller 220 is coupled to the end of the rotation shaft of the electric motor 210 and generates propulsion while rotating by the electric motor 210 in water.

상기 수소연료 전지부(300)는 수소를 연료로 하여 전기를 발생시킨 후, 발생된 전기를 전기구동 추진부(200)의 전기모터(210) 및 전원저장 전지부(400)로 공급하는 부분이다. 이러한, 수소연료 전지부(300)는 선체(100)의 중심부에 배치되게 설치된다. 즉, 수소연료 전지부(300)는 선체(100)의 센터데크(102)에 형성된 수소전지삽입공간(102a)에 삽입 설치되어, 수상에서 선체(100)를 부유하도록 배치시 무게중심을 안정적으로 확보할 수 있게 한다. 그리고, 수소연료 전지부(300)는 전기구동 추진부(200)의 전기모터(210)와 전원저장 전지부(400) 및 전원공급 제어부(500)와 케이블을 통해 연결되며, 전원공급 제어부(500)를 통해 발생된 전기를 구동 추진부(200)의 전기모터(210)와 전원저장 전지부(400)로 공급되게 한다. 이러한, 수소연료 전지부(300)는 수소탱크(310), 수소전지스택(320)을 포함한다.The hydrogen fuel cell unit 300 is a part that generates electricity using hydrogen as fuel and then supplies the generated electricity to the electric motor 210 of the electric drive propulsion unit 200 and the power storage battery unit 400. . This hydrogen fuel cell unit 300 is installed to be located in the center of the hull 100. That is, the hydrogen fuel cell unit 300 is inserted and installed into the hydrogen battery insertion space 102a formed in the center deck 102 of the hull 100, so that the center of gravity is stabilized when the hull 100 is arranged to float on the water. make it possible to secure it. In addition, the hydrogen fuel cell unit 300 is connected to the electric motor 210 of the electric drive propulsion unit 200, the power storage battery unit 400, and the power supply control unit 500 through a cable, and the power supply control unit 500 ) is supplied to the electric motor 210 of the driving propulsion unit 200 and the power storage battery unit 400. This hydrogen fuel cell unit 300 includes a hydrogen tank 310 and a hydrogen cell stack 320.

상기 수소탱크(310)는 수소전지스택(320)으로 공급될 수소를 저장한다. 이러한, 수소탱크(310)는 선체(100)의 센터데크(102)에 설치시, 수소의 공급을 쉽게 할 수 있도록 센터데크(102)의 수소전지삽입공간(102a)에 착탈 가능하게 설치할 수 있다.The hydrogen tank 310 stores hydrogen to be supplied to the hydrogen battery stack 320. When installed on the center deck 102 of the hull 100, the hydrogen tank 310 can be removably installed in the hydrogen battery insertion space 102a of the center deck 102 to facilitate the supply of hydrogen. .

상기 수소전지스택(320)은 수소탱크(310)로부터 수소를 공급받아 전기를 발생시키는 수단이다. 이러한, 수소전지스택(320)은 센터데크(102)의 수소전지삽입공간(102a)에 설치되며, 수소탱크(310)로부터 수소를 공급받도록 배관을 통해 수소탱크(310)와 연결된다. 그리고, 수소전지스택(320)은 케이블을 통해 구동 추진부(200)의 전기모터(210)와 전원저장 전지부(400) 및 전원공급 제어부(500)와 연결되어 발생된 전기를 전기모터(210)와 전원저장 전지부(400)로 공급할 수 있다.The hydrogen battery stack 320 is a means of generating electricity by receiving hydrogen from the hydrogen tank 310. This hydrogen battery stack 320 is installed in the hydrogen battery insertion space 102a of the center deck 102, and is connected to the hydrogen tank 310 through a pipe to receive hydrogen from the hydrogen tank 310. In addition, the hydrogen battery stack 320 is connected to the electric motor 210 of the driving propulsion unit 200, the power storage battery unit 400, and the power supply control unit 500 through a cable, and the generated electricity is transferred to the electric motor 210. ) and the power storage battery unit 400.

또한, 상기 수소연료 전지부(300)에는 수소전지스택(320)에서 전기를 생산시 수소전지스택(320)을 냉각시키는 냉각모듈(도면미도시)을 구비할 수도 있다. 더불어, 수소연료 전지부(300)에는 수소의 누출을 감지할 수 있는 수소감지센서(도면미도시)를 구비할 수도 있다.Additionally, the hydrogen fuel cell unit 300 may be equipped with a cooling module (not shown) that cools the hydrogen cell stack 320 when the hydrogen cell stack 320 produces electricity. In addition, the hydrogen fuel cell unit 300 may be equipped with a hydrogen detection sensor (not shown) that can detect hydrogen leakage.

상기 전원저장 전지부(400)는 수소연료 전지부(300)로부터 발생된 전기를 저장하는 부분이다. 이러한, 전원저장 전지부(400)는 선체(100)의 중심부를 기준으로 선체(100) 좌,우측에 대칭 배치되게 설치된다. 즉, 전원저장 전지부(400)는 선체(100)의 메인데크(101)에 형성된 저장전지설치공간(101a)에 삽입 설치되어, 수상에서 선체(100)를 부유하도록 배치시 무게중심을 안정적으로 확보할 수 있게 한다. 그리고, 전원저장 전지부(400)는 전원구동 추진부(200)의 전기모터(210)와 수소연결 전지부(300) 및 전원공급 제어부(500)와 각각 케이블을 통해 연결되며, 수소연결 전지부(300)에서 발생된 전기를 저장한 후, 전원구동 추진부(200)의 전기모터(210)로 공급될 수 있게 한다. 여기서, 전원저장 전지부(400)는 리듐이온배터리를 방수처리하여 사용할 수 있다.The power storage battery unit 400 is a part that stores electricity generated from the hydrogen fuel battery unit 300. These power storage battery units 400 are installed symmetrically on the left and right sides of the hull 100 with respect to the center of the hull 100. That is, the power storage battery unit 400 is inserted and installed into the storage battery installation space 101a formed on the main deck 101 of the hull 100, so that the center of gravity is stabilized when placed to float the hull 100 on the water. make it possible to secure it. In addition, the power storage battery unit 400 is connected to the electric motor 210 of the power driving propulsion unit 200, the hydrogen-connected battery unit 300, and the power supply control unit 500 through cables, respectively, and the hydrogen-connected battery unit After storing the electricity generated in (300), it can be supplied to the electric motor (210) of the power driven propulsion unit (200). Here, the power storage battery unit 400 can be used by waterproofing a lithium ion battery.

상기 전원공급 제어부(500)는 선체(100)에서 선택된 운전모드에 따라 수소연료 전지부(300) 및 전원저장 전지부(400) 중 적어도 하나를 통해 전기구동 추진부(200)로의 전기 공급이 이루어지도록 제어하는 부분이다. 이러한, 전원공급 제어부(500)는 선체(100)의 일측에 설치되며, 전기구동 추진부(200)의 전기모터(210)와 수소연료 전지부(300) 및 전원저장 전지부(400)와 케이블을 통해 연결된다. 이러한, 전원공급 제어부(500)는 탑승자를 통해 운전모드를 선택할 수 있는 운전선택수단(도면미도시)을 구비하고, 운전선택수단은 선체(100)의 일측, 보다 바람직하게 하는 조향수단(110)에 인접 배치되게 설치할 수 있다.The power supply control unit 500 supplies electricity to the electric drive propulsion unit 200 through at least one of the hydrogen fuel cell unit 300 and the power storage battery unit 400 according to the operation mode selected in the hull 100. This is the part that controls it. This power supply control unit 500 is installed on one side of the hull 100, and includes the electric motor 210 of the electric drive propulsion unit 200, the hydrogen fuel battery unit 300, the power storage battery unit 400, and the cable. It is connected through. The power supply control unit 500 is provided with a driving selection means (not shown) that allows the occupants to select a driving mode, and the driving selection means is located on one side of the hull 100, and more preferably, the steering means 110. It can be installed adjacent to .

여기서, 상기 운전선택수단에서 선택할 수 있는 운전모드는, 고속운전모드와, 주운전모드 및, 비상운전모드를 포함할 수 있다. 이때, 주운전모드는 탑승자에 의해 설정된 항속상태로 운항하는 조건이며, 고속운전모드는 주운전모드에서 설정된 항속보다 빠른 속도로 운항하는 조건이고, 비상운전모드는 수소연료 전지부(300)의 구동 중지가 필요한 상태, 즉 수소연료 전지부(300)의 수리나 고장 또는 과열에 의해 수소연료 전지부(300)의 구동을 중지한 상태에서 운항하는 조건이다. 따라서, 상기 고속운전모드일 경우, 수소연료 전지부(300)를 구동시킨 상태에서 수소연료 전지부(300)로부터 발생된 전기 및 전원저장 전지부(400)에 저장된 전기를 전기구동 추진부(200)의 전기모터(210)에 같이 공급되게 하여 전기모터(210)의 추력을 높일 수 있게 한다. 그리고, 주운전모드일 경우, 수소연료 전지부(300)에서 발생된 전기를 전원저장 전지부(400)로 공급하여 저장이 이루어지게 함과 더불어 전기구동 추진부(300)의 전기모터(210)로 공급하면서 수소연료 전지부(300)에서 발생된 전기만으로 전기모터(210)의 추력을 유지되게 한다. 마지막으로, 비상운전모드일 경우, 전원저장 전지부(400)에 저장된 전기만을 전기구동 추진부(200)의 전기모터(210)로 공급하면서 전기모터(210)의 추력을 발생되게 한다.Here, the operation modes that can be selected from the operation selection means may include a high-speed operation mode, a main operation mode, and an emergency operation mode. At this time, the main driving mode is a condition of operating at a cruising speed set by the passenger, the high-speed driving mode is a condition of operating at a speed faster than the cruising speed set in the main driving mode, and the emergency driving mode is a condition of operating the hydrogen fuel cell unit 300. This is a condition in which a stop is necessary, that is, a condition in which operation of the hydrogen fuel cell unit 300 is stopped due to repair, failure, or overheating of the hydrogen fuel cell unit 300. Therefore, in the case of the high-speed operation mode, while the hydrogen fuel cell unit 300 is driven, the electricity generated from the hydrogen fuel cell unit 300 and the electricity stored in the power storage battery unit 400 are transferred to the electric drive propulsion unit 200. ) is supplied together to the electric motor 210 to increase the thrust of the electric motor 210. In addition, in the main operation mode, electricity generated in the hydrogen fuel cell unit 300 is supplied to the power storage battery unit 400 for storage, and the electric motor 210 of the electric drive propulsion unit 300 is operated. While supplying the hydrogen fuel cell unit 300, the thrust of the electric motor 210 is maintained only with electricity generated from the hydrogen fuel cell unit 300. Lastly, in the emergency operation mode, only the electricity stored in the power storage battery unit 400 is supplied to the electric motor 210 of the electric drive propulsion unit 200 to generate thrust of the electric motor 210.

이와 같이, 일 실시예에 따른 수소연료전지 기반 전기추진 레저용 보트는, 선체(100)를 수상에서 전기구동 추진부(200)를 통해 운항시, 수소를 연료로 전기를 발생시키는 수소연료 전지부(300)로부터 전원을 공급받는 바, 안정적인 전원공급 및 수상에서의 운항 시간 증대 및 운항 거리를 안정적으로 유지할 수 있게 한다.As such, the hydrogen fuel cell-based electric propulsion leisure boat according to one embodiment has a hydrogen fuel cell unit that generates electricity using hydrogen as fuel when the hull 100 is operated on the water through the electric drive propulsion unit 200. As power is supplied from (300), it provides stable power supply, increases navigation time on the water, and stably maintains navigation distance.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.The present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, but these are merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the attached claims.

100: 선체 101: 메인데크
102: 센터데크 110: 조향수단
120: 조향타 130: 빌지킬
200: 전기구동 추진부 210: 전기모터
220: 프로펠러 300: 수소연료 전지부
310: 수소탱크 320: 수소전지스택
400: 전원저장 전지부 500: 전원공급 제어부100: hull 101: main deck
102: Center deck 110: Steering means
120: Steering wheel 130: Bilgekill
200: Electrically driven propulsion unit 210: Electric motor
220: Propeller 300: Hydrogen fuel cell unit
310: Hydrogen tank 320: Hydrogen battery stack
400: Power storage battery unit 500: Power supply control unit

Claims (6)

수상에서 부유 가능하도록 바닥판부의 가장자리를 따라 측판부가 상측으로 형성되며, 일측에는 조향수단이 마련된 선체;
상기 선체의 선미부에 설치되며, 선체가 수상에서 이동할 수 있도록 추진력을 발생시키는 전기구동 추진부;
상기 선체의 중심부에 설치되며, 수소를 연료로 하여 전기를 발생시키는 수소연료 전지부;
상기 수소연료 전지부를 기준으로 선체 좌,우측에 대칭 배치되게 설치되며, 수소연료 전지부와 연결되어, 수소연료 전지부에서 발생된 전기를 저장하는 한 쌍의 전원저장 전지부;
상기 전기구동 추진부와 수소연료 전지부 및 전원저장 전지부와 연결되게 설치되어, 탑승자에 의해 선택된 운전모드에 따라 수소연료 전지부 및 전원저장 전지부 중 적어도 하나를 통해 전기구동 추진부로의 전기 공급이 이루어지도록 제어하는 전원공급 제어부;를 포함하며,
상기 선체는, 상기 전원저장 전지부가 삽입 배치되는 저장전지설치공간이 마련된 메인데크와, 상기 수소연료전지부가 삽입 배치되는 수소전지삽입공간이 마련된 센터데크가 구비되며,
수상에서 상기 선체가 부유하도록 배치시 무게중심을 안정적으로 확보되도록 상기 저장전지설치공간은 상기 선체의 중심부를 기준으로 선체 좌,우측에 대칭되게 배치되고, 상기 수소전지삽입공간은 상기 선체의 중심부에 배치되며,
상기 전원공급 제어부는 상기 선체에 배치되어 탑승자에 의한 운전모드를 선택할 수 있도록 하는 운전선택수단이 구비되고,
상기 운전선택수단은
상기 탑승자에 의해 설정된 항속상태로 운항하도록 수소연료 전지부에서 발생된 전기를 전원저장 전지부로 공급하여 저장이 이루어지게 함과 더불어 전기구동 추진부로 공급하면서 수소연료 전지부에서 발생된 전기만으로 전기구동 추진부의 추력을 유지시키는 주운전모드와,
상기 주운전모드에서 설정된 항속보다 빠른 속도로 운항하도록 수소연료 전지부를 구동시킨 상태에서 수소연료 전지부로부터 발생된 전기 및 전원저장 전지부에 저장된 전기를 전기구동 추진부에 같이 공급되게 하여 전기구동 추진부의 추력을 발생시키는 고속운전모드 및,
상기 수소연료 전지부의 구동을 중지한 상태에서 운항하도록 전원저장 전지부에 저장된 전기만을 전기구동 추진부로 공급하면서 전기구동 추진부에서 추력을 발생시키는 비상운전모드를 포함하는 수소연료전지 기반 전기추진 레저용 보트.A hull with side plates formed upward along the edge of the bottom plate so that it can float on the water, and a steering means provided on one side;
An electrically driven propulsion unit installed at the stern of the hull and generating a propulsion force so that the hull can move on the water;
A hydrogen fuel cell unit installed at the center of the hull and generating electricity using hydrogen as fuel;
A pair of power storage battery units installed symmetrically on the left and right sides of the hull with respect to the hydrogen fuel cell unit and connected to the hydrogen fuel cell unit to store electricity generated from the hydrogen fuel cell unit;
It is installed to be connected to the electric drive propulsion unit, the hydrogen fuel battery unit, and the power storage battery unit, and supplies electricity to the electric drive propulsion unit through at least one of the hydrogen fuel cell unit and the power storage battery unit according to the driving mode selected by the occupant. It includes a power supply control unit that controls this to occur,
The hull is provided with a main deck provided with a storage battery installation space into which the power storage battery unit is inserted and placed, and a center deck provided with a hydrogen battery insertion space into which the hydrogen fuel cell unit is inserted and placed,
The storage battery installation space is arranged symmetrically on the left and right sides of the hull with respect to the center of the hull to stably secure the center of gravity when the hull is arranged to float on the water, and the hydrogen battery insertion space is located in the center of the hull. It is placed,
The power supply control unit is disposed on the hull and is provided with a driving selection means that allows the occupant to select a driving mode,
The driving selection means is
In order to operate at the cruising condition set by the passenger, the electricity generated from the hydrogen fuel cell unit is supplied to the power storage battery unit for storage, and is supplied to the electric drive propulsion unit to drive electric drive only with the electricity generated from the hydrogen fuel cell unit. A main operation mode that maintains negative thrust,
With the hydrogen fuel cell unit driven to operate at a faster speed than the cruising speed set in the main operation mode, the electricity generated from the hydrogen fuel cell unit and the electricity stored in the power storage battery unit are supplied together to the electric drive propulsion unit for electric drive propulsion. A high-speed operation mode that generates negative thrust,
Hydrogen fuel cell-based electric propulsion leisure, which includes an emergency operation mode in which only the electricity stored in the power storage battery unit is supplied to the electric drive propulsion unit to operate in a state in which the hydrogen fuel cell unit is stopped, while generating thrust in the electric drive propulsion unit. dragon boat. 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 전기구동 추진부는, 선체의 중심부를 기준으로 선체의 선미부 양측에 대칭되게 배치되도록 한 쌍으로 구성되며,
상기 전기구동 추진부는, 전기모터와, 전기모터의 회전축 단부에 결합되는 프로펠러를 포함하는 수소연료전지 기반 전기추진 레저용 보트.In claim 1,
The electrically driven propulsion unit is composed of a pair so as to be symmetrically disposed on both sides of the stern part of the hull with respect to the center of the hull,
The electric propulsion unit is a hydrogen fuel cell-based electric propulsion leisure boat including an electric motor and a propeller coupled to the end of the rotation shaft of the electric motor. 청구항 1에 있어서,
상기 선체의 바닥판부는 원형 형태를 가지며,
상기 선체의 바닥판부 저면에는 선체의 중심부를 기준으로 좌,우측에 대칭되게 한 쌍의 빌지킬이 돌출 형성되고,
상기 빌지킬은 선체의 선수에서 선미 방향으로 직선형으로 연장되는 수소연료전지 기반 전기추진 레저용 보트.In claim 1,
The bottom plate of the hull has a circular shape,
On the bottom of the bottom plate of the hull, a pair of bilge keels are formed to protrude symmetrically on the left and right sides with respect to the center of the hull,
The bilge keel is a hydrogen fuel cell-based electric propulsion leisure boat that extends linearly from the bow of the hull to the stern. 청구항 1에 있어서,
상기 수소연료 전지부는,
수소를 저장하는 수소탱크,
상기 수소탱크와 연결되어, 수소탱크로부터 수소를 공급받아 전기를 발생시키는 수소전지스택을 포함하며,
상기 수소탱크는 선체에 착탈 가능하게 설치되는 수소연료전지 기반 전기추진 레저용 보트.



In claim 1,
The hydrogen fuel cell unit,
Hydrogen tank to store hydrogen,
It includes a hydrogen cell stack connected to the hydrogen tank and generating electricity by receiving hydrogen from the hydrogen tank,
The hydrogen tank is a hydrogen fuel cell-based electric propulsion leisure boat that is removably installed on the hull.



 삭제delete
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2018092815A (en) * 2016-12-05 2018-06-14 スズキ株式会社 Fuel cell ship
KR101868946B1 (en) * 2017-02-24 2018-06-19 주식회사 펭귄오션레저 Leisure boat with underwater viewing
KR102116532B1 (en) * 2018-12-21 2020-06-02 서동구 Electric motor surfboard using hydrogen fuel cell

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