KR101319433B1 - 차량용 태양전지 시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

차량용 태양전지 시스템 및 그 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량용 태양전지 시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는, 태양전지의 발생전력을 여러장치에 분배할 때 목적 및 전기적 특성이 비슷한 장치들끼리 통합하여 분배함과 아울러 저전력장치는 태양전지에 직접 연결하고 블로어장치등에는 전압변환기를 설치하여 태양전지와 연결함으로써, 장치들을 전기적으로 보호하여 내구성을 향상하고 에너지의 활용 효율을 놓힘과 아울러 태양전지의 전력을 엔진 가동시에 차량에 도입하여 발전기의 부하를 감소하고 연비를 절감하며, 전압변환기의 사용을 줄이면서도 정전압장치를 가동할 수 있고 보조배터리에 의해 대용량의 전력사용이 가능함과 아울러 차량 주배터리의 방전을 방지하고 공조장치용 블로어와 시트블로어의 동시 사용이 가능한 차량용 태양전지 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
이에 본 발명은, 차량에 설치됨과 아울러 태양에너지를 전기에너지로 변환하여 전력을 발생시키는 태양전지(10); 상기 태양전지(10)와 제1스위치(1)를 통해 연결되어 상기 태양전지(10)의 전력을 저장하는 보조배터리(21)와, 상기 태양전지(10)와 직접 연결되면서 상기 보조배터리(21)와는 상기 제1스위치(1)를 통해 연결되는 저전력장치(22)로 구성되는 정전압장치(20); 상기 태양전지(10)와 제4스위치(4)를 통해 연결되는 블로어장치(30); 상기 태양전지(10)와 제6스위치(6)를 통해 연결되는 차량 주배터리(40)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
태양전지, 정전압장치, 블로어장치, 차량 주배터리, 보조배터리

Description

차량용 태양전지 시스템 및 그 제어방법{Solar cell system for Vehicles and its control method}
본 발명은 차량용 태양전지 시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는, 태양전지의 발생전력을 여러장치에 분배할 때 목적 및 전기적 특성이 비슷한 장치들끼리 통합하여 분배함과 아울러 저전력장치는 태양전지에 직접 연결하고 블로어장치등에는 전압변환기를 설치하여 태양전지와 연결함으로써, 장치들을 전기적으로 보호하여 내구성을 향상하고 에너지의 활용 효율을 놓힘과 아울러 태양전지의 전력을 엔진 가동시에 차량에 도입하여 발전기의 부하를 감소하고 연비를 절감하며, 전압변환기의 사용을 줄이면서도 정전압장치를 가동할 수 있고 보조배터리에 의해 대용량의 전력사용이 가능함과 아울러 차량 주배터리의 방전을 방지하고 공조장치용 블로어와 시트블로어의 동시 사용이 가능한 차량용 태양전지 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 차량에는 전자기기의 발달로 인하여 전기를 사용하는 차량용품이 점차 많아짐과 동시에 그에따른 전력소모량도 많아지는 실정에 있다.
종래에는 차량에 주배터리를 장착해 두고 시동을 걸 때 주배터리의 전력을 사용하고 시동이 걸고난 후에는 엔진과 연결된 제너레이터(발전기)가 전력을 발생시켜 주배터리에 전력을 충전하며 각종 전기용품/부품에 전력을 공급하였다. 이 경우 생산되는 전력이 한정되어 있어서 많은 전기용품(공조장치의 팬, 시트공조용 팬, 공기청정기, 이온발생기, 산소발생기, 냉난방기, 냉온장고, 각종 AV기기 등)을 사용하면 차량의 출력이 떨어지고 연료소비가 많아지며, 또한 차량 및 주배터리에 무리를 주는 단점이 있고 주배터리의 방전시에는 스스로 해결하지 못하였다.
아울러, 시동을 걸지 않은 상태에서는 주배터리의 전력량이 한정되어 있기 때문에 각종 전기용품을 사용할 수 없는 등 많은 문제점이 있었다.
상기한 문제를 해결하기 위해 태양전지를 이용한 기술이 개발되고 있으며, 그 중 미국특허 제6,439,658호는 차량의 썬루프에 태양전지를 설치하고 차량시트에는 환기용 팬을 설치하여 차량이 주차시 태양전지에서 발생된 전력으로 시트의 환기를 하여 시트의 온도를 떨어뜨린다. 시트의 환기팬은 콘트롤러에 의해 조절되며 입력으로는 시트의 온도센서로 시트의 온도가 높아지면 이를 낮추기 위해 팬이 작동된다. 또한 잉여전력이 있을 시에는 차량의 블로어에 전력을 공급해 차량실내의 환기를 하도록 하고 있다.
그리고, 미국특허 제6,290,593호는 차량의 엔진 정지시에 태양전지에서 발생한 전력을 차량환기용 팬에 공급하거나 차량의 배터리를 충전하는데 사용한다. 또한 수동으로 작동되는 스위치에 의해 사용자가 태양전지에서 발생한 전력을 차량환기에 사용하거나 배터리 충전에 사용하도록 하고 있다.
그러나, 상기한 종래기술들은, 태양전지 전력을 여러장치에 도입하여 장치를 작동할 경우, 각 장치의 전기적 특성 요구치(전압,전류 등)가 맞지 않아 전력 낭비 및 장치가 복잡해지는 문제가 있었다.
또한, 태양전지의 발생 전력 및 전력 분배 스위치에 의해 노이즈가 발생함과 아울러 민감한 장치의 손상이 발생하거나 내구성이 저하되는 문제가 있다.
그리고, 차량 엔진 시동후에는 태양전지의 활용이 어려운 문제도 있었다.
상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 태양전지의 발생전력을 여러장치에 분배할 때 목적 및 전기적 특성이 비슷한 장치들끼리 통합하여 분배함과 아울러 저전력장치는 태양전지에 직접 연결하고 블로어장치등에는 전압변환기를 설치하여 태양전지와 연결함으로써, 장치들을 전기적으로 보호하여 내구성을 향상하고 에너지의 활용 효율을 놓힘과 아울러 태양전지의 전력을 엔진 가동시에 차량에 도입하여 발전기의 부하를 감소하고 연비를 절감하며, 전압변환기의 사용을 줄이면서도 정전압장치를 가동할 수 있고 보조배터리에 의해 대용량의 전력사용이 가능함과 아울러 차량 주배터리의 방전을 방지하고 공조장치용 블로어와 시트블로어의 동시 사용이 가능한 차량용 태양전지 시스템 및 그 제어방법을 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 차량에 설치됨과 아울러 태양에너지 를 전기에너지로 변환하여 전력을 발생시키는 태양전지; 상기 태양전지와 제1스위치를 통해 연결되어 상기 태양전지의 전력을 저장하는 보조배터리와, 상기 태양전지와 직접 연결되면서 상기 보조배터리와는 상기 제1스위치를 통해 연결되는 저전력장치로 구성되는 정전압장치; 상기 태양전지와 제4스위치를 통해 연결되는 블로어장치; 상기 태양전지와 제6스위치를 통해 연결되는 차량 주배터리를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 차량 엔진이 온 상태인가를 판단하는 제1단계와, 상기 제1단계의 판단 결과, 상기 차량 엔진이 온 상태이면, 제6스위치를 온 시켜 태양전지의 전력을 챠량 주배터리에 공급하는 제2단계와, 상기 제1단계의 판단 결과, 상기 차량 엔진이 온 상태가 아니면, 차량 주배터리의 전압과 제1설정값을 비교하는 제3단계와, 상기 제3단계의 비교 결과, 상기 차량 주배터리의 전압이 제1설정값 보다 크면, 차량 실내온도와 외기온도를 비교하는 제4단계와, 상기 제4단계의 비교 결과, 상기 차량 실내온도가 외기온도 보다 크면 블로어장치를 가동하는 단계와, 상기 제4단계의 비교 결과, 상기 차량 실내온도가 외기온도 보다 작으면 정전압장치를 가동하는 단계와, 상기 제3단계의 비교 결과, 상기 차량 주배터리의 전압이 제1설정값 보다 작으면, 일사량과 제2설정값을 비교하는 제5단계와, 상기 제5단계의 비교결과, 상기 일사량이 제2설정값 보다 크면 제6스위치를 온 시켜 태양전지의 전력을 차량 주배터리 공급하여 충전하는 제6단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 태양전지의 발생전력을 여러장치에 분배할 때 목적 및 전기적 특 성이 비슷한 장치들끼리 통합하여 분배함과 아울러 저전력장치는 태양전지에 직접 연결하고 블로어장치등에는 전압변환기를 설치하여 태양전지와 연결함으로써, 장치들을 전기적으로 보호하여 내구성이 향상되고 에너지의 활용 효율을 놓힘과 아울러 태양전지의 전력을 엔진 가동시에 차량에 도입하여 발전기의 부하가 감소되고 연비가 절감되며 전압변환기의 사용을 줄이면서도 정전압장치를 가동할 수 있다.
또한, 보조배터리에 의해 대용량의 전력사용이 가능함과 아울러 차량 주배터리의 방전이 방지되고 비상시에는 태양전지에서 발생하는 전력을 차량 주배터리의 충전에 활용함으로써 차량의 신뢰성을 높힐수 있다.
그리고, 공조장치용 블로어와 시트블로어의 동시 사용이 가능함으로써 승객의 탑승시 쾌적성을 개선하고 에어컨의 부하도 줄일수 있다.
이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
종래에 있어서와 동일한 구성 및 작용에 대한 반복되는 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명에 따른 차량용 태양전지 시스템이 차량에 설치된 상태를 나타내는 개략도이고, 도 2는 본 발명에 따른 차량용 태양전지 시스템을 나타내는 전체구성도이며, 도 3은 본 발명에 따른 차량용 태양전지 시스템의 제어방법을 나타내는 흐름도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 태양전지 시스템은, 태양전지(10)의 발생전력을 분배할 때 목적 및 전기적 특성(전압, 전류 등)이 비슷한 장치끼리 통합하여 전력을 분배하게 된다. 즉, 공기청정기, 이온발생기, 산소발생기, 열선/ 편의장치 등을 보조배터리(21)에 연결하여 구성한 정전압장치(20)군과, 공조장치용 블로어, 시트블로어로 구성된 블로어장치(30)군과, 그리고 차량 주배터리(40)로 구성된다.
먼저, 상기 태양전지(10)는 차량의 지붕 또는 본네트 등에 설치되며 차량의 외부에서 가해지는 태양에너지를 전기에너지로 변환하여 전력을 발생시키게 된다. 아울러 상기 태양전지(10)의 일측에는 전기의 역류를 방지하는 다이오드(11)가 설치된다.
그리고, 상기 차량 주배터리(40)는 차량의 시동을 걸 때 전력을 공급하고 시동을 걸고난 후에는 엔진과 연결된 발전기(제너레이터)를 통해 발생되는 전력에 의해 충전 되면서 각종 전기용품/부품에 전력을 공급하는 역할을 한다.
이러한 차량 주배터리(40)는 상기 태양전지(10)와 제6스위치(6)를 통해 연결된다.
상기 정전압장치(20)는 일정한 전압을 요구하는 장치로써, 상기 태양전지(10)와 제1스위치(1)를 통해 연결되어 상기 태양전지(10)의 전력을 저장하는 보조배터리(21)와, 상기 태양전지(10)와 직접 연결되면서 상기 보조배터리(21)와는 상기 제1스위치(1)를 통해 연결되는 저전력장치(22)를 포함하여 구성된다.
상기 보조배터리(21)는 상기 태양전지(10)와 제1스위치(1)를 통해 연결됨과 아울러 상기 차량 주배터리(40)와는 상기 제1스위치(1) 및 제6스위치(6)를 통해 연결되고 상기 블로어장치(30)와는 제1스위치(1) 및 제4스위치(4)를 통해 연결되어 상기 태양전지(10)의 전력을 저장(충전)하게 된다.
이러한, 상기 보조배터리(21)는 상기 제1스위치(1)가 온 될 경우 상기 태양전지(10)와 연결되고, 이때 태양전지(10)의 전력이 보조배터리(21)에 충전되면서 상기 저전력장치(22)가 가동된다.
만일, 일사량이 작아 태양전지(10)의 전력이 낮은 상태에서 상기 저전력장치(22) 또는 정전압장치(20)들을 장시간 가동하게 되면 상기 보조배터리(21)의 방전이 일어나기 때문에 상기 보조배터리(21)가 방전전압 한계 이하로 떨어지면 상기 제1스위치(1)는 오프(OFF)되어 보조배터리(21)를 보호하게 된다.
이처럼, 상기 보조배터리(21)의 전압이 방전전압 한계 이상일 경우에만 상기 정전압장치(20)들을 가동할 수 있다.
한편, 상기 보조배터리(21)는 차량 주배터리(40)의 충전량이 충분할 경우 상기 제1스위치(1)와 제6스위치(6)를 온 시켜 차량 주배터리(40)의 전력으로 충전될 수 있고, 이때 상기 저전력장치(22)도 동시에 가동되며 다른 정전압장치(20)들도 선택적으로 가동할 수 있다.
아울러, 상기 보조배터리(21)는 제1스위치(1)와 제4스위치(4)를 온 시킬 경우 블로어장치(30)들도 가동할 수 있다.
또한, 상기 저전력장치(22)는 전력소모량이 적은 공기청정기와 이온발생기 중 적어도 어느 하나로 구성된다.
한편, 상기 보조배터리(21)의 용량은 태양전지(10)의 공급전력없이 공기청정기와 이온발생기를 24시간이상 작동할 수 있는 용량을 사용하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 정전압장치(20)는 상기 태양전지(10)와 제2스위치(2)를 통해 연결되면서 상기 보조배터리(21)와는 상기 제1스위치(1) 및 제2스위치(2)를 통해 연결되는 산소발생기와, 상기 태양전지(10)와 제3스위치(3)를 통해 연결되면서 상기 보조배터리(21)와는 상기 제1스위치(1) 및 제3스위치(3)를 통해 연결되는 열선/편의장치를 더 포함하여 이루어진다.
즉, 상기 제1스위치(1)가 온 되면, 상기 보조배터리(21)는 태양전지(10)의 전력으로 충전되면서 상기 저전력장치(22)인 공기청정기나 이온발생기를 동시에 가동시키게 되고, 이때 상기 산소발생기와 열선/편의장치는 태양전지(10) 및 보조배터리(21)의 충전량에 따라 상기 제2스위치(2)와 제3스위치(3)를 통해 선택적으로 가동된다.
한편, 상기 정전압장치(20)들은 상기 태양전지(10) 및 보조배터리(21)의 충전량이 부족할 경우 상기 차량 주배터리(40)의 전력을 이용하여 가동시킬 수도 있다.
또한, 상기 정전압장치(20)들은 일정전압이 공급되어야 가동하기 때문에 상기 보조배터리(21)의 전압이 정전압장치(20)들을 가동할 수 있는 최소 전압 이상으로 충전된 경우에 상기 제1,2,3스위치(1,2,3)를 통해 선택적으로 가동된다.
아울러, 상기 보조배터리(21)는 상기 태양전지(10) 뿐만 아니라 엔진시동시 차량 주배터리(40)로부터 충전되기 때문에 항상 충분하게 충전된 상태를 유지하게 되므로 엔진정지 및 주차시에도 상기 공기청정기와 같은 정전압장치(20)들을 상시 작동할 수 있게 되어 운전자가 차량에 탑승시 쾌적하게 조절된 환경을 제공할 수 있는 것이다.
그리고, 상기 블로어장치(30)는, 상기 태양전지(10)와 제4스위치(4)를 통해 연결된다.
상기 블로어장치(30)는 상기 태양전지(10)와 상기 제4스위치(4)를 통해 연결되는 공조장치용 블로어와, 상기 태양전지(10)와 상기 제4스위치(4) 및 제5스위치(5)를 통해 연결되되, 상기 제5스위치(5)의 입구단에 상기 태양전지(10)의 전압을 승압시키는 전압변환기(31)를 설치하여 연결되는 시트블로어로 구성된다.
여기서, 상기 공조장치용 블로어와 시트블로어는 주차시 차량 실내를 환기하여 실내온도 및 시트표면온도를 낮추기 위해 사용되는데, 만일 상기 공조장치용 블로어와 시트블로어 모두 태양전지(10)에 직접 연결할 경우 전력을 많이 사용하는 공조장치용 블로어만 가동되면서 전압도 떨어지는 문제가 있으므로, 상기 전압변환기(31)를 시트블로어측에 설치하여 시트블로어까지 동시에 가동시킬 수 있다.
즉, 상기 공조장치용 블로어는 전압에 민감하지 않아서 낮은 전압에서 부터 높은 전압까지 불규칙적인 전압이 도입되더라도 문제없이 가동이 가능하기 때문에 상기 태양전지(10)와 제4스위치(4)를 통해 직접 연결하고, 상기 시트블로어는 상기 공조장치용 블로어의 가동시 전압이 떨어져 가동에 어려움이 있으므로 상기 전압변환기(31)를 통해 떨어진 전압을 승압시킨 후 가동하게 된다.
따라서, 태양전지(10)의 전력을 이용하여 공조장치용 블로어와 시트블로어를 동시에 가동할 수 있게 된다.
아울러, 상기 블로어장치(30)는 상기 제1스위치(1) 및 제4스위치(4)를 통해 상기 보조배터리(21)와도 연결됨과 동시에 성기 제4스위치(4) 및 제6스위치(6)를 통해 상기 차량 주배터리(40)와도 연결되기 때문에 태양전지(10)의 전력 뿐만아니라 상기 보조배터리(21) 또는 차량 주배터리(40)를 통해서도 가동할 수 있다.
그리고, 상기 제1 내지 제6스위치(1~6)는 도시되지 않은 제어부를 통해 온/오프되며 제어방법에 대해서는 아래에서 다시 설명하기로 한다.
이와 같이, 본 발명은, 태양전지(10)의 발생전력을 목적 및 전기적 특성이 비슷한 장치들끼리 통합하여 전력을 분배함으로써, 장치들을 전기적으로 보호할 수 있고 에너지의 활용 효율을 높힐수 있다.
아울러, 엔진정지시, 차량 주배터리(40)가 방전전압 한계 이하일 경우에는 상기 모든 스위치를 오프시키고 태양전지(10)에서 발생하는 전력을 모두 상기 차량 주배터리(40)의 충전에 우선 활용하게 됨으로써 비상시에는 차량 주배터리(40)의 충전기능을 하여 차량의 신뢰성을 향상시키고, 엔진가동시에는 태양전지(10)의 전력을 차량에 도입하여 발전기(제너레이터)의 부담을 감소하고 연비를 절감할 수 있다.
또한, 상기 전압변환기(31)의 사용을 줄이면서도 정전압장치(20)를 가동할 수 있고, 공조장치용 블로어와 시트블로어를 동시에 가동하여 주차환기를 수행함으로써 승객이 탑승시 쾌적성을 향상하고 에어컨의 부하도 줄일 수 있다.
이하, 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 차량용 태양전지 시스템의 제어방법을 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 차량 엔진이 온 상태인가를 판단하는 제1단계(S1)를 진행한다.
상기 제1단계(S1)의 판단 결과, 상기 차량 엔진이 온 상태이면, 제6스위치(6)를 온 시켜 태양전지(10)의 전력을 차량 주배터리(40)에 공급하여 충전하는 제2단계(S2)를 진행하고,
만일, 상기 제1단계(S1)의 판단 결과, 상기 차량 엔진이 온 상태가 아니면, 차량 주배터리(40)의 전압(V2)과 제1설정값을 비교하는 제3단계(S3)를 진행한다.
상기 제1설정값은 상기 차량 주배터리(40)가 방전 전압의 한계에 도달했는지의 여부를 판단하기 위한 기준전압이다.
계속해서, 상기 제3단계(S3)의 비교 결과, 상기 차량 주배터리(40)의 전압(V2)이 제1설정값 보다 크면, 차량 실내온도와 외기온도를 비교하는 제4단계(S4)를 진행한 후,
상기 제4단계(S4)의 비교 결과, 상기 차량 실내온도가 외기온도 보다 크면 블로어장치(30)를 가동하는 단계를 진행하고,
만일, 상기 제4단계(S4)의 비교 결과, 상기 차량 실내온도가 외기온도 보다 작으면 정전압장치(20)를 가동하는 단계를 진행한다.
한편, 상기 제3단계(S3)의 비교 결과, 상기 차량 주배터리(40)의 전압(V2)이 제1설정값 보다 작으면, 일사량과 제2설정값을 비교하는 제5단계(S5)를 진행한 후,
상기 제5단계(S5)의 비교결과, 상기 일사량이 제2설정값 보다 크면 제6스위치(6)를 온 시켜 태양전지(10)의 전력을 차량 주배터리(40)에 공급하여 충전하는 제6단계(S6)를 진행하고,
상기 제5단계(S5)의 비교결과, 상기 일사량이 제2설정값 보다 작으면 태양전 지(10)에서 발생하는 전력으로 차량 주배터리(40)를 충전할 수 없으므로 제6스위치(6)를 오프 시키게 된다.
상기 제2설정값은 상기 차량 주배터리(40)를 충전할 수 있는 최소 전압을 발생하는 기준 일사량이다.
이와 같이, 상기 태양전지(10)에서 발생하는 전력을 분배할 때 목적 및 전기적 특성이 비슷한 장치끼리 통합하여 전력을 분배하게 되며, 상기 차량 주배터리(40)의 전압(V2)이 방전전압 한계 보다 작으면 제6스위치(6)를 온 시켜 태양전지(10)의 발생전력을 우선적으로 차량 주배터리(40)의 충전에 활용한다.
그리고, 주차시 환기는 차량 실내온도와 외기온도의 비교에 따라 실내온도가 외기온도 보다 높을 경우에는 제4스위치(4)를 온 시켜 상기 블로어장치(30)를 가동하여 외기를 실내로 불어넣어 실내온도를 떨어뜨리게 된다.
또한, 엔진정지 전에 에어컨이 가동됐을 경우 등 실내온도가 외기온도 보다 낮을 경우에는 제1스위치(1)를 온 시켜 태양전지(10)의 전력을 상기 보조배터리(21)에 공급하여 보조배터리(21)를 충전하면서 저전력장치(22)(공기청정기,이온발생기)와 같은 정전압장치(20)를 가동하게 된다.
계속해서, 상기 블로어장치(30)를 가동하는 단계는,
제4스위치(4)를 온 시켜 공조장치용 블로어를 가동하는 제7단계(S7)를 진행한다.
상기 제7단계(S7)를 진행한 후, 시트표면온도와 제3설정값을 비교하는 제8단계(S8)를 진행한 후,
상기 제8단계(S8)의 비교 결과, 상기 시트표면온도가 제3설정값 보다 크면, 제5스위치(5)를 온 시킨 후 전압변환기(31)에 의해 승압된 전압으로 시트블로어를 가동하는 제9단계(S9)를 진행한다.
상기 제3설정값은 상기 시트의 표면온도가 탑승자가 불쾌함을 느끼는 기준 온도이다.
이처럼, 블로어장치(30)를 가동하는 단계에서는, 주차시 환기를 위해 공조장치의 모드가 외기유입모드로 바뀌고 제4스위치(4)를 온 시켜 상기 공조장치용 블로어를 가동함으로써 외기를 실내로 불어넣어 실내온도를 떨어뜨리게 된다.
또한, 시트의 표면온도가 제3설정값 이상으로 상승할 때에는 제5스위치(5)를 온 시켜 시트내에 장착된 시트블로어를 가동하여 시트표면온도를 떨어뜨리게 된다.
계속해서, 상기 정전압장치(20)를 가동하는 단계는,
제1스위치(1)를 온 시켜 태양전지(10)의 전력을 보조배터리(21)에 충전하면서 저전력 장치를 가동하는 제10단계(S10)를 진행한다.
상기 제10단계(S10)를 진행한 후, 상기 보조배터리(21)의 전압(V1)과 제4설정값을 비교하는 제11단계(S11) 진행한 후,
상기 제11단계(S11)의 비교 결과, 상기 보조배터리(21)의 전압(V1)이 제4설정값 보다 작으면, 일사량과 제5설정값을 비교하는 제12단계(S12)를 진행하고,
상기 제12단계(S12)의 비교 결과, 일사량이 제5설정값 보다 작으면 태양전지(10)의 발생전력도 작으므로 제1스위치(1)를 오프 시켜 보조배터리(21)를 보호하는 제13단계(S13)를 진행한다.
만일, 상기 제12단계(S12)의 비교 결과, 일사량이 제5설정값 보다 크면 제1스위치(1)를 온 시켜 태양전지(10)의 전력으로 보조배터리(21)를 충전하는 단계를 진행한다.
상기 제4설정값은 상기 보조배터리(21)가 방전 전압의 한계에 도달했는지의 여부를 판단하기 위한 기준전압이고,
상기 제5설정값은 상기 보조배터리(21)를 충전할 수 있는 최소 전압을 발생하는 기준 일사량이다.
이처럼, 정전압장치(20)를 가동하는 단계에서는, 제1스위치(1)를 온 시켜 태양전지(10)의 발생전력으로 상기 보조배터리(21)를 충전하면서 상기 저전력장치(22)인 공기청정기와, 이온발생기를 가동하여 차량 실내의 공기청정을 수행한다. 이때, 상기 산소발생기와 열선/편의장치는 태양전지(10)와 보조배터리(21)의 충전량에 따라 제2,3스위치(2,3)를 통해 선택적으로 가동한다.
또한. 상기 공기청정기와 이온발생기의 장시간 가동시 상기 보조배터리(21)의 방전이 일어날 수 있기 때문에 상기 보조배터리(21)의 전압(V1)이 방전전압 한계 이하로 떨어지면 일사량을 제5설정값과 비교하여 일사량이 작으면 태양전지(10)의 발생전력도 작기 때문에 보조배터리(21)를 충전할 수 없으므로 보조배터리(21)의 보호를 위해 제1스위치(1)를 오프 시키고, 일사량이 크면 태양전지(10)의 발생전력도 크기 때문에 제1스위치(1)를 온 시켜 보조배터리(21)를 충전하게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 차량용 태양전지 시스템이 차량에 설치된 상태를 나타내는 개략도,
도 2는 본 발명에 따른 차량용 태양전지 시스템을 나타내는 전체구성도,
도 3은 본 발명에 따른 차량용 태양전지 시스템의 제어방법을 나타내는 흐름도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 태양전지 11: 다이오드
20: 정전압장치 21: 보조배터리
22: 저전력장치 30: 블로어장치
31: 전압변환기 40: 차량 주배터리
V1: 보조배터리 전압 V2: 차량 주배터리 전압

Claims (9)

  1. 차량에 설치됨과 아울러 태양에너지를 전기에너지로 변환하여 전력을 발생시키는 태양전지(10);
    상기 태양전지(10)와 제1스위치(1)를 통해 연결되어 상기 태양전지(10)의 전력을 저장하는 보조배터리(21)와, 상기 태양전지(10)와 직접 연결되면서 상기 보조배터리(21)와는 상기 제1스위치(1)를 통해 연결되는 저전력장치(22)로 구성되는 정전압장치(20);
    상기 태양전지(10)와 제4스위치(4)를 통해 연결되는 블로어장치(30);
    상기 태양전지(10)와 제6스위치(6)를 통해 연결되는 차량 주배터리(40)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 태양전지 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 태양전지(10)의 일측에는 전기의 역류를 방지하는 다이오드(11)가 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 태양전지 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 정전압장치(20)는 상기 태양전지(10)와 제2스위치(2)를 통해 연결되면서 상기 보조배터리(21)와는 상기 제1스위치(1) 및 제2스위치(2)를 통해 연결되는 산소발생기와,
    상기 태양전지(10)와 제3스위치(3)를 통해 연결되면서 상기 보조배터리(21)와는 상기 제1스위치(1) 및 제3스위치(3)를 통해 연결되는 열선/편의장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 태양전지 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 저전력장치(22)는 공기청정기와 이온발생기 중 적어도 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 태양전지 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 블로어장치(30)는 상기 태양전지(10)와 상기 제4스위치(4)를 통해 연결되는 공조장치용 블로어와,
    상기 태양전지(10)와 상기 제4스위치(4) 및 제5스위치(5)를 통해 연결되되, 상기 제5스위치(5)의 입구단에 상기 태양전지(10)의 전압을 승압시키는 전압변환기(31)를 설치하여 연결되는 시트블로어로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 태양전지 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 정전압장치(20)는 상기 제6스위치(6)를 통해 상기 차량 주배터리(40)와도 연결되고,
    상기 블로어장치(30)는 상기 제1스위치(1) 및 제4스위치(4)를 통해 상기 보 조배터리(21)와도 연결됨과 동시에 성기 제4스위치(4) 및 제6스위치(6)를 통해 상기 차량 주배터리(40)와도 연결되는 것을 특징으로 하는 차량용 태양전지 시스템.
  7. 차량 엔진이 온 상태인가를 판단하는 제1단계(S1)와,
    상기 제1단계(S1)의 판단 결과, 상기 차량 엔진이 온 상태이면, 제6스위치(6)를 온 시켜 태양전지(10)의 전력을 챠량 주배터리에 공급하는 제2단계(S2)와,
    상기 제1단계(S1)의 판단 결과, 상기 차량 엔진이 온 상태가 아니면, 차량 주배터리(40)의 전압(V2)과 제1설정값을 비교하는 제3단계(S3)와,
    상기 제3단계(S3)의 비교 결과, 상기 차량 주배터리(40)의 전압(V2)이 제1설정값 보다 크면, 차량 실내온도와 외기온도를 비교하는 제4단계(S4)와,
    상기 제4단계(S4)의 비교 결과, 상기 차량 실내온도가 외기온도 보다 크면 블로어장치(30)를 가동하는 단계와,
    상기 제4단계(S4)의 비교 결과, 상기 차량 실내온도가 외기온도 보다 작으면 정전압장치(20)를 가동하는 단계와,
    상기 제3단계(S3)의 비교 결과, 상기 차량 주배터리(40)의 전압이 제1설정값 보다 작으면, 일사량과 제2설정값을 비교하는 제5단계(S5)와,
    상기 제5단계(S5)의 비교결과, 상기 일사량이 제2설정값 보다 크면 제6스위치(6)를 온 시켜 태양전지(10)의 전력을 차량 주배터리(40)에 공급하여 충전하는 제6단계(S6)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 태양전지 시스템의 제어방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 블로어장치(30)를 가동하는 단계는,
    제4스위치(4)를 온 시켜 공조장치용 블로어를 가동하는 제7단계(S7)와,
    상기 제7단계(S7)를 진행한 후, 시트표면온도와 제3설정값을 비교하는 제8단계(S8)와,
    상기 제8단계(S8)의 비교 결과, 상기 시트표면온도가 제3설정값 보다 크면, 제5스위치(5)를 온 시킨 후 전압변환기(31)에 의해 승압된 전압으로 시트블로어를 가동하는 제9단계(S9)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 태양전지 시스템의 제어방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 정전압장치(20)를 가동하는 단계는,
    제1스위치(1)를 온 시켜 태양전지(10)의 전력을 보조배터리(21)에 충전하면서 저전력 장치를 가동하는 제10단계(S10)와,
    상기 제10단계(S10)를 진행한 후, 상기 보조배터리(21)의 전압(V1)과 제4설정값을 비교하는 제11단계(S11)와,
    상기 제11단계(S11)의 비교 결과, 상기 보조배터리(21)의 전압(V1)이 제4설정값 보다 작으면, 일사량과 제5설정값을 비교하는 제12단계(S12)와,
    상기 제12단계(S12)의 비교 결과, 일사량이 제5설정값 보다 작으면 제1스위 치(1)를 오프 시켜 보조배터리(21)를 보호하는 제13단계(S13)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 태양전지 시스템의 제어방법.
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