KR101529173B1 - 슈퍼 캐패시터를 이용한 차량 전압 안정기 - Google Patents

슈퍼 캐패시터를 이용한 차량 전압 안정기 Download PDF

Info

Publication number
KR101529173B1
KR101529173B1 KR1020140010146A KR20140010146A KR101529173B1 KR 101529173 B1 KR101529173 B1 KR 101529173B1 KR 1020140010146 A KR1020140010146 A KR 1020140010146A KR 20140010146 A KR20140010146 A KR 20140010146A KR 101529173 B1 KR101529173 B1 KR 101529173B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
supercapacitor
voltage
current
vehicle
input
Prior art date
Application number
KR1020140010146A
Other languages
English (en)
Inventor
정규원
박수길
Original Assignee
충북대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 충북대학교 산학협력단 filed Critical 충북대학교 산학협력단
Priority to KR1020140010146A priority Critical patent/KR101529173B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101529173B1 publication Critical patent/KR101529173B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R16/00—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
    • B60R16/02—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
    • B60R16/03—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for supply of electrical power to vehicle subsystems or for
    • B60R16/033—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for supply of electrical power to vehicle subsystems or for characterised by the use of electrical cells or batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/02—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from ac mains by converters
    • H02J7/04—Regulation of charging current or voltage

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Direct Current Feeding And Distribution (AREA)

Abstract

본 발명은 슈퍼 캐패시터를 이용한 차량 전압 안정기에 관한 것으로서, 슈퍼 캐패시터를 포함하는 충방전부와, 차량의 전장부품의 전력 소모에 따라 승하강하는 배터리 전압의 승하강에 대응하여 슈퍼 캐패시터에서의 충방전을 제어하고, 슈퍼 캐패시터의 입출력 전류 및 전압을 모니터링하여 슈퍼 캐패시터의 충방전 제어를 수행하는 제어부를 포함한다. 본 발명에 따르면, 순간적으로 발생하는 전압의 불안정 및 부족한 전력량을 안정화시킴으로써 차량의 출력을 향상시킬 수 있을 뿐 아니라 전장부품의 수명단축을 방지할 수 있다.

Description

슈퍼 캐패시터를 이용한 차량 전압 안정기{Vehicle voltage stabilizer using supercapacitor}
본 발명은 차량용 전압 안정기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량에서 필요로 하는 전력량 및 설정 전압을 모니터링하여 슈퍼 캐패시터를 통해 전원을 안정화시키는 슈퍼 캐패시터를 이용한 차량 전압 안정기에 관한 것이다.
화석연료를 사용하는 차량에서 새로운 동력원(이차전지, 연료전지 등)을 사용하는 차량으로 변화해가는 과도기적인 시점에서 현재 차량의 연비향상은 필수가 되고 있다.
또한, 현재 차량은 IT와 접목된 최첨단 전자공학과 기계공학의 결과물로서, 특히 각종 전자장치 및 센서 등이 부착됨에 따라 차량의 전력소비는 기하급수적으로 증가되고 있다. 이에 연비향상을 위해서는 전력에 대한 보조전원 및 전압안정 등이 요구되고 있으며, 향후에는 차량용 배터리의 전원이 12V에서 48V급으로 상향될 것으로 전망된다.
그러면, 여기서 차량의 전원 공급 시스템에 대해 간략하게 설명한다.
도 1은 기존의 차량 전기 계통도이다.
도 1을 참조하면, 배터리(1), 교류발전기(Alternator, 2) 및 전장부품(3)이 폐쇄회로를 구성하여 전원 공급이 이루어지도록 구성되어 있다.
차량의 배터리(1)에서 공급된 전원에 의해 스타트모터의 시동이 가능하게 되고, 차량이 시동되면 교류발전기(2)에서 전기를 생산하여 차량의 전장부품(3)에 전류를 공급하게 된다. 즉, 엔진이 정상적으로 가동되면, 배터리(1)에서 담당하던 전원 공급을 교류발전기(2)에서 담당하는 구조로 되어 있다. 이 같은 과정은 순수하게 내연기관만을 시용하는 차량뿐 아니라, 하이브리드 차량에서도 동일하게 진행된다.
한편, 교류발전기(2)에서 생산된 전기는 교류전기이므로, 교류전기는 교류발전기(2) 내의 정류회로를 통해 직류로 정류되어 배터리(1)와 전장부품(3)으로 공급되게 된다.
그런데, 교류발전기(2)에서 정류된 교류가 안정적으로 정류되지 못할 경우에는 완전한 직류가 되지 못하여 굴곡이 있는 파형을 생성하게 되고, 맥류(굴곡이 섞여 있는 직류)를 발생시키게 된다.
더욱이, 교류발전기(2)의 노후 정도에 따라 이러한 맥류의 폭은 커지게 되고, 맥류의 폭이 커지게 되면 차량의 전기 공급에 차질을 빚게 된다.
이와 같이, 교류발전기(2)는 엔진의 회전수에 대응하는 특성을 가진 발전기이므로, 회전수에 따라 맥류가 발생되어 순간적이지만 전압의 불안정과 각종 노이즈가 발생하게 된다.
도 2는 차량의 전압 프로파일을 나타낸 그래프이다.
도 2를 참조하면, 순간적인 고전압 발생이 이루어지는 부분(A)에서 전장부품(3)의 불량 원인이 발생하고 있다.
한편, 전장부품(3)이 증가함에 따라 전원공급 부족 현상이 발생하기도 하는데, 전원공급이 부족하게 되면, 연비 및 출력 감소, 소음 및 배출가스 증가, 에어컨을 켜면 출력이 떨어지고 RPM이 흔들리는 현상, 진동, 시동 꺼짐, 오디오 상태(음질, 음량) 불량, 노킹, 잡소리 등의 문제가 발생하게 된다.
대한민국 공개특허공보 제10-2008-0040336호(공개일 2008.05.08.)
따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 배터리와 전장부품 사이에서 전류 및 전압을 모니터링하여 슈퍼 캐패시터의 충ㆍ방전을 통해 전원 공급을 안정화시킴으로써, 차량의 불안정한 전력 공급과 급격한 부하의 변동으로 인하여 발생하는 차량의 전력 부족 및 전압의 순간적 승하강을 방지할 수 있도록 하는 슈퍼 캐패시터를 이용한 차량 전압 안정기를 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 슈퍼 캐패시터를 이용한 차량 전압 안정기는, 슈퍼 캐패시터를 포함하는 충방전부; 및 차량의 전장부품의 전력 소모에 따라 승하강하는 배터리 전압의 승하강에 대응하여 상기 슈퍼 캐패시터에서의 충방전을 제어하고, 상기 슈퍼 캐패시터의 입출력 전류 및 전압을 모니터링하여 상기 슈퍼 캐패시터의 충방전 제어를 수행하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 충방전부는, 상기 슈퍼 캐패시터를 적어도 하나 이상 직렬연결시킨 슈퍼 캐패시터 모듈을 적어도 하나 이상 병렬연결한 슈퍼 캐패시터군; 상기 슈퍼 캐패시터 각각의 스위칭 제어를 수행하는 제1스위치군; 상기 슈퍼 캐패시터 모듈 각각의 입출력 전류를 측정하는 전류 측정 센서; 및 상기 슈퍼 캐패시터 모듈에서의 전류 출력 및 전류 입력을 조절하는 입출력 전류 조절부를 포함한다.
상기 입출력 전류 조절부는, 상기 슈퍼 캐패시터군에서 상기 전장부품으로의 전류 흐름을 제어하는 다이오드; 및 상기 슈퍼 캐패시터군의 전압이 상기 배터리의 전압보다 낮을 경우에 상기 슈퍼 캐패시터군으로의 충전을 제어하는 적어도 하나 이상의 제2스위치군을 포함한다. 상기 제어부는 상기 제2스위치군을 선택적으로 스위칭하는 것이 바람직하다.
상기 제어부는 상기 슈퍼 캐패시터군의 전압이 기준 전압이상으로 높아지거나 낮아질 경우에는 제1스위치군을 통한 FET gate 전압을 조절하여 해당되는 FET를 통하여 상기 전장부품으로 전류를 흘려 보내거나 전류를 충전한다.
상기 제어부에는, 안정기의 온도를 측정하는 온도센서; 외부와의 통신을 수행하는 통신부; 및 안정기의 상태를 표시하는 상태표시부가 더 접속되는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 슈퍼 캐패시터를 이용한 차량 전압 안정기에 따르면, 전장부품에서 필요로 하는 전력량 및 배터리의 설정 전압을 슈퍼 캐패시터를 이용하여 안정화시킴으로써, 연비 및 출력 감소, 소음 및 배출가스 증가, 에어컨을 켜면 출력이 떨어지고 RPM이 흔들리는 현상, 진동, 시동 꺼짐, 오디오 상태(음질, 음량) 불량, 노킹, 잡소리 등의 문제를 방지할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따르면, 순간적으로 발생하는 전압의 불안정 및 부족한 전력량을 안정화시킴으로써 차량의 출력을 향상시킬 수 있을 뿐 아니라 전장부품의 수명단축을 방지할 수 있다.
도 1은 기존의 차량 전기 계통도이다.
도 2는 차량의 전압 프로파일을 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 차량 전기 계통도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 슈퍼 캐패시터를 이용한 차량 전압 안정기의 제어회로블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 충방전부의 회로도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 제어부의 단자결선도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 슈퍼 캐패시터를 이용한 차량 전압 안정기의 외형도이다.
차량의 교류발전기는 엔진의 회전수에 대응하여 발전이 이루어지는 장치이므로, 엔진의 회전수에 따라 맥류가 발생되어 순간적이지만 전압의 불안정과 각종 노이즈가 발생하게 된다.
이 때, 순간적으로 발생하는 전압의 불안정을 안정화시킬 수 있는 방법 중의 하나가 본 발명의 초고용량의 슈퍼 캐패시터(Supercapacitor, "EDLC"라고 칭함)를 이용하는 것이다.
본 발명의 슈퍼 캐패시터를 이용한 차량 전압 안정기(Vehicle voltage stabilizer)의 효과로는 엔진 출력 상승, 변속 충격 완화, RPM 안정, 배터리 수명연장 등등이 있을 수 있다.
또한, 본 발명의 슈퍼 캐패시터를 이용한 차량 전압 안정기는, 전자제어 제동장치(ECB) 백업 전원, 전동파워 steering의 Peak 전력 Assist, HEV에의 동력 Assist, 제동에너지 회수, Idling Stop 백업, Starter/Generator(ISG) 등 차량에 다양하게 사용될 수 있다.
이와 같이 슈퍼 캐패시터를 이용한 차량 전압 안정기에서 필요로 하는 사항은 다음과 같다.
ㆍ 발진과 가속, 등판, 고속 등의 주행 조건에서는 큰 출력이 순간적으로 필요하기 때문에 출력밀도가 큰 에너지 저장시스템이 필요.
ㆍ 전기차량에 탑재하기 위해서는 경량, 소형이며, 가급적이면 형상을 자유롭게 선택할 수 있는 것이 바람직하고, 보수를 필요로 하지 않는(Maintenance Free) 것이 필요.
ㆍ 내구성과 신뢰성, 안전성이 필요.
ㆍ 차량의 사용 환경(-30℃ ~ 60℃)에서의 내온도성이 필요.
ㆍ 배터리의 충ㆍ방전 사이클이 길고, 긴 수명이 필요.
이하, 본 발명의 슈퍼 캐패시터를 이용한 차량 전압 안정기에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도면의 설명에 있어, 기존 구성과 동일한 구성요소에 대해서는 동일 참조번호를 부여하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 차량 전기 계통도이다.
도 3을 참조하면, 배터리(1), 교류발전기(2) 및 전장부품(3)은 폐쇄회로를 구성하고 있으며, 여기에 본 발명에서는 배터리(1)와 전장부품(3) 사이에 슈퍼 캐패시터를 이용한 차량 전압 안정기(이하, "안정기"라 함; 4)를 더 형성시키고 있다.
배터리(1)는 자체 전력을 이용하여 엔진 시동시 스타트모터를 구동시키는데 이용되며, 일부는 차량의 전장부품(3)에 공급되어 진다.
교류발전기(2)는 엔진 시동이 이루어지면 구동되며, 엔진 회전수에 대응하여 전력 생산이 이루어지게 된다. 이 때, 배터리(1)의 전압이 일정한 기준 이하로 낮아지면, 교류발전기(2)를 통해 생산된 전류는 전장부품(3)에 공급되거나 배터리(1)에 충전되게 된다.
전장부품(3)은 라이트, 센서 등을 포함한 전류를 소비하는 각 전기전자 장치를 의미한다.
본 발명의 안정기(4)는 차량에서 소모되는 전류량이 증가하여 차량의 배터리(1) 전압이 낮아지면, 안정기(4)의 슈퍼 캐패시터에 저장되어 있던 전류를 출력시켜 전장부품(3)에 공급되도록 함으로써 배터리(1)의 전압이 낮아지는 것을 방지하고, 반대로 배터리(1) 전압이 높아지거나 전장부품(3)의 전류량이 감소하면 교류발전기(2)에서 생산된 전류를 안정기(4)의 슈퍼 캐패시터로 충전시켜 전기 계통 시스템을 안정화시킨다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 슈퍼 캐패시터를 이용한 차량 전압 안정기의 제어회로블록도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 안정기(4)는, 크게 제어부(41)와 충방전부(42)를 포함한다.
제어부(41)에는, 안정기(4)의 온도를 측정하는 온도센서(43)와, 외부와의 통신을 수행하는 통신부(44)와, 안정기(4)의 상태를 표시하는 상태표시부(45)가 접속되어 있다.
충방전부(42)는, 슈퍼 캐패시터를 직렬연결시킨 적어도 하나 이상의 슈퍼 캐패시터 모듈(421, 421′)들을 병렬연결한 슈퍼 캐패시터군과, 슈퍼 캐패시터 모듈(421, 421′)를 구성하는 슈퍼 캐패시터 각각의 스위칭 제어를 수행하는 스위치군(422, 422′)과, 각 슈퍼 캐패시터 모듈(421, 421′)의 입출력 전류를 측정하는 전류 측정 센서(423, 423′)와, 전장부품(3)으로의 전류 출력 및 슈퍼 캐패시터 모듈(421, 421′)로의 전류 입력을 조절하는 입출력 전류 조절부(424)를 포함한다.
제어부(41)는 각 슈퍼 캐패시터 모듈(421, 421′)로부터 측정된 전류와 각 초고용량 캐패시터의 전압에 대응하여 슈퍼 캐패시터 모듈(421, 421′)들의 양호, 불량 상태를 판단한다. 구체적으로, 제어부(41)에서는 각 슈퍼 캐패시터의 전압이 기준 전압이상으로 높아지거나 낮아질 경우에는 스위치군(422, 422′)을 통한 FET gate 전압을 조절하여 해당되는 FET를 통하여 전장부품(3)으로 전류를 흘려 보내거나 전류를 충전한다. 이 때, 제어부(41)의 제어에 따라 입출력 전류 조절부(424)에서 전류를 슈퍼 캐패시터 모듈(421, 421′)로 충전하는 경우에 슈퍼 캐패시터 모듈(421, 421′)의 용량을 고려하여 충전전류를 몇 단계로 구분하여 충전하는 것이 바람직하다. 이를 위해, 입출력 전류 조절부(424)는 다수의 FET를 선택적으로 스위칭하여 전압 차이 또는 전류 크기에 따라 충전전류를 여러 단계로 조절한다.
여기서, 슈퍼 캐패시터는 EDLC, 하이브리드형, pesudo 형 등 다양한 방식이 있다. 그러나 어떠한 원리에 의하여 작용되더라도, 슈퍼 캐패시터의 전압이 기준 전압 이상으로 높아지거나 또는 반대로 낮아지면 그 기능을 상실하게 된다. 따라서 슈퍼 캐패시터를 사용할 경우에는 그 슈퍼 캐패시터 양극과 음극 간의 전압을 기준전압 이상으로 높아지지 않도록 또는 그 반대로 기준 전압 이하로 내려가지 않도록 해야 하므로, 이러한 기능을 수행하는 밸런싱회로를 구성하게 된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 충방전부의 회로도이다.
먼저, 본 발명의 충방전부(42)에 사용되는 부호의 의미는 다음과 같다.
CA1 ~ CA4 : 제A열 슈퍼 캐패시터
CB1 ~ CB4 : 제B열 슈퍼 캐패시터
CSA : 제A열 전류 측정 센서
CSB : 제B열 전류 측정 센서
Ti1 ~ Ti3 : 입력 전류 조절용 FET
G1 ~ G3 : 입력 전류 조절용 FET 게이트
Ta1 ~ Ta4 : A열 슈퍼 캐패시터 전압 조절용 FET
A1 ~ A4 : A열 각 캐패시터 전압
GA1 ~ GA4 : A열 슈퍼 캐패시터 전압 조절용 FET 게이트
Tb1 ~ Tb4 : B열 슈퍼 캐패시터 전압 조절용 FET
B1 ~ B4 : B열 각 캐패시터 전압
GB1 ~ GB4 : B열 슈퍼 캐패시터 전압 조절용 FET 게이트
D1 : 다이오드
Vv : 차량 배터리(1) 전압
도 5를 참조하면, 필요한 저장능력 즉 용량과 전압을 얻기 위하여 슈퍼 캐패시터를 다수개를 직렬로 연결하여 슈퍼 캐패시터 모듈을 만든 후, 이 슈퍼 캐패시터 모듈 각각을 병렬로 연결하는 방식을 주로 이용한다. 본 실시예에서는 슈퍼 캐패시터의 직렬연결 4개와, 슈퍼 캐패시터 모듈의 병렬연결 2열을 사용하여 8개의 슈퍼 캐패시터를 사용한 것을 보였으나, 단일 슈퍼 캐패시터의 용량과 전압에 따라서 그 개수는 다양하게 변화될 수 있다.
각각의 슈퍼 캐패시터의 전압이 기준 전압이상으로 높아질 경우에는 GA1 ~ GA4, GB1 ~ GB4의 FET gate 전압을 조절하여 FET Ta1 ~ Ta4, Tb1 ~ Tb4 의 해당되는 FET를 통하여 전류를 흘려서 전압이 과도하게 상승하는 것을 방지한다.
한편, 차량의 전력 소모가 커져서 차량 전압 Vv가 슈퍼 캐패시터 모듈(CA1 ~ CA4)의 전압의 합으로 나타나는 A4 의 전압보다 낮아지면 슈퍼 캐패시터 모듈들(CA1 ~ CA4 와 CB1 ~ CB4)에 저장되어 있는 전하가 다이오드(D1)을 통하여 전장부품(3)으로 흐르게 된다. 반대로 슈퍼 캐패시터 모듈의 전압 A4 또는 B4 의 전압이 낮고 차량의 전압 Vv가 높아지면 차량의 교류발전기(2)와 배터리(1)의 전류가 안정기(4) 내로 흘러서 슈퍼 캐패시터 모듈들이 충전되게 된다. 이 때, 안정기(4) 내의 슈퍼 캐패시터 모듈의 용량이 매우 크기 때문에 흘러 들어오는 전류가 과도하게 커질 수 있다. 이 경우에는 차량 전압 Vv가 다시 급격하게 저하될 수 있으므로, 흘러 들어오는 전류를 FET Ti1 ~ Ti3을 사용하여 전압 차이 또는 전류 크기에 따라 충전전류를 3단계로 조절한다. 본 실시예에서는 3단계로 조절하도록 구성하였으나, 더 적게 또는 더 많게 구성할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 제어부의 단자결선도이다.
먼저, 본 발명의 제어부(41)에 사용되는 부호의 의미는 다음과 같다.
CAN : Controller Area Network
R, Y, G : 적 LED, 황 LED, 녹 LED
도 6을 참조하면, 제어부(41)의 각 단자에는 G1, G2, G3, CSA, CSB, GA4 ~ GA1, GB4 ~ GB1 이 접속되며, A4 ~ A1, B4 ~ B1 전압이 입력된다.
제어부(41)는, CSA, CSB 로부터 측정된 각 열의 전류 센싱값을 입력받고, 슈퍼 캐패시터 각각의 전압(A4 ~ A1, B4 ~ B1)이 입력받는다. 이에 제어부(41)에서는 전류 센싱값과 전압에 대응하여 슈퍼 캐패시터 모듈들의 양호, 불량 상태를 판단한다. 이 판단에 따라 G1, G2, G3, GA4 ~ GA1, GB4 ~ GB1를 제어하여 슈퍼 캐패시터로 입출력되는 전류를 제어하게 된다.
한편, 슈퍼 캐패시터들의 양호, 불량 상태는 상태표시부(45)를 통해 G(Green), Y(Yellow), R(Red), 즉 양호한 상태, 점검이 필요한 상태, 고장 상태로 출력되며, 또한 CAN을 통해 외부로 전송될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 제어부(41)에서는, 슈퍼 캐패시터 모듈들과 슈퍼 캐패시터 밸런싱회로와 슈퍼 캐패시터들 각각의 전압과 슈퍼 캐패시터 모듈들에 흐르는 전류를 측정하여 슈퍼 캐패시터의 양호, 불량 상태를 판단하고, 또한 슈퍼 캐패시터 모듈들에 입출력되는 전류를 제어하는 기능을 수행한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 슈퍼 캐패시터를 이용한 차량 전압 안정기의 외형도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 안정기(4)의 케이스에는, 차량에 설치가 용이하도록 케이스에 다수개의 볼트 체결홀을 형성시키고 있다. 볼트 체결홀 중에는 케이스와 내부 보드를 결합시키는 홀을 포함하며, 이 홀을 통해 케이스 내부에서 발생하는 열을 외부로 방출시킬 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 안정기(4)는 물의 유입을 방지하기 위하여 방수 링을 사용할 수 있으며, 내부의 전자회로가 전기 노이즈의 영향을 받지 않도록 전자기 차폐재를 이용할 수 있다.
이상에서 몇 가지 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것이 아니고 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다.
1 : 배터리 2 : 교류발전기
3 : 전장부품 4 : 안정기
41 : 제어부 42 : 충방전부
421, 421′ : 슈퍼 캐패시터 422, 422′ : 스위치군
423, 423′ : 전류 측정 센서 424 : 입출력 전류 조절부

Claims (6)

  1. 슈퍼 캐패시터를 포함하는 충방전부; 및
    차량의 전장부품의 전력 소모에 따라 승하강하는 배터리 전압의 승하강에 대응하여 상기 슈퍼 캐패시터에서의 충방전을 제어하고, 상기 슈퍼 캐패시터의 입출력 전류 및 전압을 모니터링하여 상기 슈퍼 캐패시터의 충방전 제어를 수행하는 제어부를 포함하며,

    상기 충방전부는,
    상기 슈퍼 캐패시터를 적어도 하나 이상 직렬연결시킨 슈퍼 캐패시터 모듈을 적어도 하나 이상 병렬연결한 슈퍼 캐패시터군;
    상기 슈퍼 캐패시터 각각의 스위칭 제어를 수행하는 제1스위치군;
    상기 슈퍼 캐패시터 모듈 각각의 입출력 전류를 측정하는 전류 측정 센서; 및
    상기 슈퍼 캐패시터 모듈에서의 전류 출력 및 전류 입력을 조절하는 입출력 전류 조절부를 포함하며,

    상기 입출력 전류 조절부는,
    상기 슈퍼 캐패시터군에서 상기 전장부품으로의 전류 흐름을 제어하는 다이오드; 및
    상기 슈퍼 캐패시터군의 전압이 상기 배터리의 전압보다 낮을 경우에 상기 슈퍼 캐패시터군으로의 충전을 제어하는 적어도 하나 이상의 제2스위치군을 포함하는 슈퍼 캐패시터를 이용한 차량 전압 안정기.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제2스위치군을 선택적으로 스위칭하는 슈퍼 캐패시터를 이용한 차량 전압 안정기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 슈퍼 캐패시터군의 전압이 기준 전압이상으로 높아지거나 낮아질 경우에는 제1스위치군을 통한 FET gate 전압을 조절하여 해당되는 FET를 통하여 상기 전장부품으로 전류를 흘려 보내거나 전류를 충전하는 슈퍼 캐패시터를 이용한 차량 전압 안정기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부에는,
    안정기의 온도를 측정하는 온도센서;
    외부와의 통신을 수행하는 통신부; 및
    안정기의 상태를 표시하는 상태표시부가 더 접속되는 슈퍼 캐패시터를 이용한 차량 전압 안정기.
KR1020140010146A 2014-01-28 2014-01-28 슈퍼 캐패시터를 이용한 차량 전압 안정기 KR101529173B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140010146A KR101529173B1 (ko) 2014-01-28 2014-01-28 슈퍼 캐패시터를 이용한 차량 전압 안정기

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140010146A KR101529173B1 (ko) 2014-01-28 2014-01-28 슈퍼 캐패시터를 이용한 차량 전압 안정기

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101529173B1 true KR101529173B1 (ko) 2015-06-17

Family

ID=53519102

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140010146A KR101529173B1 (ko) 2014-01-28 2014-01-28 슈퍼 캐패시터를 이용한 차량 전압 안정기

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101529173B1 (ko)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017007290A1 (ko) * 2015-07-09 2017-01-12 (주)위너텍코리아 전기 에너지 저장장치의 셀 밸런싱 장치 및 방법
KR101791079B1 (ko) * 2015-11-11 2017-10-27 유장호 차량용 통전체
US10044219B2 (en) 2015-06-02 2018-08-07 Lsis Co., Ltd. Power supply apparatus
KR102144697B1 (ko) * 2019-07-15 2020-08-14 이돈창 슈퍼 커패시터를 이용한 차량용 전압안정기와 점프 스타터용 보조배터리
KR20210117367A (ko) 2020-03-18 2021-09-29 (재)대구기계부품연구원 배터리 전압 안정화 시스템

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001197660A (ja) * 2000-01-12 2001-07-19 Takashi Hiyama 電力系統の安定化システム
KR20090131961A (ko) * 2008-06-19 2009-12-30 정종태 차량용 전기에너지 저장 장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001197660A (ja) * 2000-01-12 2001-07-19 Takashi Hiyama 電力系統の安定化システム
KR20090131961A (ko) * 2008-06-19 2009-12-30 정종태 차량용 전기에너지 저장 장치

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10044219B2 (en) 2015-06-02 2018-08-07 Lsis Co., Ltd. Power supply apparatus
WO2017007290A1 (ko) * 2015-07-09 2017-01-12 (주)위너텍코리아 전기 에너지 저장장치의 셀 밸런싱 장치 및 방법
KR101755582B1 (ko) * 2015-07-09 2017-07-10 (주)위너텍코리아 전기 에너지 저장장치의 셀 밸런싱 장치 및 방법
KR101791079B1 (ko) * 2015-11-11 2017-10-27 유장호 차량용 통전체
KR102144697B1 (ko) * 2019-07-15 2020-08-14 이돈창 슈퍼 커패시터를 이용한 차량용 전압안정기와 점프 스타터용 보조배터리
KR20210117367A (ko) 2020-03-18 2021-09-29 (재)대구기계부품연구원 배터리 전압 안정화 시스템

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101529173B1 (ko) 슈퍼 캐패시터를 이용한 차량 전압 안정기
KR101587358B1 (ko) 하이브리드 차량
US9018894B2 (en) Vehicular power supply system
EP2216876A1 (en) Power supply apparatus for vehicles
KR101459485B1 (ko) 친환경 차량의 저전압 직류 변환장치 출력 제어 시스템 및 그 방법
US8862295B2 (en) Method of controlling an energy storage unit in a vehicle micro-hybrid system
US10065521B2 (en) System and method for using solar power to supplement power in a DC electrical system
MXPA02008163A (es) Sistema de carga de bateria para vehiculo.
KR101312263B1 (ko) 운송 수단 및 그 제어 방법
US20090102434A1 (en) Auxiliary power supply device for vehicle, power supply device for vehicle, having the auxiliary power supply device, and automobile
US20180030945A1 (en) Device and method for managing the charging and discharging of ultracapacitors without control wiring
KR20140081119A (ko) 연료전지 하이브리드 차량의 파워넷 시스템 및 충방전 제어 방법
US10498154B2 (en) Electric power system
KR20200099382A (ko) 차량용 전원 안정화 장치 및 그를 이용한 전원 공급 시스템
KR101743433B1 (ko) 상용차 배터리 전원 충전방법
KR101144101B1 (ko) 자동차의 시동능력 향상 방법 및 장치
JP4054776B2 (ja) ハイブリッドシステム
CN102916457A (zh) 电池组管理系统及均衡电池组中的电池模块的方法
JP5678915B2 (ja) バッテリ充電制御装置
JP2010283918A (ja) 電気自動車の電池モジュール
KR101794101B1 (ko) 충전 제어 장치 및 방법
KR101905463B1 (ko) 상용 자동차 시동용 배터리의 전압 밸런싱 조정장치
KR20140070149A (ko) 배터리 모듈의 셀 밸런싱 장치 및 그 방법
JP2008236910A (ja) 蓄電デバイスの制御装置
CN105048907A (zh) 一种具有管理功能的汽车发电机电压调节器

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191014

Year of fee payment: 5