KR101613907B1 - 하이브리드 발전기 및 그의 전력 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하이브리드 발전기 및 그의 전력 제어 방법에 관한 것이다. 하이브리드 발전기는 모터/발전기와 배터리 사이에 컨트롤러와 조작 패널을 구비한다. 컨트롤러는 배터리의 충방전 상태에 대응하여 UPS 인버터 모드, UPS 컨버터 모드 및 병렬 운전 모드로 동작을 제어한다. 이러한 하이브리드 발전기는 하이브리드 차량과 같이 운동 에너지를 사용하기 위한 장치가 아니라, 발전기와 배터리의 전기 에너지를 하이브리드 전력으로 사용하기 위해 구현된다. 본 발명에 의하면, 하이브리드 전력을 사용하기 위하여, 배터리의 충방전 상태에 따라 UPS 컨버터 모드, UPS 인버터 모드 및 병렬 운전 모드로 전력 공급을 제어함으로써, 안정적으로 하이브리드 전력 사용이 가능하다.

Description

하이브리드 발전기 및 그의 전력 제어 방법{HYBRID ELECTRIC POWER GENERATOR AND METHOD FOR CONTROLLING ELECTRIC POWER OF THE SAME}
본 발명은 하이브리드 발전기에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로 발전기 및 배터리의 전력을 사용하기 위하여, UPS(Uninterruptible Power Supply) 컨버터 모드, UPS 인버터 모드 및 병렬 운전 모드로 전력을 제어하는 하이브리드 발전기 및 그의 전력 제어 방법에 관한 것이다.
엔진 및 모터/발전기가 탑재된 하이브리드 차량은 배터리로부터 모터의 구동 전원을 공급하는 인버터(inverter)와, 모터에 의해 구동된 발전기로부터 발전된 전력을 저장하는 배터리를 구비한다. 하이브리드 차량은 발전기 및/또는 배터리의 전력을 이용하여 운전된다.
이와 같은 하이브리드 차량은 배터리의 전력을 공급받아서 모터를 구동시키거나, 모터의 구동에 의해 엔진이 가동되고, 엔진의 가동에 의해 발전기를 발전하도록 하며, 발전기로부터 발전된 전력을 배터리로 공급하여 배터리를 충전시킨다.
이러한 하이브리드 차량은 동력을 사용하기 위한 목적으로 엔진과 모터 및/또는 배터리의 전력을 이용하는 피드백 시스템으로 구비된다. 즉, 하이브리드 차량의 모터는 엔진의 구동 및 시동(cranking)을 위한 역할을 하고, 발전기는 배터리를 충전하기 위한 역할을 한다. 예컨대, 하이브리드 차량은 엔진, 자동 변속기 등의 상태 및 동작을 제어하기 위한 전자 제어 장치(Electronic Control Unit : ECU)를 이용하여 발전기 및 배터리들 중 적어도 어느 하나로부터 전력을 트랜스미션(transmission)으로 공급하도록 제어한다. 그러므로 하이브리드 차량은 모터를 구동 및 시동하기 위한 전력을 발전기 또는 배터리로 공급하고, 이동을 위한 운동 에너지를 발생한다.
국내 등록특허공보 제10-1343453호(공고일 2013년 12월 19일) 국내 공개특허공보 제10-2014-0040557호(공개일 2014년 04월 03일) 국내 등록특허공보 제10-1043560호(공고일 2011년 06월 22일) 국내 공개특허공보 제10-2009-0090784호(공개일 2009년 08월 26일)
본 발명의 목적은 발전기 및 배터리의 전력을 이용하기 위한 하이브리드 발전기 및 그의 전력 제어 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 다양한 운전 모드로 전력 공급을 제어하는 하이브리드 발전기 및 그의 전력 제어 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 부하로 다양한 전압 레벨의 전력을 공급하기 위한 조작 패널을 이용하는 하이브리드 발전기 및 그의 전력 제어 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적들을 달성하기 위한, 본 발명의 하이브리드 발전기는 전기 에너지를 이용하기 위하여, 다양한 운전 모드로 발전기 및 배터리의 전력 공급을 제어하는데 그 한 특징이 있다. 이와 같은 하이브리드 발전기는 다양한 운전 모드를 이용하여 발전기 및 배터리의 상태에 따른 전력 공급을 제어할 수 있다.
이 특징에 따른 본 발명의 하이브리드 발전기는, 동력을 발생하는 엔진과; 상기 엔진을 시동하는 모터와, 상기 엔진으로부터 동력을 전달받아서 전력을 발전하는 발전기를 갖는 모터/발전기와; 상기 모터의 구동 전력을 공급하고, 상기 발전기로부터 발전된 전력을 공급받아서 충전되는 배터리와; 상기 모터/발전기와 상기 배터리 사이에 구비되어, 상기 배터리로부터 상기 모터로 구동 전력을 공급하도록 제어하고, 상기 발전기로부터 발전된 전력을 상기 배터리로 공급하여 충전하도록 제어하며, 상기 발전기 및 상기 배터리 중 적어도 어느 하나로부터 전력을 공급받아서 전압을 조정하여 출력하는 컨트롤러 및; 상기 컨트롤러로부터 조정된 전압을 받아서 부하에 적합한 다양한 레벨의 전압을 출력하는 조작 패널을 포함한다.
이 특징의 한 실시예에 있어서, 상기 조작 패널은; 상기 하이브리드 발전기를 온, 오프시키는 전원 스위치와, 상기 컨트롤러의 운전 모드를 선택적으로 처리하도록 선택하는 운전 모드 선택 레버를 적어도 구비하는 입력부와; 상기 컨트롤러의 제어를 받아서 상기 하이브리드 발전기의 제반 동작에 따른 다양한 정보를 나타내는 표시부 및; 상기 컨트롤러로부터 조정된 전압을 받아서, 부하로 출력하는 전압 출력부를 포함한다.
다른 실시예에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 배터리의 충방전 상태에 대응하여, 상기 하이브리드 발전기의 동작을 제어하는 상기 운전 모드를 처리하되; 상기 운전 모드는; 상기 모터/발전기로 전력을 발전시켜서 상기 배터리를 충전시키는 UPS 컨버터 모드와; 상기 배터리로부터 상기 조작 패널로 전력을 공급하도록 제어하는 UPS 인버터 모드 및; 상기 모터/발전기와 상기 배터리로부터 상기 조작 패널로 전력을 공급하도록 제어하는 병렬 운전 모드를 포함한다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 컨트롤러는; 상기 조작 패널에 의해 상기 운전 모드들 중 어느 하나가 선택되면, 선택된 상기 운전 모드를 처리한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 엔진, 모터/발전기, 배터리, 조작 패널 및 컨트롤러를 구비하는 하이브리드 발전기에서 하이브리드 전력을 사용하기 위한 전력 제어 방법이 제공된다.
이 특징에 따른 하이브리드 발전기의 전력 제어 방법은, 상기 조작 패널로부터 전원 스위치가 온 되면, 상기 배터리의 충전 전력이 남아 있는지를 판별하는 단계와; 상기 배터리의 충전 전력이 남아 있지 않으면, 상기 엔진을 가동하여 상기 모터/발전기로 전력을 발전시켜서 상기 배터리를 충전하는 UPS 컨버터 모드로 동작하도록 제어하는 단계와; 상기 배터리의 충전 전력이 남아 있으면, 상기 배터리의 잔존 전력이 상기 조작 패널에서 사용 가능한 전력인지를 판별하는 단계와; 상기 배터리의 잔존 전력이 상기 조작 패널에서 사용 가능한 전력이면, 상기 엔진을 정지시키고, 상기 배터리로부터 상기 조작 패널로 전력을 공급하는 UPS 인버터 모드로 동작하도록 제어하는 단계 및; 상기 배터리의 충전 전력이 남아 있고, 상기 배터리의 잔존 전력이 상기 조작 패널에서 사용 가능한 전력이 아니면, 상기 모터/발전기와 상기 배터리로부터 상기 조작 패널로 전력을 공급하는 병렬 운전 모드로 동작하도록 제어하는 단계를 포함한다.
이 특징의 한 실시예에 있어서, 상기 UPS 인버터 모드는; 상기 배터리의 전력이 남아 있고, 상기 배터리의 잔존 전력이 상기 조작 패널에서 사용 가능한 경우, 상기 엔진을 정지시키고, 상기 배터리의 직류 전력을 공급받아서 교류 전력으로 변환하고, 상기 변환된 교류 전력을 설정된 전압으로 자동 조정하며, 이어서 상기 조작 패널로 조정된 전압의 전원을 공급한다.
다른 실시예에 있어서, 상기 UPS 컨버터 모드는; 상기 배터리의 충전 전력이 남아 있지 않으면, 상기 모터/발전기를 동작시키고, 상기 엔진을 가동시켜서 상기 모터/발전기를 발전하고, 상기 모터/발전기로부터 발전된 교류 전력을 공급받아서 상기 배터리를 충전하고 동시에 교류 전력를 설정된 전압으로 자동 조정하여 상기 조작 패널로 전원을 공급한다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 UPS 컨버터 모드는; 상기 배터리가 충전 완료되면, 상기 UPS 인버터 모드로 동작을 제어한다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 병렬 운전 모드는; 상기 배터리의 전력이 남아 있고, 상기 배터리의 잔존 전력이 상기 조작 패널에서 사용 가능한 전력이 아니면, 상기 엔진이 가동 중인지를 판별하고, 상기 엔진이 가동 중이 아니면, 상기 엔진을 가동시키고, 상기 모터/발전기를 구동하고, 상기 모터/발전기의 교류 전력과, 상기 배터리의 직류 전력을 동시에 공급받아서 전압을 조정한 후, 상기 조작 패널로 조정된 전압을 출력한다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 병렬 운전 모드는; 상기 엔진이 가동 중이면, 상기 UPS 컨버터 모드로 동작을 제어한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 하이브리드 발전기는 발전기와 배터리 사이에 컨트롤러 및 조작 패널을 구비함으로써, 하이브리드 전력 즉, 발전기와 배터리의 전력을 사용할 수 있다.
또 본 발명의 하이브리드 발전기는 하이브리드 전력을 사용하기 위하여, 배터리의 충방전 상태에 따라 UPS 컨버터 모드, UPS 인버터 모드 및 병렬 운전 모드로 전력 공급을 제어함으로써, 안정적으로 하이브리드 전력 사용이 가능하다.
또한 본 발명의 하이브리드 발전기는 컨트롤러에 의해 자동 또는 수동으로 하이브리드 전력을 공급 제어함으로써, 무정전 전원 공급 및 정전압 전원 공급이 가능하다.
도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 발전기의 구성을 도시한 블럭도;
도 2는 본 발명에 따른 하이브리드 발전기의 전력 제어 수순을 도시한 흐름도;
도 3은 도 2에 도시된 하이브리드 발전기의 UPS 인버터 모드에 따른 전력 제어 수순을 도시한 흐름도;
도 4는 도 2에 도시된 하이브리드 발전기의 UPS 컨버터 모드에 따른 전력 제어 수순을 도시한 흐름도; 그리고
도 5는 도 2에 도시된 하이브리드 발전기의 병렬 운전 모드에 따른 전력 제어 수순을 도시한 흐름도이다.
본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 서술하는 실시예로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 구성 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이다.
이하 첨부된 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 발전기의 구성을 도시한 블럭도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 하이브리드 발전기(100)는 발전기와 배터리를 이용하여 하이브리드 전력을 사용하기 위하여, 엔진(130)과, 모터/발전기(140)와, 배터리(120)와, 조작 패널(150) 및 컨트롤러(110)를 포함한다.
엔진(130)은 모터/발전기(140)의 모터 동작에 의해 시동(DRV)되어 동력(TORQ)을 발생한다. 엔진(130)은 발생된 동력(TORQ)을 모터/발전기(140)로 전달한다.
모터/발전기(140)는 엔진(130)을 시동(DRV)하는 모터와, 엔진(130)으로부터 동력(TORQ)을 전달받아서 전력을 발전하는 발전기를 갖는다. 모터/발전기(140)는 컨트롤러(110)를 통해 배터리(120)로부터 직류 전력(S_DC)을 공급받아서 모터를 동작시키고, 이를 통해 엔진(130)을 시동(DRV)한다. 모터/발전기(140)는 엔진(130)으로부터 동력(TORQ)을 전달받아서 발전기를 동작시켜서 교류 전력(S_AC)을 발전한다. 모터/발전기(140)는 발전된 교류 전력(S_AC)를 컨트롤러(110)로 공급한다. 이 교류 전력(S_AC)은 컨트롤러(110)를 통해 배터리(120)를 충전하거나, 컨트롤러(110)를 통해 조작 패널(150)로 교류 전력(V_AC)을 공급한다.
배터리(120)는 모터/발전기(140)로부터 발전된 교류 전력(S_AC)을 컨트롤러(110)를 통해 공급받아서 충전(CHAR)된다. 이를 위해 배터리(120)는 모터/발전기(140)의 시동 시, 모터의 구동 전력을 공급하기 위하여, 컨트롤러(110)로 직류 전력(S_DC)을 공급한다. 또 배터리(120)는 컨트롤러(110)를 통해 조작 패널(150)로 직류 전력(V_DC)을 공급한다.
컨트롤러(110)는 발전기와 배터리(120)에 의한 양방향 출력이 가능하도록 제어하고, 발전기와 배터리(120)로부터 교류 및 직류 전력(S_AC, S_DC)을 받아서, 조작 패널(150)로 원하는 전압 레벨을 갖는 전원(V_AC, V_DC)으로 변환하여 출력하도록 UPS(Uninterruptible Power Supply) 기능과 AVR(Automatic Voltage Regulator) 기능을 구비한다.
구체적으로, 컨트롤러(110)는 배터리(120)로부터 모터의 구동 전력을 공급하도록 제어(CONT)하고, 발전기 및 배터리 중 적어도 어느 하나로부터 전력(S_AC, S_DC)을 받아들이고, 조작 패널(150)의 입력 신호(IN_C)에 응답해서, 다양한 전압 레벨의 교류 및 직류 전압(V_AC, V_DC)으로 조정하여 조작 패널(150)로 출력한다. 컨트롤러(110)는 발전기로부터 발전된 교류 전력(S_AC)을 받아서 배터리(120)를 충전(CHAR)시킨다. 또 컨트롤러(110)는 조작 패널(150)의 입력 신호(IN_C)에 응답해서, 조작 패널(150)로 다양한 정보(예를 들어, 전원 스위치 온/오프 상태, 모터 구동 상태, 발전기 동작 상태, 배터리 충방전 상태 및, 교류 및 직류 전력, 다양한 전압/전류/주파수 레벨 등)들을 표시하도록 제어한다.
이 실시예에서 컨트롤러(110)는 하이브리드 발전기(100)를 UPS 컨버터 모드, UPS 인버터 모드 및 병렬 운전 모드로 동작하도록 제어한다. UPS 컨버터 모드는 모터/발전기(140)로 전력을 발전시켜서 배터리(120)를 충전시켜서 조작 패널(150)로 전력을 공급하도록 제어하고, UPS 인버터 모드는 배터리(120)로부터 조작 패널(150)로 전력을 공급하도록 제어하며, 그리고 병렬 운전 모드는 모터/발전기(140)와 배터리(120)로부터 조작 패널(150)로 전력을 공급하도록 제어한다.
이러한 컨트롤러(110)의 운전 모드들에 대한 구체적인 내용은 다음의 도 2 내지 도 5에서 상세히 설명한다. 이 운전 모드들은 컨트롤러(110)에 의해 자동으로 처리되거나, 조작 패널(150)에 의해 하나의 운전 모드가 수동으로 선택되고, 이에 응답해서 컨트롤러(110)가 해당 운전 모드를 처리할 수 있다.
그리고 조작 패널(150)은 컨트롤러(110)로부터 조정된 전압(V_AC, V_DC)을 받아서 부하(미도시됨)에 적합한 다양한 레벨의 전압을 출력한다. 또 조작 패널(150)에는 누전 방지를 위한 차단기(미도시됨) 등이 더 구비될 수 있다. 이 실시예에서 조작 패널(150)은 입력부(152)와, 표시부(154) 및 전력 출력부(156)를 구비한다.
입력부(152)는 예를 들어, 하이브리드 발전기(100)의 동작을 온, 오프시키는 전원 스위치와, 컨트롤러(110)의 운전 모드를 수동으로 동작하도록 선택하는 운전 모드 선택 레버 등을 포함한다. 표시부(154)는 예를 들어, LED 램프, LCD 패널 등으로 구비되고, 컨트롤러(110)의 제어(DISP)를 받아서, 다양한 정보 예를 들어, 전원 스위치 온/오프 상태, 모터 구동 상태, 발전기 동작 상태, 배터리 충방전 상태 및, 교류 및 직류 전력, 다양한 전압/전류/주파수 레벨 등을 표시한다. 그리고 전력 출력부(156)는 예를 들어, 복수 개의 콘센트 플러그로 구비되고, 컨트롤러(110)에 의해 조정된 교류 및 직류 전압(V_AC, V_DC)을 출력(AC/DC OUTPUT)한다. 이러한 전력 출력부(150)는 부하(미도시됨)에 적합한 다양한 전압 레벨들 예를 들어, 교류 전압 110 V, 220 V, 380 V, 440 V, 직류 전압 12 V, 24 V, 48 V 등을 출력(AC/DC OUTPUT)한다.
상술한 본 발명의 하이브리드 발전기(100)는 전기 에너지를 이용하기 위하여, 배터리(120)의 충방전 상태에 따라 UPS 컨버터 모드, UPS 인버터 모드 및 병렬 운전 모드로 발전기 및 배터리(120)의 전력 공급을 제어한다.
계속해서 도 2 내지 도 5를 이용하여 본 발명의 하이브리드 발전기의 운전 모드들에 대한 제어 방법을 상세히 설명한다.
즉, 도 2는 본 발명에 따른 하이브리드 발전기의 전력 제어 수순을 도시한 흐름도이고, 도 3은 도 2에 도시된 하이브리드 발전기의 UPS 인버터 모드에 따른 전력 제어 수순을 도시한 흐름도이고, 도 4는 도 2에 도시된 하이브리드 발전기의 UPS 컨버터 모드에 따른 전력 제어 수순을 도시한 흐름도이며, 그리고 도 5는 도 2에 도시된 하이브리드 발전기의 병렬 운전 모드에 따른 전력 제어 수순을 도시한 흐름도이다. 이 수순들은 컨트롤러(110)가 처리하는 제어 프로그램으로, 이 제어 프로그램은 컨트롤러(110)의 내부 메모리(미도시됨)에 저장된다.
도 2를 참조하면, 단계 S200에서 조작 패널(150)로부터 하이브리드 발전기(100)를 동작시키는 전원 스위치가 온(ON) 되면, 단계 S210에서 배터리(120)의 전력 즉, 충전 전력이 남아 있는지를 판별한다.
판별 결과, 배터리(120)의 충전 전력이 남아 있지 않으면, 이 수순은 단계 S250으로 진행하여, 엔진(130)을 가동(CONTROL, DRV)하여 모터/발전기(140)로 전력(S_AC)을 발전시키고, 발전된 전력(S_AC)을 컨트롤러(110)를 통해 배터리(120)로 공급하여, 배터리(120)를 충전(CHAR)하도록 처리하는 UPS 컨버터 모드로 동작을 제어한다. 이 때, 컨트롤러(110)는 발전된 전력(S_AC)을 받아서 조작 패널(150)로 교류 전압(V_AC)을 조정하여 출력한다.
그러나 판별 결과, 배터리(120)의 충전 전력이 남아 있으면, 이 수순은 단계 S220으로 진행하여, 배터리(120)의 잔존 전력이 조작 패널(150)에서 사용 가능한 전력인지를 판별한다.
판별 결과, 배터리(120)의 잔존 전력이 조작 패널(150)에서 사용 가능한 전력이면, 이 수순은 단계 S230으로 진행하여, 엔진(130)을 정지시키고, 배터리(120)로부터 조작 패널(150)로 전력(S_DC, V_DC)을 공급하는 UPS 인버터 모드로 동작을제어한다.
그리고 판별 결과, 배터리(120)의 잔존 전력이 조작 패널(150)에서 사용 가능한 전력이 아니면, 컨트롤러(110)는 모터/발전기(140)로 전력을 공급하고 배터리(120)를 충전시키고, 모터/발전기(140)와 배터리(120)로부터 전력(S_AC, S_DC)을 공급받아서 전압을 조정하여 조작 패널(150)로 전력(V_AC, V_DC)를 공급하는 병렬 운전 모드로 동작을 제어한다.
구체적으로, UPS 인버터 모드(S230)는 도 3에 도시된 바와 같이, 배터리(120)의 전력이 남아 있고, 잔존 전력이 조작 패널(150)에서 사용 가능한 경우, 단계 S232에서 엔진(130)을 정지시키고, 단계 S234에서 컨트롤러(110)는 배터리(120)의 직류 전력(S_DC)을 공급받고, 단계 S236에서 직류 전력(S_DC)을 교류 전력으로 변환한다. 단계 S238에서 컨트롤러(110)는 교류 전력을 설정된 전압으로 자동 조정한다. 이어서 단계 S240에서 조작 패널(150)로 전원(V_AC, V_DC)을 공급한다.
UPS 컨버터 모드(S250)는 도 4에 도시된 바와 같이, 배터리(120)의 충전 전력이 남아 있지 않으면, 단계 S252에서 모터/발전기(140)를 동작(CONT)시키고, 단계 S254에서 엔진(130)을 가동(DRV)한다. 단계 S256에서 엔진(130)의 동력(TORQ)을 이용하여 모터/발전기(140)를 발전시킨다.
단계 S258에서 컨트롤러(110)는 모터/발전기(140)로부터 발전된 교류 전력(S_AC)을 공급받고, 단계 S260에서 교류 전력(S_AC)을 이용하여 배터리(120)를 충전(CHAR)한다. 이 때, 컨트롤러(110)는 교류 전력(S_AV)를 설정된 전압으로 자동 조정하여 조작 패널(150)로 전원(V_AC, V_DC)을 공급한다. 이어서 단계 S262에서 배터리(120)가 충전 완료되면, 단계 S264에서 컨트롤러(110)는 UPS 인버터 모드(S230)로 동작을 제어한다.
그리고 병렬 운전 모드(S270)는 배터리(120)의 전력이 남아 있고, 잔존 전력이 조작 패널(150)에서 사용 가능한 전력이 아니면, 즉, 배터리(120)의 잔존 전력이 방전 한계에 도달된 경우, 도 5에 도시된 바와 같이, 단계 S272에서 엔진(130)이 가동 중인지를 판별한다. 판별 결과, 엔진(130)이 가동 중이면, 이 수순은 단계 S274로 진행하여 UPS 컨버터 모드로 동작을 제어하고, 엔진(130)이 가동 중이 아니면, 단계 S276에서 엔진(130)을 가동시키고, 단계 S278에서 모터/발전기(140)를 구동한다.
단계S280에서 모터/발전기(140)의 교류 전력(S_AC)과, 배터리(120)의 직류 전력(S_DC)을 동시에 공급받는다. 이어서 단계 S282에서 발전기와 배터리(120)의 전력을 병합 운전하여 전압(V_AC, V_DC)을 조정한 후, 조작 패널(150)로 조정된 전압을 출력한다. 따라서 조작 패널(150)은 전압 출력부(156)를 통해 부하에 적합한 다양한 전압 레벨의 전력을 공급할 수 있다.
이상에서, 본 발명에 따른 하이브리드 발전기의 구성 및 작용을 상세한 설명과 도면에 따라 도시하였지만, 이는 실시예를 들어 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다.
100 : 하이브리드 발전기
110 : 컨트롤러
120 : 배터리
130 : 엔진
140 : 모터/발전기
150 : 조작 패널
152 : 입력부
154 : 표시부
156 : 전압 출력부

Claims (10)

  1. 하이브리드 발전기에 있어서:
    동력을 발생하는 엔진과;
    상기 엔진을 시동하는 모터와, 상기 엔진으로부터 동력을 전달받아서 전력을 발전하는 발전기를 갖는 모터/발전기와;
    상기 모터의 구동 전력을 공급하고, 상기 발전기로부터 발전된 전력을 공급받아서 충전되는 배터리와;
    상기 모터/발전기와 상기 배터리 사이에 구비되어, 상기 발전기와 배터리에 의한 양방향 출력이 가능하도록 제어하되, 상기 배터리로부터 상기 모터로 구동 전력을 공급하도록 제어하고, 상기 발전기로부터 발전된 전력을 상기 배터리로 공급하여 충전하도록 제어하며, 상기 발전기 및 상기 배터리 중 적어도 어느 하나로부터 전력을 공급받아서 전압을 조정하여 출력하는 컨트롤러 및;
    상기 컨트롤러로부터 조정된 전압을 받아서 부하에 적합한 다양한 레벨의 전압을 출력하고,누전 방지를 위한 차단기가 구비되는 조작 패널을 포함하며,
    상기 조작 패널은;
    상기 하이브리드 발전기를 온, 오프시키는 전원 스위치와, 상기 컨트롤러의 운전 모드를 수동으로 동작하도록 선택하는 운전 모드 선택 레버를 적어도 구비하는 입력부와;
    상기 컨트롤러의 제어를 받아서 상기 하이브리드 발전기의 제반 동작에 따른 전원 스위치 온/오프 상태, 모터 구동 상태, 발전기 동작 상태, 배터리 충방전 상태 및, 교류 및 직류 전력, 전압/전류/주파수 레벨 정보 중 적어도 하나를 나타내는 표시부 및;
    복수 개의 콘센트 플러그로 구비되고, 상기 컨트롤러로부터 조정된 교류 및 직류 전압을 받아서, 부하로 출력하는 전압 출력부를 포함하고,
    상기 컨트롤러는 상기 배터리의 충방전 상태에 대응하여, 상기 하이브리드 발전기의 동작을 제어하는 상기 운전 모드를 처리하되;
    상기 운전 모드는;
    상기 모터/발전기로 전력을 발전시켜서 상기 배터리를 충전시킨 후 상기 조작 패널로 전력을 공급하도록 제어하는 UPS(Uninterruptible Power Supply) 컨버터 모드와;
    상기 배터리로부터 상기 조작 패널로 전력을 공급하도록 제어하는 UPS 인버터 모드 및;
    상기 모터/발전기와 상기 배터리로부터 상기 조작 패널로 전력을 공급하도록 제어하는 병렬 운전 모드를 포함하며,
    상기 컨트롤러는; 상기 조작 패널에 의해 상기 운전 모드들 중 어느 하나가 선택되면, 선택된 상기 운전 모드를 처리하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 발전기.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 기재된 하이브리드 발전기의 전력 제어 방법에 있어서:
    상기 조작 패널로부터 전원 스위치가 온 되면, 상기 배터리의 충전 전력이 남아 있는지를 판별하는 단계와;
    상기 배터리의 충전 전력이 남아 있지 않으면, 상기 엔진을 가동하여 상기 모터/발전기로 전력을 발전시켜서 상기 배터리를 충전하는 UPS(Uninterruptible Power Supply) 컨버터 모드로 동작하도록 제어하는 단계와;
    상기 배터리의 충전 전력이 남아 있으면, 상기 배터리의 잔존 전력이 상기 조작 패널에서 사용 가능한 전력인지를 판별하는 단계와;
    상기 배터리의 잔존 전력이 상기 조작 패널에서 사용 가능한 전력이면, 상기 엔진을 정지시키고, 상기 배터리로부터 상기 조작 패널로 전력을 공급하는 UPS 인버터 모드로 동작하도록 제어하는 단계 및;
    상기 배터리의 충전 전력이 남아 있고, 상기 배터리의 잔존 전력이 상기 조작 패널에서 사용 가능한 전력이 아니면, 상기 모터/발전기와 상기 배터리로부터 상기 조작 패널로 전력을 공급하는 병렬 운전 모드로 동작하도록 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 발전기의 전력 제어 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 UPS 인버터 모드는;
    상기 배터리의 전력이 남아 있고, 상기 배터리의 잔존 전력이 상기 조작 패널에서 사용 가능한 경우, 상기 엔진을 정지시키고,
    상기 배터리의 직류 전력을 공급받아서 교류 전력으로 변환하고,
    상기 변환된 교류 전력을 설정된 전압으로 자동 조정하며, 이어서
    상기 조작 패널로 조정된 전압의 전원을 공급하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 발전기의 전력 제어 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 UPS 컨버터 모드는;
    상기 배터리의 충전 전력이 남아 있지 않으면, 상기 모터/발전기를 동작시키고,
    상기 엔진을 가동시켜서 상기 모터/발전기를 발전하고, 이어서
    상기 모터/발전기로부터 발전된 교류 전력을 공급받아서 상기 배터리를 충전하고 동시에 교류 전력를 설정된 전압으로 자동 조정하여 상기 조작 패널로 전원을 공급하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 발전기의 전력 제어 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 UPS 컨버터 모드는;
    상기 배터리가 충전 완료되면, 상기 UPS 인버터 모드로 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 발전기의 전력 제어 방법.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 병렬 운전 모드는;
    상기 배터리의 전력이 남아 있고, 상기 배터리의 잔존 전력이 상기 조작 패널에서 사용 가능한 전력이 아니면, 상기 엔진이 가동 중인지를 판별하고,
    상기 엔진이 가동 중이 아니면, 상기 엔진을 가동시키고,
    상기 모터/발전기를 구동하고,
    상기 모터/발전기의 교류 전력과, 상기 배터리의 직류 전력을 동시에 공급받아서 전압을 조정한 후, 상기 조작 패널로 조정된 전압을 출력하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 발전기의 전력 제어 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 병렬 운전 모드는;
    상기 엔진이 가동 중이면, 상기 UPS 컨버터 모드로 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 발전기의 전력 제어 방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20240036896A (ko) 2022-09-14 2024-03-21 이상창 풍력 및 태양광 하이브리드 발전용 컨트롤러 시스템

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101947464B1 (ko) * 2018-03-20 2019-05-02 주식회사 성삼 선박용 하이브리드 발전기 및 그의 전력 제어 방법
CN111993879A (zh) * 2020-08-27 2020-11-27 航天科工微电子系统研究院有限公司 一种特种车辆混合动力系统

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009051242A (ja) 2007-08-23 2009-03-12 Mitsubishi Fuso Truck & Bus Corp ハイブリッド電気自動車用電圧変換装置
JP2014069603A (ja) * 2012-09-27 2014-04-21 Mitsubishi Motors Corp ハイブリッド電気自動車

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008099885A1 (ja) 2007-02-16 2008-08-21 Komatsu Ltd. 発電機駆動装置、ハイブリッド車両、および発電機駆動装置の制御方法
KR20090090784A (ko) 2008-02-22 2009-08-26 김문수 하이브리드(Hybrid) 발전기
KR20140040557A (ko) 2012-09-26 2014-04-03 (주)솔라라이트 하이브리드 발전기 및 그 제어방법
KR101343453B1 (ko) 2013-08-30 2013-12-19 국방과학연구소 엔진-발전기 제어방법 및 이를 이용한 직렬형 하이브리드 전투기동장비

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009051242A (ja) 2007-08-23 2009-03-12 Mitsubishi Fuso Truck & Bus Corp ハイブリッド電気自動車用電圧変換装置
JP2014069603A (ja) * 2012-09-27 2014-04-21 Mitsubishi Motors Corp ハイブリッド電気自動車

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20240036896A (ko) 2022-09-14 2024-03-21 이상창 풍력 및 태양광 하이브리드 발전용 컨트롤러 시스템

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