KR101670848B1 - 하이브리드 에너지 저장 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하이브리드 에너지 저장 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수계와 비수계의 이차 전지의 조합으로 구성된 대용량의 에너지 저장 장치에 관한 것으로,
더욱 상세하게는 인산철리튬이온 배터리(LiFePO4 Battery)어셈블리와 연산배터리(Lead-Acid Battery)어셈블리(20)를 포함하여 구성되되, 상기 인산철리튬이온 배터리 어셈블리는 하나 이상의 인산철리튬이온 배터리가 직렬접속방식에 의해 전기적으로 연결되고, 상기 연산 배터리 어셈블리는 하나 이상의 연산 배터리가 직렬접속방식에 의해 전기적으로 연결되며, 상기 인산철리튬이온 배터리
어셈블리와 연산 배터리 어셈블리는 병렬접속방식에 의한 출력회로로
연결되어 부화로 출력되도록 구성하여,
측정부를 통해 측정하여 측정된 측정값이 미리 설정된 전류 범위내를 벗어날 때, 인산철리튬이온 배터리의 전력을 부하로 출력하고
측정부를 통해 측정하여 측정된 측정값이 미리 설정된 전류 범위내에 존재할 때, 인산철리튬이온 배터리와 연산 배터리의 전력을 부하로 출력하는 기술을 제공하여 인산 배터리의 수명을 연장시키고자 하는 기술에 관한 것이다.

Description

하이브리드 에너지 저장 장치{HYBRID ENERGY STORAGE DEVICE}
본 발명은 하이브리드 에너지 저장 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수계와 비수계의 이차 전지의 조합으로 구성된 대용량의 에너지 저장 장치에 관한 것으로,
더욱 상세하게는 인산철리튬이온 배터리(LiFePO4 Battery)어셈블리와 연산배터리(Lead-Acid Battery)어셈블리(20)를 포함하여 구성되되, 상기 인산철리튬이온 배터리 어셈블리는 하나 이상의 인산철리튬이온 배터리가 직렬접속방식에 의해 전기적으로 연결되고, 상기 연산 배터리 어셈블리는 하나 이상의 연산 배터리가 직렬접속방식에 의해 전기적으로 연결되며, 상기 인산철리튬이온 배터리
어셈블리와 연산 배터리 어셈블리는 병렬접속방식에 의한 출력회로로
연결되어 부화로 출력되도록 구성하여,
측정부를 통해 측정하여 측정된 측정값이 미리 설정된 전류 범위내를 벗어날 때, 인산철리튬이온 배터리의 전력을 부하로 출력하고
측정부를 통해 측정하여 측정된 측정값이 미리 설정된 전류 범위내에 존재할 때, 인산철리튬이온 배터리와 연산 배터리의 전력을 부하로 출력하는 기술을 제공하여 연산 배터리를 과전류로부터 보호하여 수명을 연장시키고, 저렴한 가격으로 하이브리드 에너지 저장 장치의 성능(수명연장,출력,에너지밀도)을 향상시키고자 하는 기술에 관한 것이다.
대한민국 특허등록번호 10-1223623호의 에너지 저장 장치에서 인용하면,
현재 주로 사용되고 있는 에너지원은 석탄 및 석유와 같은 화석 연료를 기반으로 하는 에너지원으로 이들 화석 연료의 남용은 대기 오염을 유발하는 등 환경문제에 심각한 원인이 되고 있다.
이와 같은 화석연료 에너지의 이러한 문제점을 해결하기 위하여 보다 청정한 에너지로 전기 에너지로 대체하여 사용하고 있으나, 발전을 위한 에너지 자원의 고갈 문제와 전기 에너지의 발전 및 배전에서 효율의 증대와 더 나아가 이차전지를 이용한 에너지 저장 등으로 에너지 효율을 높이는 문제에서 해결해야 할 과제들이 많다.
현대 사회에서 전기 에너지의 다양한 사용 형태가 있는데, 특히 차량의 동력원 또는 산업용으로 충방전이 가능한 이차 전지를 이용하는 기술이 최근 들어 관심을 끌고 있다. 따라서, 배터리만으로 운행될 수 있는 전기 자동차(EV), 배터리와 기존의 엔진을 병용하는 하이브리드 전기 자동차(HEV) 등의 개발이 가속화되는 추세이다.
EV, HEV 등의 동력원으로 사용되기 위해서는 고출력 대용량이 요구되는데, 소형의 이차 전지셀을 연결하여 전지팩을 구성하여 사용되고 있다.
차량 시동용 또는 산업용으로 활용되는 이차 전지는 수용액계(수계)의 이차 전지로서 납 축전지 (Lead-acid battery), 니켈-수소(NiMH) 전지 등이 주로 이용된다.
납 축전지의 경우 가격이 높지 않은 장점을 가지고 있으나 에너지 밀도, 출력, 수명 특성 등이 좋지 않아 수계 이차 전지로 에너지밀도 및 출력이 요구되는 포터블 기기 및 HEV용 등에는 NiMH 전지가 이용되고 있다.
또한, 최근에는 비수용액계(비수계) 이차 전지인 리튬이온 전지 등의 사용도 시도되고 있다. 리튬이온 이차 전지는 에너지 밀도가 매우 높고 출력 및 수명 특성이 우수하여 주로 소형 모바일 기기와 산업용, 차량용(HEV, EV) 등 중대형 전지 용도로도 활용도가 높아지는 추세이다.
하지만, EV, HEV 등의 동력원으로 보편적으로 사용되기 위해서는 고출력 대용량의 이차 전지로서 활용되어야 하는데, 리튬이온 이차 전지는 용량당 가격이 상대적으로 높고 충분한 안전성 자료가 확보되지 않아 전지 특성이
우수함에도 대형 전지로 활용이 지연되고 있다.
따라서, 가격이 저렴하고 대용량 고출력의 전지로 기존 시장을 대체하기 위한 에너지 저장 시스템에 대한 연구가 필요한 실정이다.
이와 같은 문제점을 해결할 양으로 종래 특허등록번호 10-1223623호는 상기 용량당 가격이 저렴하고 산업용 및 차량 동력원용 등의 중대형 전지로 활용되어 기존 시장에 적용할 수 있는 에너지 저장 장치를 제안하고 있다.
상세한 설명은 상기 10-1223623호에 상세하게 설명되어 있으므로 그에 대한 설명은 생략한다.
상기 종래의 문제점은, 스위칭부의 접점부에서 아크가 발생되는 구성이다.
그러다 보니 그 접점부에서 아크가 발생되어 화제로 이어질 가능성이 있다.
그 구성을 차량에 적용할 경우 차량이 전소될 가능성이 높다.
이와 같은 종래의 문제점을 감안하여 알출된 것으로서 본원은 스위칭부의 접점부에서 아크발생이 최소화 하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해서는 다음과 같이 구성된다.
인산철리튬이온 배터리(LiFePO4 Battery)어셈블리와 연산배터리(Lead-Acid Battery)어셈블리(20)를 포함하여 구성되되, 상기 인산철리튬이온 배터리
어셈블리는 하나 이상의 인산철리튬이온 배터리가 직렬접속방식에 의해 전기적으로 연결되고, 상기 연산 배터리 어셈블리는 하나 이상의 연산 배터리가 직렬접속방식에 의해 전기적으로 연결되며, 상기 인산철리튬이온 배터리
어셈블리와 연산 배터리 어셈블리는 병렬접속방식에 의한 출력회로로
연결되어 부화로 출력되도록 구성하여
측정부를 통해 측정하여 측정된 측정값이 미리 설정된 전류 범위내를 벗어날 때, 인산철리튬이온 배터리의 전력을 부하로 출력하고
측정부를 통해 측정하여 측정된 측정값이 미리 설정된 전류 범위내에 존재할 때, 인산철리튬이온 배터리와 연산 배터리의 전력을 부하로 출력하는 구성이다.
상기 이상의 목적은 구체적인 내용에서 좀 더 상세하게 밝혀진다.
본원은, 인산철리튬이온 배터리(LiFePO4 Battery)어셈블리(10)와 연산배터리(Lead-Acid Battery)어셈블리(20)를 포함하여 구성되되, 상기 인산철리튬이온 배터리 어셈블리는 하나 이상의 인산철리튬이온 배터리(10)가 직렬접속방식에 의해 전기적으로 연결되고, 상기 연산 배터리 어셈블리는 하나 이상의 연산 배터리(20)가 직렬접속방식에 의해 전기적으로 연결되며, 상기 인산철리튬이온 배터리 어셈블리(10)와 연산 배터리 어셈블리(20)는 병렬접속방식에 의한 출력회로(30)로 연결되어 부화(40)로 출력하는 구성이다.
상기 연산배터리(Lead-Acid Battery)의 출력회로(30)에 상기 출력회로(30)를 제어부(50')의 제어신호에 따라 개폐하는 스위칭부(60)와,
상기 연산배터리(20)로 입력되는 전력이 우회하여 출력회로(30)로 출력하는 우회 보호회로(70)와,
상기 우회 보호회로(70)를 제어부(50')의 제어신호에 따라 개폐하는 반도체 스위칭 소자(80)와,
상기 출력회로(30)에 흐르는 전력값 상태를 감시하는 측정부(50)와, 상기 측정부(50)에 의해 상기 출력회로(30)의 상태를 판정하여
스위칭부(60)를 개폐시키되
상기 반도체 스위칭 소자(80)와 상기 스위칭부(60)를 오프' 시킨 상태에서
상기 측정부(50)를 통해 측정하여 측정된 측정값이 미리 설정된 전류 범위내를 벗어날 때, 상기 반도체 스위칭 소자(80)와 상기 스위칭부(60)가 오프' 상태를 유지하고
상기 측정부(50)를 통해 측정하여 측정된 측정값이 미리 설정된 전류 범위내에 존재할 때, 스위칭부(60)를 온' 시켜 연산배터리(20)의 전력이 출력회로(30)를 통해 부하(90)로 출력되도록 하기 위해
우회 보호회로(70)의 반도체 스위칭 소자(80)가 선행으로 온' 동작 직후 상기 스위칭부(60)가 온' 상태가 되도록 하고 상기 스위칭부(60)가 온'상태가 되는 직후 반도체 스위칭 소자(80)가 오프' 상태가 되도록 하는 구성이다.
상기 스위칭부(60)가 온'상태이고 반도체 스위칭 소자(80)가 오프' 상태에서 상기 측정부(50)를 통해 측정하여 측정된 측정값이 미리 설정된 전류 범위내를 벗어날 때,
우회 보호회로(70)의 반도체 스위칭 소자(80)가 선행으로 온 동작 직후 상기 스위칭부(60)가 오프' 상태가 되도록 하고 상기 스위칭부(60)가 오프'상태가 되는 직후 반도체 스위칭 소자(80)가 오프' 상태가 되도록 하는 구성이다.
상술한 바와 같이, 인산철리튬이온 배터리(LiFePO4 Battery)어셈블리와 연산배터리(Lead-Acid Battery)어셈블리(20)를 포함하여 구성되되, 상기 인산철리튬이온 배터리 어셈블리는 하나 이상의 인산철리튬이온 배터리가 직렬접속방식에 의해 전기적으로 연결되고, 상기 연산 배터리 어셈블리는 하나 이상의 연산 배터리가 직렬접속방식에 의해 전기적으로 연결되며, 상기 인산철리튬이온 배터리
어셈블리와 연산 배터리 어셈블리는 병렬접속방식에 의한 출력회로로
연결되어 부화로 출력되도록 구성하여
측정부를 통해 측정하여 측정된 측정값이 미리 설정된 전류 범위내를 벗어날 때, 인산철리튬이온 배터리의 전력을 부하로 출력하고
측정부를 통해 측정하여 측정된 측정값이 미리 설정된 전류 범위내에 존재할 때, 인산철리튬이온 배터리와 연산 배터리의 전력을 부하로 출력하는 구성의 기술을 제공함으로서
연산 배터리의 전력을 반도체 스위칭 소자(80)를 이용하여 우회 보호회로(70)를 통해 우회시킨 상태에서 스위칭부(릴레이로 한정함)를 온'함으로서 스위칭부(60)의 기계적 접점부가 아크발생이 최소화 된다.
상기 이상의 효과는 구체적인 내용에서 더 밝혀진다.
도 1은 본 발명의 하이브리드 에너지 저장 장치의 흐름도,
도 2는 도 1의 요부 동작 타임챠트,
도 3은 본 발명의 하이브리드 에너지 저장 장치의 우회 보호회로가 적용된 실시예,
도 4는 본 발명의 하이브리드 에너지 저장 장치의 흐름도.
배터리(5)로부터 전력을 공급받아 직류전원을 제어신호에 의해 스위칭하는 래칭 릴레이(Latching Relay)와;
상기 래칭 릴레이의 기계적 접점부와 병렬로 우회 연결되어 상기 기계적 접점부보다 소정시간 동안 선행 동작하여 아크 발생을 억제하는 반도체 스위칭 소자;
상기 반도체 스위칭 소자를 스위칭하는 게이트 제어신호를 절연 제어하는 포토커플러;
상기 래칭 릴레이의 기계적 접점을 개폐 제어하는 릴레이 제어신호;
상기 포토커플러를 소정시간 동안 제어하는 소자 제어신호;
상기 릴레이 제어신호와 상기 소자 제어신호를 미리 설정 설정된 순서에 의해 순차 발생하는 시퀸스 제어장치를 포함한다(도1 참조)
이와 같은 구성의 실시예를 살펴보면,
다음은 래칭릴레이의 동작상태를 도 1에 의해 살펴보기로 한다.
도시된 바와 같이, 직류전압을 스위칭하는 래칭 릴레이(RL1); 래칭 릴레이(RL1)의 기계적 접점부와 병렬로 우회 연결되어 기계적 접점부보다 소정시간 동안 선행동작하여 아크 발생을 억제하는 반도체 스위칭 소자(Q1); 반도체 스위칭 소자(Q1)를 소정시간 선행하여 게이트 제어신호를 절연 제어하는 포토커플러(OP1); 래칭 릴레이(RL1)의 기계적 접점을 개폐 제어하는 릴레이 제어신호(SET/RESET); 포토커플러(OP1)를 소정시간 동안 제어하는 소자 제어신호(B/P1); 릴레이 제어신호(SET/RESET)와 소자 제어신호(B/P1)를 미리 설정 설정된 순서에 의해 순차 발생하는 시퀸스 제어장치(미도시)를 포함한다.
도 2은 직류전원 단로기(100)의 각 구성부의 동작 타임 챠트를 나타낸 것으로, 도 2(a)는 제어장치의 소자 제어신호(B/P1)에 의해 동작하는 반도체 스위칭 소자(Q1)의 동작시간 타임챠트, 도 (3b)는 반도체 스위칭 소자(Q1)가 소정시간 동작하는 동안 래칭 릴레이(RL1)의 기계적 접점의 동작시간 타임챠트, 도 2(c)는 반도체 스위칭 소자(Q1)가 동작하고, 이때, 래칭 릴레이(RL1)가 동작할 때, 래칭 릴레이(RL1)의 기계적 접점부에 인가되는 직류전압을 도식적으로 나타낸 것이다.
도시된 바와 같이, 제어장치로부터 소자 제어신호(B/P1)가 릴레이 제어신호(SET/RESET)보다 선행하여 제어장치로부터 포토커플러(PP1)의 입력측에 게이트 제어신호(B/P1)가 입력되면, 포토커플러(PP1)의 광다이오드가 발광하게 되고, 광다이오드 발광은 10~12V/40μA의 미세한 전력이 외부전원 공급없이 자체 생산된다.
이 10~12V와 40μA의 자체 생산된 전력은 반도체 스위칭 소자(Q1)의 게이트(G)에 입력되어 반도체 스위칭 소자(Q1)를 턴온(Turn On)상태, 즉, 도전상태를 만들고, 반도체 스위칭 소자(Q1)가 도전된 상태는 래칭 릴레이(RL1)의 기계적 접점부 사이를 예를들어 0.5~1.0Ω 정도의 낮은 임피던스로 만든다.
이때, 도 3(b)에 도시된 바와 같이, 래칭 릴레이(RL1)의 기계적 접점부 사이는 선행하여 직류수 백V의 고압(HV)에서 대략 10V 이하의 저전압(LV) 상태가 된다. 도 2(c)는 이와 같이, 래칭 릴레이(RL1)의 기계적 접점부 사이가 예를들어 10V 이하의 저전압 상태가 되었을 때, 릴레이 제어신호(SET/RESET)가 입력되어 래칭 릴레이(RL1)의 기계적 접점부를 후행 개방시켜 고압 직류전원 출력단자(H/V DC-OUTPUT)의 고압 직류전원을 차단한다.
따라서, 선행 동작하는 반도체 스위칭 소자(Q1)의 턴온으로 기계적 접점부 사이가 10V 이하의 저전압이 되고, 이 저전압 상태에서 래칭 릴레이(RL1)의 기계적 접점부를 후행 개폐하는 것으로 기계적 접점부의 아크 발생이 원천적으로 억제된다.
래칭 릴레이(RL1)는 이중코일(Dual Coil) 및 적어도 하나 이상의 3로 스위칭의 기계적 접점을 가지는 것이 접점을 병렬연결하여 접점용량을 증가시키는데에 바람직하며, 3로 스위칭의 기계적 접점은 이중코일의 어느 하나를 여자시키는 셋(SET)신호와 리셋(REST)의 릴레이신호에 의해 확실하게 개폐시킬 수 있다.
또한, 상시 구동전원 없이 개폐상태를 유지할 수 있는 이중코일의 래칭 릴레이(RL1)를 사용함으로써, 정전이 되거나 전원장치가 고장이 나도 래칭 릴레이가 스스로 개폐되는 일이 없어져 화재 등의 안전사고 예방된다.
또한, 포토커플러(OP1)는 게이트 드라이브 신호를 외부 구동전원 공급없이 직류전원(H/V INPUT & H/V OUTPUT)으로 동작시킬 수 있는 광전지출력 기능이 있는 포토커플러(OP1)인 것이 바람직하다. 일반적인 포토커플러와 달리, 광전지출력 포토커플러(OP1)는 절연된 출력측에서 반도체 스위칭 소자(Q1)를 턴온 시킬 수 있는 전압과 전류가 자체 생성되어, 반도체 스위칭 소자(Q1)를 외부 구동전원이 없이 구동시키게 된다.
따라서, 정전이 되거나 전원장치가 고장이 나도 반도체 스위칭 소자(Q1)를 제어할 수 있게 되고, 이에 따라, 반도체 스위칭 소자(Q1)의 병렬 우회 보호회로가 부가된 직류전원 단로기(100)를 신뢰성 높게 작동시킬 수 있다.
또한, 반도체 스위칭 소자(Q1)는 직류전원을 제어장치의 제어신호로 스위칭할 수 있는 반도체 스위칭소자라면 특별히 제한하지 않지만, 일반적으로 널리 사용되고 있는 모스펫(MOSFET)이나 접합형 전계효과 트랜지스터(JFET), 절연 게이트 양극성 트랜지스터(IGBT) 그룹에서 선택되는 것이 바람직하다.
도 3은 본 발명의 직류전원 단로기(100)의 병렬 우회 보호회로를 태양광 발전시스템(PV)에 적용된 실시예로서, 도시된 바와 같이, 직류전원 단로기(100)에 과전류 보호퓨즈(F2)와 병렬로 바이패스된 직렬 직류전원 단로기(200)가 직렬로 더 포함되어 있는 점이 다르다.
일반적으로, 직류전원 단로기(100)의 전단에는 과전류 보호퓨즈(F2)가 직렬로 연결되어 전기 디바이스, 여기서는 인버터(INV)를 보호하고 있다. 그러나, 안전퓨즈(F1)가 용손되어도 인버터(INV)가 정상인 경우, 계속적인 인버터(INV)의 전력생산을 위해 직류전원 공급이 필요하다. 안전퓨즈(F1)가 용손되더라도 인버터(INV)에 안전하게 직류전원을 계속 공급하기 위해 안전퓨즈(F1)와 병렬로 바이패스된 직렬 직류전원 단로기(200)를 직렬로 연결한다. 이와 같은, 직렬 직류전원 단로기(200)는 래칭 릴레이(RL2)와 래칭 릴레이(RL2)의 기계적 접점부와 병렬 접속된 반도체 스위칭 소자(Q2), 반도체 스위칭 소자(Q2)의 게이트(G)를 제어하는 포토커플러(OP2), 포토커플러(OP2)를 제어하는 제어신호(B/P 2)의 구성되어 전술한 직류전원 단로기(100)와 동일한 작용을 한다. 단지 차이점은 직렬로 안전퓨즈(F2)가 안전퓨즈(F1)와 병렬로 이중 설치된다는 점이 다르다.
설명에서 상기 안전퓨즈(F2)와, 보호퓨즈(F2)는 생략할 수 있다.
다음은 본 발명의 청구항에 해당하는 구성을 제차 살펴보고 그에 따른 실시예를 설명하고자 한다(도4 참조)
본원은 인산철리튬이온 배터리(LiFePO4 Battery)어셈블리(10)와 연산배터리(Lead-Acid Battery)어셈블리(20)를 포함하여 구성되되, 상기 인산철리튬이온 배터리 어셈블리는 하나 이상의 인산철리튬이온 배터리(10)가 직렬접속방식에 의해 전기적으로 연결되고, 상기 연산 배터리 어셈블리는 하나 이상의 연산 배터리(20)가 직렬접속방식에 의해 전기적으로 연결되며, 상기 인산철리튬이온 배터리 어셈블리(10)와 연산 배터리 어셈블리(20)는 병렬접속방식에 의한 출력회로(30)로 연결되어 부하(40)로 출력하는 구성이다.
상기 연산배터리(Lead-Acid Battery)의 출력회로(30)에 상기 출력회로(30)를 제어부(50')의 제어신호에 따라 개폐하는 스위칭부(60)와,
상기 연산배터리(20)로 입력되는 전력이 우회하여 출력회로(30)로 출력하는 우회 보호회로(70)와,
상기 우회 보호회로(70)를 제어부(50')의 제어신호에 따라 개폐하는 반도체 스위칭 소자(80)와,
상기 출력회로(30)에 흐르는 전력값 상태를 감시하는 측정부(50)와, 상기 측정부(50)에 의해 상기 출력회로(30)의 상태를 판정하여
스위칭부(60)를 개폐시키되
상기 반도체 스위칭 소자(80)와 상기 스위칭부(60)를 오프' 시킨 상태에서
상기 측정부(50)를 통해 측정하여 측정된 측정값이 미리 설정된 전류 범위내를 벗어날 때, 상기 반도체 스위칭 소자(80)와 상기 스위칭부(60)가 오프' 상태를 유지하고
상기 측정부(50)를 통해 측정하여 측정된 측정값이 미리 설정된 전류 범위내에 존재할 때, 스위칭부(60)를 온'시켜 연산배터리(20)의 전력이 출력회로(30)를 통해 부하(90)로 출력되도록 하기 위해
우회 보호회로(70)의 반도체 스위칭 소자(80)가 선행으로 온' 동작 직후 상기 스위칭부(60)가 온'상태가 되도록 하고 상기 스위칭부(60)가 온'상태가 되는 직후 반도체 스위칭 소자(80)가 오프' 상태가 되도록 하는 구성이다.
상기 스위칭부(60)가 온'상태이고 반도체 스위칭 소자(80)가 오프' 상태에서 상기 측정부(50)를 통해 측정하여 측정된 측정값이 미리 설정된 전류 범위내를 벗어날 때,
우회 보호회로(70)의 반도체 스위칭 소자(80)가 선행으로 온 동작 직후 상기 스위칭부(60)가 오프'상태가 되도록 하고 상기 스위칭부(60)가 오프'상태가 되는 직후 반도체 스위칭 소자(80)가 오프' 상태가 되도록 하는 구성이다.
본원은 전력을 반도체 스위칭 소자(80)를 이용하여 우회 보호회로(70)를 통해 우회시킨 상태에서 스위칭부(릴레이로 한정함)를 온'함으로서 스위칭부(60)의 기계적 접점부가 아크발생이 최소화 된다.
만약, 전력을 우회시키지 않고 스위칭부(60)의 기계적 접점부분에서 아크가 발생하여 화제로 이어질 수 있다.
또 우회 보호회로(70)와 스위칭부(60)로 전력을 분산시킨 상태에서 스위칭부(60)를 오프' 할 경우 이 또한 스위칭부(60)의 기계적 접점부분에서 아크발생이 최소화 된다.
또, 상기 스위칭부(60)가 온'상태에서 상기 반도체 스위칭 소자(80)가 온'되므로 반도체 스위칭 소자(80)에서 발생된 열이 최소화 하고 열로 인해 낭비되는 전력을 절약할 수 있고, 열로인해 단축되는 수명을 연장할 수 있다.
이상과 같이 본 발명을 살펴볼 때 반도체 스위칭 소자(80)와 스위칭부(60)의 아크발생 최소화로 수명이 연장되는 장점이 있다.
10 ; 인산철리튬이온 배터리 어셈블리 20 ; 인산 배터리 어셈블리
30 ; 출력회로 40 ; 부하
50 ; 측정부 50' ; 제어부
60 ; 스위칭부
70 ; 우회 보호회로 80 ; 반도체 스위칭 소자
100 ; 단로기

Claims (2)

  1. 인산철리튬이온 배터리 어셈블리(10)와 연산배터리(Lead-Acid Battery)어셈블리(20)를 포함하여 구성되되, 상기 인산철리튬이온 배터리
    어셈블리는 하나 이상의 인산철리튬이온 배터리(10)가 직렬접속방식에 의해 전기적으로 연결되고, 상기 연산 배터리 어셈블리는 하나 이상의 연산 배터리(20)가 직렬접속방식에 의해 전기적으로 연결되며, 상기 인산철리튬이온 배터리
    어셈블리(10)와 연산 배터리 어셈블리(20)는 병렬접속방식에 의한 출력회로(30)로 연결되어 부하(40)로 출력하는 구성에 있어서,
    상기 연산배터리(Lead-Acid Battery)의 출력회로(30)에 상기 출력회로(30)를 제어부(50')의 제어신호에 따라 개폐하는 스위칭부(60)와,
    상기 연산배터리(20)로 입력되는 전류이 우회하여 출력회로(30)로 출력하는 우회 보호회로(70)와,
    상기 우회 보호회로(70)를 제어부(50')의 제어신호에 따라 개폐하는 반도체 스위칭 소자(80)와,
    상기 출력회로(30)에 흐르는 전력값 상태를 감시하는 측정부(50)와, 상기 측정부(50)에 의해 상기 출력회로(30)의 상태를 판정하여
    스위칭부(60)를 개폐시키되
    상기 반도체 스위칭 소자(80)와 상기 스위칭부(60)를 오프' 시킨 상태에서
    상기 측정부(50)를 통해 측정하여 측정된 측정값이 미리 설정된 전류 범위내를 벗어날 때, 상기 반도체 스위칭 소자(80)와 상기 스위칭부(60)가 오프' 상태를 유지하고
    상기 측정부(50)를 통해 측정하여 측정된 측정값이 미리 설정된 전류 범위내에 존재할 때
    스위칭부(60)를 온'시켜 연산배터리(20)의 전력이 출력회로(30)를 통해 부하(90)로 출력되도록 하기 위해
    우회 보호회로(70)의 반도체 스위칭 소자(80)가 선행으로 온'동작 직후 상기 스위칭부(60)가 온'상태가 되도록 하고 상기 스위칭부(60)가 온'상태가 되는 직후 반도체 스위칭 소자(80)가 오프' 상태가 되도록 하며
    상기 스위칭부(60)가 온'상태이고 반도체 스위칭 소자(80)가 오프' 상태에서 상기 측정부(50)를 통해 측정하여 측정된 측정값이 미리 설정된 전류 범위내를 벗어날 때,
    우회 보호회로(70)의 반도체 스위칭 소자(80)가 선행으로 온'동작 직후 상기 스위칭부(60)가 오프'상태가 되도록 하고 상기 스위칭부(60)가 오프'상태가 되는 직후 반도체 스위칭 소자(80)가 오프' 상태가 되도록 하는 구성함을 특징으로 하되,
    상기 스위칭부(60)는 이중코일(Dual Coil) 및 적어도 하나의 3로 스위칭의 기계적 접점을 가지며, 상기 3로 스위칭의 기계적 접점은 상기 이중코일의 어느 하나를 여자시키는 셋(SET)신호와 리셋(REST)의 릴레이신호로 개폐되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 에너지 저장 장치.
  2. 삭제
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