KR101708026B1 - Charging control method of the high efficiency charging device for renewable energy - Google Patents

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KR101708026B1
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임기현
박상철
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엔디티엔지니어링(주)
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Abstract

The present invention relates to a charging control method of a charging device to charge a battery module by using generation voltage of a power generation unit or to alternately charge a first capacitor module or a second capacitor module. The charging control method comprises: a step in which a control module detects output voltage of the power generation unit; a step in which the control module compares the output voltage of the power generation unit with voltage of the battery module; a step in which, when the output voltage of the power generation unit is higher than the voltage of the battery module, the control module charges the battery module with the output voltage of the power generation unit; and a step in which, when the output voltage of the power generation unit is not higher than the voltage of the battery module, the control module charges the first capacitor module with the output voltage and charges the battery module with the voltage charged in the second capacitor module. In such an embodiment of the present invention, when the amount of generated power is less, for example, the weather is cloudy or the wind is weak, the capacitor module is charged. When the capacitor module is completed with charging, the battery module is discharged, so even a less amount of the generated power can be collected, and power generation efficiency can be significantly enhanced.

Description

재생에너지 고효율 충전장치의 충전 제어 방법{Charging control method of the high efficiency charging device for renewable energy} BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a charging control method for a high-

본 발명은 재생에너지 충전에 관한 것으로 특히, 커패시터를 보조 저장장치로 사용하여 좋지 않은 환경에서 낮은 발전량이 발생하여도 이를 이용하여 배터리에 충전이 가능하도록 하는 재생에너지 고효율 충전장치의 충전 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a regeneration energy charging method, and more particularly, to a regeneration control method for a regenerative energy high efficiency charging apparatus that uses a capacitor as an auxiliary storage device to charge the battery even if a low generation amount is generated in a bad environment will be.

재생에너지는 자연생태에서 만들어지는 에너지를 의미하는데, 특히 태양에너지, 풍력, 수력, 조력 등이 있다.Renewable energy refers to energy generated from natural ecology, especially solar energy, wind power, hydropower, and tidal power.

최근에는 화석연료와 핵연료를 대신하여 재생에너지를 이용한 전력 생산에 많은 관심이 집중되고 있으며, 특히 태양광 발전 및 풍력 발전을 위한 연구와 개발이 활발하게 이루어지고 있다.In recent years, much attention has been focused on the generation of electricity using renewable energy in place of fossil fuel and nuclear fuel, and research and development for solar power generation and wind power generation are actively being carried out.

재생에너지를 이용한 발전 기술에 있어서는 태양에너지와 풍력 등을 얼마나 효율적으로 전기에너지로 변환할 수 있느냐의 발전부분과 발전된 전기에너지를 얼마나 효율적으로 저장하는지의 충전부분이 중요하다.In the renewable energy generation technology, it is important to develop how to convert solar energy and wind power into electric energy efficiently and how to efficiently store the generated electric energy.

이러한 부분중 충전 부분을 담당하는 종래의 충전장치는 주로 대용량 배터리가 사용되고, 일부에서는 충전 효율이 우수한 커패시커를 사용하여 충전을 하기도 한다.Conventional charging devices that are responsible for the charging portion of such portions are mainly charged with a large capacity battery, and in some cases, using a capacitor having excellent charging efficiency.

이러한 종래 기술에는 국내공개특허공보 제10-2010-0109104호, 제10-2012-0110700호, 제 10-2015-0026335호, 국내등록공보 제10-1295094호, 제10-1273976호 등이 있으며, 이러한 종래기술은 태양에너지 및 풍력을 이용하여 생산한 전력을 충전하기 위한 다양한 기술이 공개되어 있다.Such prior arts include Korean Patent Laid-Open Nos. 10-2010-0109104, 10-2012-0110700, 10-2015-0026335, Korean Registered Nos. 10-1295094 and 10-1273976, Various techniques for charging electric power produced by using solar energy and wind power have been disclosed in the related art.

그런데, 태양광, 풍력, 조력 등을 이용하는 발전에 있어서, 발전량은 시시각각으로 변화하고, 자연조건에 따라 발전량의 변동폭이 크다.By the way, in the power generation using solar light, wind power, tidal power, etc., the power generation amount changes every moment, and the variation of power generation amount is large depending on natural conditions.

이로 인해 종래에는 변화가 많은 발전량에 따라 충전이 일정하게 이루어지지 않는다.As a result, the charging is not constantly performed according to the amount of generated power which is conventionally changed.

그리고 종래에는 최소한의 충전을 하기 위한 일정한 조건을 만족하지 못하는 적은 에너지가 작용한 경우, 충전이 이루어지지 않는다.In the prior art, when a small amount of energy that does not satisfy a predetermined condition for minimum charging is applied, charging is not performed.

종래 충전장치의 경우, 발전량이 적은 경우에도 생산되는 전력을 버리지 않고 충전하기 위해 커패시터를 사용하는 경우도 있다.In the case of the conventional charging apparatus, a capacitor may be used to charge the generated power without discarding the generated power even when the power generation amount is small.

그런데 커패시터의 경우 충전용량에 한계가 있기 때문에 대용량 발전의 경우에는 사용하는데 제약이 있다.However, since the capacity of the capacitor is limited, there is a limitation in using the capacitor in the case of large-capacity power generation.

그리고 배터리와 함께 커패시터를 사용하는 경우에는 커패시터에 충전된 전력을 배터리로 충전하는 동안에는 충전이 이루어지지 않는 문제가 있다.When a capacitor is used together with a battery, there is a problem that charging is not performed while the capacitor is charged with the battery.

한국특허 등록번호 2015-0026335호(등록일자: 2015.03.11. 제목: 태양광 인버터Korea Patent Registration No. 2015-0026335 (Registration date: 2015.03.11 Title: Solar Inverter

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래의 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 배터리와 함께 커패시터를 사용하는 경우 커패시터에 충전된 전력을 배터리로 충전하는 동안에도 충전이 이루어지도록 하는 재생에너지 고효율 충전장치의 충전 제어 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a regeneration energy efficient charging apparatus which can charge a battery even when the capacitor is charged with a capacitor, Method.

또한, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 복수의 커패시터를 보조 저장장치로 사용하여 좋지 않은 충전조건에서의 낮은 발전량이 발생하여도 이를 이용하여 지속적인 충전이 가능한 재생에너지 고효율 충전장치의 충전 제어 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a charging control method for a regenerative energy high-efficiency charging apparatus capable of continuously charging even when a low power generation amount is generated under a poor charging condition by using a plurality of capacitors as an auxiliary storage apparatus .

이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 특징에 따른 고효율 충전장치의 충전 제어 방법은,According to an aspect of the present invention, there is provided a charging control method for a high-

발전부의 발전 전압을 이용하여 배터리 모듈을 충전하거나 제1 커패시터 모듈 또는 제2 커패시터 모듈을 교번하여 충전하는 충전장치의 충전 제어 방법으로서,A charging control method for a charging apparatus for charging a battery module or alternately charging a first capacitor module or a second capacitor module by using a power generation voltage of a power generation unit,

제어모듈이 상기 발전부의 출력전압을 검출하는 단계;The control module detecting an output voltage of the power generation unit;

상기 제어모듈이 상기 발전부의 출력전압과 상기 배터리 모듈의 전압을 비교하는 단계;The control module comparing an output voltage of the power generation unit with a voltage of the battery module;

상기 발전부의 출력전압이 상기 배터리 모듈의 전압보다 높으면 상기 제어모듈이 상기 발전부의 출력 전압으로 상기 배터리 모듈을 충전하도록 제어하는 단계;Controlling the control module to charge the battery module with the output voltage of the power generation unit if the output voltage of the power generation unit is higher than the voltage of the battery module;

상기 발전부의 출력전압이 상기 배터리 모듈의 전압보다 높지 않으면 상기 발전부의 출력 전압으로 상기 제1 커패시터 모듈을 충전하고, 제2 커패시터 모듈에 충전된 전압으로 상기 배터리 모듈을 충전하는 단계를 포함한다.And charging the first capacitor module with the output voltage of the power generation unit and charging the battery module with the voltage charged in the second capacitor module if the output voltage of the power generation unit is not higher than the voltage of the battery module.

상기 발전부의 출력전압이 상기 배터리 모듈의 전압보다 높으면 상기 제어모듈이 상기 발전부의 출력 전압으로 상기 배터리 모듈을 충전하도록 제어하는 단계는,And controlling the control module to charge the battery module with the output voltage of the power generation unit when the output voltage of the power generation unit is higher than the voltage of the battery module,

상기 제어모듈(40)이 주스위치를 온시켜, 1차 전력변환모듈(10)로부터 2차 전력변환모듈(12)로 직접 연결이 이루어지고, 상기 발전부에서 발전된 전력으로 상기 배터리 모듈을 충전하는 것을 특징으로 한다.The control module 40 turns on the main switch so that the direct connection from the primary power conversion module 10 to the secondary power conversion module 12 is performed and the battery module is charged with the power generated by the power generation portion .

상기 방법은,The method comprises:

상기 제어모듈이 상기 제1 커패시터 모듈의 전압이 상기 배터리 모듈을 충전하기 위해 설정한 설정전압 이상인지 판단하는 단계;Determining whether the voltage of the first capacitor module is higher than a set voltage set for charging the battery module;

상기 제1 커패시터 모듈의 전압이 상기 설정전압 이상이면, 상기 제2 커패시터 모듈을 충전하고, 제1 커패시터 모듈에 충전된 전압으로 상기 배터리 모듈을 충전하는 단계를 더 포함한다.Charging the second capacitor module and charging the battery module with a voltage charged in the first capacitor module when the voltage of the first capacitor module is higher than the set voltage.

상기 제어모듈이 상기 발전부의 출력전압을 검출하는 단계는,Wherein the step of the control module detecting an output voltage of the electricity-

상기 제어모듈이 배터리의 전압, 제1 커패시터 모듈 및 제2 커패시터 모듈의 전압을 추가로 검출하는 것을 특징으로 한다.The control module further detects a voltage of the battery, a voltage of the first capacitor module and a voltage of the second capacitor module.

이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 특징에 따른 고효율 충전장치의 충전 제어 방법은,According to an aspect of the present invention, there is provided a charging control method for a high-

발전부의 발전 전압을 이용하여 배터리 모듈을 충전하거나 제1 커패시터 모듈 또는 제2 커패시터 모듈을 교번하여 충전하는 충전장치의 충전 제어 방법으로서,A charging control method for a charging apparatus for charging a battery module or alternately charging a first capacitor module or a second capacitor module by using a power generation voltage of a power generation unit,

제어모듈이 상기 발전부의 출력전압을 검출하는 단계;The control module detecting an output voltage of the power generation unit;

상기 제어모듈이 상기 발전부의 출력전압과 상기 배터리 모듈의 전압을 비교하는 단계;The control module comparing an output voltage of the power generation unit with a voltage of the battery module;

상기 발전부의 출력전압이 상기 배터리 모듈의 전압보다 높으면 상기 제어모듈이 주스위치를 온시켜, 1차 전력변환모듈(10)로부터 2차 전력변환모듈(12)로 직접 연결이 이루어지고, 상기 발전부에서 발전된 전력으로 상기 배터리 모듈을 충전하는 단계;If the output voltage of the power generation unit is higher than the voltage of the battery module, the control module turns on the main switch to make a direct connection from the primary power conversion module 10 to the secondary power conversion module 12, Charging the battery module with electric power developed in the battery module;

상기 발전부의 출력전압이 상기 배터리 모듈의 전압보다 높지 않으면, 상기 If the output voltage of the power generation unit is not higher than the voltage of the battery module,

상기 제어모듈이 상기 주스위치를 오프시키고, 제1 스위치(21)와 제4 스위치(24)를 온시키고, 제2스위치(22)와 제3 스위치(23)를 오프시켜, 1차 전력변환모듈(10)로부터 제1 커패시터모듈(31)로 충전이 이루어지고, 상기 제2 커패시터 모듈(32)에 충전된 전압이 방전되어 상기 2차 전력변환모듈(12)을 거쳐 배터리모듈(4)로 충전이 이루어지도록 하는 단계를 포함한다.The control module turns off the main switch, turns on the first switch 21 and the fourth switch 24, turns off the second switch 22 and the third switch 23, The voltage charged in the second capacitor module 32 is discharged and charged to the battery module 4 through the secondary power conversion module 12, To be performed.

상기 방법은,The method comprises:

상기 제어모듈이 상기 제1 커패시터 모듈(31)의 전압이 상기 배터리모듈(4)을 충전할 수 있는 레벨인 설정된 전압에 도달했는지 판단하는 단계;Determining whether the voltage of the first capacitor module (31) reaches a predetermined voltage which is a level at which the control module can charge the battery module (4);

상기 제1 커패시터 모듈(31)의 전압이 배터리모듈(4)을 충전할 수 있는 레벨인 설정된 전압에 도달했으면, 상기 제어모듈이 상기 제1 스위치(21)와 상기 제4 스위치(24)를 오프시키고, 제2 스위치(22)와 제3 스위치(23)를 온시키도록 제어하여 상기 1차 전력변환모듈(10)로부터 제2 커패시터모듈(32)로 충전이 이루어지고, 상기 제1 커패시터 모듈(31)에 충전된 전압이 방전되어 상기 2차 전력변환모듈(12)을 거쳐 배터리모듈(4)로 충전이 이루어지도록 하는 단계를 더 포함한다.When the voltage of the first capacitor module 31 reaches a set voltage which is a level at which the battery module 4 can be charged, the control module turns off the first switch 21 and the fourth switch 24 And the second switch 22 and the third switch 23 are turned on so that charging is performed from the primary power conversion module 10 to the second capacitor module 32. The first capacitor module 31) is discharged and charged to the battery module 4 via the secondary power conversion module 12. The step of charging the battery module 4 includes charging the battery module 4 through the secondary power conversion module 12,

상기 제어모듈이 상기 발전부의 출력전압을 검출하는 단계는,Wherein the step of the control module detecting an output voltage of the electricity-

상기 제어모듈이 배터리의 전압, 제1 커패시터 모듈 및 제2 커패시터 모듈의 전압을 추가로 검출하는 것을 특징으로 한다.The control module further detects a voltage of the battery, a voltage of the first capacitor module and a voltage of the second capacitor module.

상기 방법은,The method comprises:

상기 제어모듈이 상기 제2 커패시터 모듈(32)의 전압이 배터리모듈(4)을 충전할 수 있는 레벨인 설정된 전압에 도달했는지 판단한 단계;Determining whether the voltage of the second capacitor module (32) reaches a predetermined voltage which is a level at which the control module can charge the battery module (4);

상기 제2 커패시터 모듈(32)의 전압이 배터리모듈(4)을 충전할 수 있는 레벨인 설정된 전압에 도달했으면, 상기 제어모듈이 상기 제1 스위치(21)와 제4 스위치(24)를 온시키고, 제2스위치(22)와 제3 스위치(23)를 오프시키도록 제어하여 상기 1차 전력변환모듈(10)로부터 제1 커패시터모듈(31)로 충전이 이루어지고, 상기 제2 커패시터 모듈(32)에 충전된 전압이 방전되어 상기 2차 전력변환모듈(12)을 거쳐 배터리모듈(4)로 충전이 이루어지도록 하는 단계를 더 포함한다.The control module turns on the first switch 21 and the fourth switch 24 when the voltage of the second capacitor module 32 reaches a set voltage which is a level at which the battery module 4 can be charged The second switch 22 and the third switch 23 are turned off to charge the first capacitor module 31 from the first power conversion module 10 and the second capacitor module 32 To the battery module 4 through the secondary power conversion module 12, so that the battery module 4 is charged.

본 발명의 실시 예에서는 날씨가 흐리거나 바람이 약한 경우 등 발전량이 적은 경우에는 커패시터 모듈에 충전이 이루어지고, 충전이 완료된 커패시터 모듈에서는 배터리 모듈쪽으로 방전이 이루어져 적은양의 발전도 수집하는 것이 가능하고, 발전효율을 크게 향상할 수 있는 고효율 충전장치의 충전 제어 방법을 제공할 수 있다.In the embodiment of the present invention, the capacitor module is charged when the amount of power generation is low, such as when the weather is blurry or when the wind is weak, and in the capacitor module that has been charged, a discharge is made to the battery module side so that a small amount of power can be collected , It is possible to provide a charging control method for a highly efficient charging apparatus that can significantly improve power generation efficiency.

또한, 본 발명의 실시 예에서는 하나의 커패시터 모듈에서 배터리 모듈쪽으로 방전이 이루어지는 동안에 다른 커패시터 모듈에서 충전이 이루어지므로 연속하여 지속적인 충전이 이루어지므로 발전효율을 극대화하는 고효율 충전장치의 충전 제어 방법을 제공할 수 있다.Also, in the embodiment of the present invention, since charging is performed in one capacitor module while discharging from one capacitor module to the battery module, continuous charging is continuously performed, thereby providing a charging control method of a high efficiency charging device that maximizes power generation efficiency .

또한, 본 발명의 실시 예에서는 발전량이 많은 경우에는 커패시터를 거치지 않고, 직접 배터리에 충전하는 것이 가능한 고효율 충전장치의 충전 제어 방법을 제공할 수 있다.In addition, in the embodiment of the present invention, it is possible to provide a charging control method for a high-efficiency charging apparatus capable of directly charging a battery without passing through a capacitor when the amount of power generation is large.

또한, 본 발명의 실시 예에서는 1차 변환모듈 및 2차 련력 변환모듈을 구성하여 발전 전압의 최적점을 추적하는 것이 가능하고, 발전 전압과 배터리 모듈의 전압을 조정하여 최대의 충전특성을 구현하는 고효율 충전장치의 충전 제어 방법을 제공할 수 있다.Further, in the embodiment of the present invention, it is possible to configure the primary conversion module and the secondary power conversion module to track the optimum point of the generated voltage, and to adjust the generated voltage and the voltage of the battery module to realize the maximum charging characteristic The charging control method of the high efficiency charging apparatus can be provided.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 고효율 충전장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 고효율 충전장치의 충전 제어 방법의 흐름도이다.1 is a configuration diagram of a high-efficiency charging apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart of a charge control method for a high efficiency charging apparatus according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Throughout the specification, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without excluding other elements unless specifically stated otherwise.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 고효율 충전장치의 구성도이다.1 is a configuration diagram of a high-efficiency charging apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 고효율 충전장치는, 1차 전력변환모듈(10), 2차전력변환모듈(12), 복수의 커패시터 모듈(31. 32), 제어모듈(40)을 포함한다.Referring to FIG. 1, a high efficiency charging apparatus according to an embodiment of the present invention includes a primary power conversion module 10, a secondary power conversion module 12, a plurality of capacitor modules 31, 32, a control module 40 ).

1차 전력변환모듈(10)과 2차전력변환모듈(12)은 각각 전기를 생성하는 발전부(2)와 생산된 전력을 충전하기 위한 배터리 모듈(4)사이에 직렬로 연결 설치된다. The primary power conversion module 10 and the secondary power conversion module 12 are connected in series between the power generation unit 2 for generating electricity and the battery module 4 for charging the produced power.

복수의 커패시터 모듈(31, 32)은 1차 전력변환모듈(10)과 2차전력변환모듈(12) 사이에 병렬로 설치된다.A plurality of capacitor modules (31, 32) are installed in parallel between the primary power conversion module (10) and the secondary power conversion module (12).

제어모듈(40)은 복수의 커패서터 모듈(31, 32)을 선택적으로 충전과 방전이 이루어지도록 제어한다.The control module 40 controls the charging and discharging of the plurality of capacitor modules 31 and 32 selectively.

상기에서 커패시터 모듈(31, 32)을 구성하는 커패시터의 충전특성은 거의 무한대의 전율로 충전하는 것이 가능하고, 내부 등가저항이 낮아 충전효율이 우수하다.The charging characteristics of the capacitors constituting the capacitor modules 31 and 32 can be charged with a substantially full charge ratio and the internal equivalent resistance is low and the charging efficiency is excellent.

따라서 배터리 모듈(4)에 충전되지 않을 정도로 적은 발전량의 경우에도 상기 커패시커 모듈에 충전하는 것이 가능하다.Therefore, it is possible to charge the capacitor module 4 even in the case of a small amount of power generation that can not be charged in the battery module 4.

특히, 흐린날의 태양에너지에 의한 발전이나 풍속 3~5m/s 이하의 풍력에 의한 발전으로 생성되는 발전 전압은 배터리모듈(4)에 충전하는 것은 어렵지만, 상기 커패시터 모듈의 경우에는 흐린날이나 바람의 세기가 약한 날에도 효율적으로 충전을 하는 것이 가능하다.Particularly, it is difficult to charge the battery module 4 with the power generation voltage generated by solar power generation on cloudy days and power generation by wind power of 3 to 5 m / s or less. However, in the case of the capacitor module, It is possible to efficiently charge the battery even at a low intensity.

그리고, 상기 1차 전력변환모듈(10)과 복수의 커패시터 모듈(31, 32)을 연결하는 라인에는 스위치(S1, S2)를 각각 설치하고,및 상기 2차 전력변환모듈(12)과 복수의 커패시터 모듈(31, 32)을 연결하는 라인에는 각각 스위치(S3, S4)를 설치한다. Switches S1 and S2 are provided in a line connecting the primary power conversion module 10 and the plurality of capacitor modules 31 and 32 and the secondary power conversion module 12 and a plurality of Switches S3 and S4 are provided on the lines connecting the capacitor modules 31 and 32, respectively.

상기 스위치(S1, S2, S3,S4)는 제어모듈(40)의 제어에 따라 선택적으로 온/오프 된다.The switches S1, S2, S3 and S4 are selectively turned on / off under the control of the control module 40.

상기 1차 전력변환모듈(10)과 2차 전력변환모듈(12)을 직접 연결하는 라인에는 주스위치(20)를 설치한다.A main switch (20) is installed in a line that directly connects the primary power conversion module (10) and the secondary power conversion module (12).

주스위치(20)는 제어모듈(40)의 제어신호에 따라 선택적으로 온/오프 된다. The main switch 20 is selectively turned on / off according to a control signal of the control module 40.

복수의 커패시터 모듈(31, 32)은 2개의 커패시터로 구성되었지만 필요에 따라 그 수는 변형이 가능하다.The plurality of capacitor modules 31 and 32 are composed of two capacitors, but the number thereof can be varied as necessary.

복수의 커패시터 모듈(31, 32)은 2개의 커패시터로 구성하는 경우에는 In the case where the plurality of capacitor modules 31 and 32 are constituted by two capacitors

상기 1차 전력변환모듈(10)과 제1 커패시터 모듈(31)을 연결하는 라인에는 스위치(S1, 21)를 설치한다. 그리고, 1차 전력변환모듈(10)과 제2 커패시터 모듈(32)을 연결하는 라인에는 스위치(S2, 22)를 설치한다.Switches (S1, 21) are provided on a line connecting the primary power conversion module (10) and the first capacitor module (31). Switches S2 and 22 are provided on a line connecting the primary power conversion module 10 and the second capacitor module 32. [

그리고, 상기 2차 전력변환모듈(12)과 제1 커패시터 모듈(31)을 연결하는 라인에는 스위치(S3, 23)를 설치한다. 그리고, 2차 전력변환모듈(12)과 제2 커패시터 모듈(32)을 연결하는 라인에는 스위치(S4, 24)를 설치한다.Switches S3 and 23 are provided on the line connecting the secondary power conversion module 12 and the first capacitor module 31. [ Switches S4 and 24 are provided on a line connecting the secondary power conversion module 12 and the second capacitor module 32. [

이러한 구성을 가진 본 발명의 실시예에 따른 고효율 충전장치의 충전 제어 방법에 관하여 설명하면 다음과 같다.A charging control method for a high efficiency charging apparatus according to an embodiment of the present invention having such a configuration will now be described.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 고효율 충전장치의 충전 제어 방법의 흐름도이다.2 is a flowchart of a charge control method for a high efficiency charging apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 태양렬, 풍력 또는 조력을 이용하여 발전부(2)에서는 발전을 한다.Referring to FIG. 2, the power generation section 2 generates power using a solar array, a wind force, or a tidal force.

이때 제어모듈(40)은 발전부(2)의 출력전압(VIN), 배터리 모듈(4)의 전압 그리고 제1커패시터 모듈(31)의 전압, 제2 커패시터 모듈(32)의 전압을 검출한다(S210). At this time, the control module 40 detects the output voltage VIN of the power generation unit 2, the voltage of the battery module 4, the voltage of the first capacitor module 31, and the voltage of the second capacitor module 32 S210).

그러면, 제어모듈(40)은 발전부(2)의 출력전압(VIN)이 배터리 모듈(4)의 전압보다 높은지 판단한다(S220). Then, the control module 40 determines whether the output voltage VIN of the power generation unit 2 is higher than the voltage of the battery module 4 (S220).

다음, 제어모듈(40)은 발전부(2)로부터 입력되는 전압이 배터리 모듈(4)의 전압보다 높으면 상기 주스위치를 온시키도록 제어한다(S230).Next, the control module 40 controls the main switch to turn on if the voltage input from the power generation unit 2 is higher than the voltage of the battery module 4 (S230).

상기와 같이 주스위치(20)가 온된 상태에서는 제어모듈(40)에서 제1 스위치(21) 내지 제4 스위치(24)를 모두 오프시킨다. As described above, when the main switch 20 is turned on, the control module 40 turns off the first switch 21 to the fourth switch 24.

상기와 같은 상태에서는 상기 1차 전력변환모듈(10)로부터 상기 2차 전력변환모듈(12)로 직접 연결이 이루어지고, 발전부(2)에서 발전된 전력이 충분하므로 배터리모듈(4)로 충전이 이루어진다.In this state, the secondary power conversion module 12 is directly connected to the primary power conversion module 10 and the power generated by the power generation unit 2 is sufficient, so that the battery module 4 is charged .

한편, 제어모듈(40)은 발전부(2)로부터 입력된 전압이 배터리모듈(4)의 전압보다 낮으면 상기 주스위치(20)를 오프시키도록 제어한다. 이 경우에는 발전부(2)의 발전전압으로 배터리모듈(4)의 충전이 불가한 경우로서, 낮은 발전 전력이 생산될 때이다.The control module 40 controls the main switch 20 to be turned off when the voltage input from the power generation section 2 is lower than the voltage of the battery module 4. [ In this case, it is the case that the battery module 4 can not be charged with the power generation voltage of the power generation section 2, and when the low generation power is produced.

그리고나서 주스위치(20)가 오프된 상태에서는 상기 제어모듈(40)에서 상기 제1 스위치(21)와 제4 스위치(24)를 온시키고, 제2스위치(22)와 제3 스위치(23)를 오프시키도록 제어한다.Then, when the main switch 20 is turned off, the control module 40 turns on the first switch 21 and the fourth switch 24 and turns on the second switch 22 and the third switch 23, .

상기와 같은 상태에서는 1차 전력변환모듈(10)로부터 제1 커패시터모듈(31)로 충전이 이루어지고, 상기 제2 커패시터 모듈(32)에 충전된 전압이 방전되어 상기 2차 전력변환모듈(12)을 거쳐 배터리모듈(4)로 충전이 이루어진다(S240).In this state, the primary power conversion module 10 charges the first capacitor module 31, the voltage charged in the second capacitor module 32 is discharged, and the secondary power conversion module 12 And then the battery module 4 is charged (S240).

이때 필요에 따라서는 하기 S260 단계가 수행될 수도 있으며, 이 경우에는 제2 커패시터 모듈(32)을 먼저 충전한다.At this time, step S260 may be performed if necessary. In this case, the second capacitor module 32 is charged first.

이후, 제어모듈(40)은 제1 커패시터 모듈(31)의 전압이 배터리모듈(4)을 충전할 수 있는 레벨인 설정된 전압에 도달했는지 판단한다(S250).Thereafter, the control module 40 determines whether the voltage of the first capacitor module 31 reaches a set voltage, which is a level at which the battery module 4 can be charged (S250).

제1 커패시터 모듈(31)의 전압이 배터리모듈(4)을 충전할 수 있는 레벨인 설정된 전압에 도달했으면, 제어모듈(40)은 상기 제1 스위치(21)와 제4 스위치(24)를 오프시키고, 제2 스위치(22)와 제3 스위치(23)를 온시키도록 제어한다. The control module 40 turns off the first switch 21 and the fourth switch 24 when the voltage of the first capacitor module 31 reaches a set voltage which is a level at which the battery module 4 can be charged. And controls the second switch 22 and the third switch 23 to be turned on.

상기와 같은 상태에서는 1차 전력변환모듈(10)로부터 제2 커패시터모듈(32)로 충전이 이루어지고, 상기 제1 커패시터 모듈(31)에 충전된 전압이 방전되어 상기 2차 전력변환모듈(12)을 거쳐 배터리모듈(4)로 충전이 이루어진다(S260).In such a state, the primary power conversion module 10 charges the secondary battery module 32, the voltage charged in the primary capacitor module 31 is discharged, and the secondary power conversion module 12 And then the battery module 4 is charged (S260).

또한, 제어모듈(40)은 제2 커패시터 모듈(32)의 전압이 배터리모듈(4)을 충전할 수 있는 레벨인 설정된 전압에 도달했는지 판단한다(S270).In addition, the control module 40 determines whether the voltage of the second capacitor module 32 has reached a set voltage which is a level at which the battery module 4 can be charged (S270).

제2 커패시터 모듈(32)의 전압이 배터리모듈(4)을 충전할 수 있는 레벨인 설정된 전압에 도달했으면, 다시 제어모듈(40)에서 상기 제1 스위치(21)와 제4 스위치(24)를 온시키고, 제2스위치(22)와 제3 스위치(23)를 오프시키도록 제어한다.When the voltage of the second capacitor module 32 reaches a set voltage which is a level at which the battery module 4 can be charged, the control module 40 again transmits the first switch 21 and the fourth switch 24 And controls the second switch 22 and the third switch 23 to be turned off.

상기와 같은 상태에서는 1차 전력변환모듈(10)로부터 제1 커패시터모듈(31)로 충전이 이루어지고, 상기 제2 커패시터 모듈(32)에 충전된 전압이 방전되어 상기 2차 전력변환모듈(12)을 거쳐 배터리모듈(4)로 충전이 이루어진다(S240).In this state, the primary power conversion module 10 charges the first capacitor module 31, the voltage charged in the second capacitor module 32 is discharged, and the secondary power conversion module 12 And then the battery module 4 is charged (S240).

이와 같이 제어모듈(40)에서 제1 스위치(21)와 제4 스위치(24) 또는 제2스위치(22)와 제3 스위치(23)를 선택적으로 오/오프시키는 동작에 의하여 상기 제1 커패시터모듈(31)과 제2 커패시터 모듈(32)은 교번하여 충전과 방전이 이루어진다.In this way, by the operation of selectively turning off / off the first switch 21 and the fourth switch 24 or the second switch 22 and the third switch 23 in the control module 40, The first capacitor module 31 and the second capacitor module 32 are alternately charged and discharged.

즉, 제1 커패시터 모듈(31)이 충전되는 동안에는 제2 커패시터 모듈(32)의 방전이 이루어지고, 제1 커패시터 모듈(31)이 방전되는 동안에는 제2 커패시터 모듈(32)의 충전이 이루어진다. 따라서, 발전부(2)의 발전 전력이 미약하여도 연속적으로 배터리 모듈(4)의 충전이 가능해진다.That is, while the first capacitor module 31 is charged, the second capacitor module 32 is discharged, and while the first capacitor module 31 is discharged, the second capacitor module 32 is charged. Therefore, even if the generated power of the power generation section 2 is weak, the battery module 4 can be continuously charged.

여기서, 제1 커패시터 모듈(31) 또는 제2 커패시터 모듈(32)의 충전과 방전의 제어는 제1 커패시터 모듈(31) 또는 제2 커패시터 모듈(32)의 전압이 설정된 전압에 도달했는지를 기준으로 제어하도록 제어모듈(40)을 미리 구성한다.Here, the charging and discharging control of the first capacitor module 31 or the second capacitor module 32 is controlled based on whether the voltage of the first capacitor module 31 or the second capacitor module 32 reaches the set voltage The control module 40 is configured in advance.

그리고, 상기 과정은 계속 반복적으로 수행이 된다Then, the above process is repeatedly performed

그리고 제어모듈(40)은 발전부(2)로부터 입력되는 전압(VIN)을 검출하여 상기 제1 커패시터 모듈(31) 및 제2 커패시터 모듈(32)과 비교하고, 전압의 차이를 이용하여 상기 제1 커패시터 모듈(31) 및 제2 커패시터 모듈(32)에 충전되는 전력의 효율을 극대화하도록 구성한다.The control module 40 detects the voltage VIN input from the power generation unit 2 and compares the detected voltage VIN with the first capacitor module 31 and the second capacitor module 32, 1 capacitor module 31 and the second capacitor module 32 to maximize the efficiency of the electric power charged in the capacitor module 31 and the second capacitor module 32.

상기 제어모듈(40)은 PWM(Pulse Width Modulation) 방식으로 두개의 전압 차이를 제어하도록 한다.The control module 40 controls two voltage differences by a PWM (Pulse Width Modulation) method.

상기 1차 전력변환모듈(10)과 상기 2차 전력변환모듈(12)을 구성하는 것에 의하여 발전전압과 배터리 모듈(4)의 전압을 조정하여 최대의 충전특성을 구현하는 것이 가능하다.By configuring the primary power conversion module 10 and the secondary power conversion module 12, it is possible to realize the maximum charging characteristic by adjusting the generation voltage and the voltage of the battery module 4.

상기 1차 전력변환모듈(10)과 상기 2차 전력변환모듈(12)은 PWM(Pulse Width Modulation) 방식의 제어인 듀티비를 조정하는 것에 의하여 입력과 출력의 전압비를 높은 효율로 변환하는 것이 가능하다.The primary power conversion module 10 and the secondary power conversion module 12 can convert the input and output voltage ratios to high efficiencies by adjusting the duty ratios of the PWM (Pulse Width Modulation) type control Do.

이상의 본 발명의 실시 예에서는 날씨가 흐리거나 바람이 약한 경우 등 발전량이 적은 경우에는 커패시터 모듈에 충전이 이루어지고, 충전이 완료된 커패시터 모듈에서는 배터리 모듈쪽으로 방전이 이루어져 적은양의 발전도 수집하는 것이 가능하고, 발전효율을 크게 향상할 수 있다.In the embodiment of the present invention, the capacitor module is charged when the amount of power generation is low, such as when the weather is blurry or when the wind is weak, and in the capacitor module that has been charged, a discharge is made to the battery module side so that a small amount of power can be collected And the power generation efficiency can be greatly improved.

또한, 본 발명의 실시 예에서는 하나의 커패시터 모듈에서 배터리 모듈쪽으로 방전이 이루어지는 동안에 다른 커패시터 모듈에서 충전이 이루어지므로 연속하여 지속적인 충전이 이루어지므로 발전효율을 극대화할 수 있다.Also, in the embodiment of the present invention, charging is performed in one capacitor module while discharging from one capacitor module to the battery module, so that continuous charging is continuously performed, thereby maximizing power generation efficiency.

또한, 본 발명의 실시 예에서는 발전량이 많은 경우에는 커패시터를 거치지 않고, 직접 배터리에 충전하는 것이 가능하다.Further, in the embodiment of the present invention, when the generated amount is large, it is possible to charge the battery directly without passing through the capacitor.

또한, 본 발명의 실시 예에서는 1차 변환모듈 및 2차 련력 변환모듈을 구성하여 발전 전압의 최적점을 추적하는 것이 가능하고, 발전 전압과 배터리 모듈의 전압을 조정하여 최대의 충전특성을 구현할 수 있다.In addition, in the embodiment of the present invention, it is possible to track the optimum point of the generated voltage by configuring the primary conversion module and the secondary power conversion module, and to adjust the generated voltage and the voltage of the battery module to realize the maximum charging characteristic have.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다. The embodiments of the present invention described above are not only implemented by the apparatus and method but may be implemented through a program for realizing the function corresponding to the configuration of the embodiment of the present invention or a recording medium on which the program is recorded, The embodiments can be easily implemented by those skilled in the art from the description of the embodiments described above.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, It belongs to the scope of right.

Claims (8)

발전부의 발전 전압을 이용하여 배터리 모듈을 충전하거나 제1 커패시터 모듈 또는 제2 커패시터 모듈을 교번하여 충전하는 충전장치의 충전 제어 방법으로서,
제어모듈이 상기 발전부의 출력전압을 검출하는 단계;
상기 제어모듈이 상기 발전부의 출력전압과 상기 배터리 모듈의 전압을 비교하는 단계;
상기 발전부의 출력전압이 상기 배터리 모듈의 전압보다 높으면 상기 제어모듈이 상기 발전부의 출력 전압으로 상기 배터리 모듈을 충전하도록 제어하는 단계;
상기 발전부의 출력전압이 상기 배터리 모듈의 전압보다 높지 않으면 상기 발전부의 출력 전압으로 상기 제1 커패시터 모듈을 충전하고, 제2 커패시터 모듈에 충전된 전압으로 상기 배터리 모듈을 충전하는 단계를 포함하고,
상기 발전부의 출력전압이 상기 배터리 모듈의 전압보다 높으면 상기 제어모듈이 상기 발전부의 출력 전압으로 상기 배터리 모듈을 충전하도록 제어하는 단계는,
상기 제어모듈(40)이 주스위치를 온시켜, 1차 전력변환모듈(10)로부터 2차 전력변환모듈(12)로 직접 연결이 이루어지고, 상기 발전부에서 발전된 전력으로 상기 배터리 모듈을 충전하는 것을 특징으로 하는 충전장치의 충전 제어 방법.A charging control method for a charging apparatus for charging a battery module or alternately charging a first capacitor module or a second capacitor module by using a power generation voltage of a power generation unit,
The control module detecting an output voltage of the power generation unit;
The control module comparing an output voltage of the power generation unit with a voltage of the battery module;
Controlling the control module to charge the battery module with the output voltage of the power generation unit if the output voltage of the power generation unit is higher than the voltage of the battery module;
Charging the first capacitor module with the output voltage of the power generation unit and charging the battery module with the voltage charged in the second capacitor module if the output voltage of the power generation unit is not higher than the voltage of the battery module,
And controlling the control module to charge the battery module with the output voltage of the power generation unit when the output voltage of the power generation unit is higher than the voltage of the battery module,
The control module 40 turns on the main switch so that the direct connection from the primary power conversion module 10 to the secondary power conversion module 12 is performed and the battery module is charged with the power generated by the power generation portion Wherein the charging device is a charging device. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제어모듈이 상기 제1 커패시터 모듈의 전압이 상기 배터리 모듈을 충전하기 위해 설정한 설정전압 이상인지 판단하는 단계;
상기 제1 커패시터 모듈의 전압이 상기 설정전압 이상이면, 상기 제2 커패시터 모듈을 충전하고, 제1 커패시터 모듈에 충전된 전압으로 상기 배터리 모듈을 충전하는 단계를 더 포함하는 충전장치의 충전 제어 방법.The method according to claim 1,
Determining whether the voltage of the first capacitor module is higher than a set voltage set for charging the battery module;
Further comprising charging the second capacitor module and charging the battery module with a voltage charged in the first capacitor module if the voltage of the first capacitor module is higher than the set voltage. 제1항 또는 제3항에 있어서,
상기 제어모듈이 상기 발전부의 출력전압을 검출하는 단계는,
상기 제어모듈이 배터리의 전압, 제1 커패시터 모듈 및 제2 커패시터 모듈의 전압을 추가로 검출하는 것을 특징으로 하는 충전장치의 충전 제어 방법.The method according to claim 1 or 3,
Wherein the step of the control module detecting the output voltage of the electricity-
Wherein the control module further detects a voltage of the battery, a voltage of the first capacitor module and a voltage of the second capacitor module. 발전부의 발전 전압을 이용하여 배터리 모듈을 충전하거나 제1 커패시터 모듈 또는 제2 커패시터 모듈을 교번하여 충전하는 충전장치의 충전 제어 방법으로서,
제어모듈이 상기 발전부의 출력전압을 검출하는 단계;
상기 제어모듈이 상기 발전부의 출력전압과 상기 배터리 모듈의 전압을 비교하는 단계;
상기 발전부의 출력전압이 상기 배터리 모듈의 전압보다 높으면 상기 제어모듈이 주스위치를 온시켜, 1차 전력변환모듈(10)로부터 2차 전력변환모듈(12)로 직접 연결이 이루어지고, 상기 발전부에서 발전된 전력으로 상기 배터리 모듈을 충전하는 단계;
상기 발전부의 출력전압이 상기 배터리 모듈의 전압보다 높지 않으면,
상기 제어모듈이 상기 주스위치를 오프시키고, 제1 스위치(21)와 제4 스위치(24)를 온시키고, 제2스위치(22)와 제3 스위치(23)를 오프시켜, 1차 전력변환모듈(10)로부터 제1 커패시터모듈(31)로 충전이 이루어지고, 상기 제2 커패시터 모듈(32)에 충전된 전압이 방전되어 상기 2차 전력변환모듈(12)을 거쳐 배터리모듈(4)로 충전이 이루어지도록 하는 단계를 포함하는 충전장치의 충전 제어 방법.A charging control method for a charging apparatus for charging a battery module or alternately charging a first capacitor module or a second capacitor module by using a power generation voltage of a power generation unit,
The control module detecting an output voltage of the power generation unit;
The control module comparing an output voltage of the power generation unit with a voltage of the battery module;
If the output voltage of the power generation unit is higher than the voltage of the battery module, the control module turns on the main switch to make a direct connection from the primary power conversion module 10 to the secondary power conversion module 12, Charging the battery module with electric power developed in the battery module;
If the output voltage of the power generation unit is not higher than the voltage of the battery module,
The control module turns off the main switch, turns on the first switch 21 and the fourth switch 24, turns off the second switch 22 and the third switch 23, The voltage charged in the second capacitor module 32 is discharged and charged to the battery module 4 through the secondary power conversion module 12, So as to perform the charging control of the charging device. 제5항에 있어서,
상기 제어모듈이 상기 제1 커패시터 모듈(31)의 전압이 상기 배터리모듈(4)을 충전할 수 있는 레벨인 설정된 전압에 도달했는지 판단하는 단계;
상기 제1 커패시터 모듈(31)의 전압이 배터리모듈(4)을 충전할 수 있는 레벨인 설정된 전압에 도달했으면, 상기 제어모듈이 상기 제1 스위치(21)와 상기 제4 스위치(24)를 오프시키고, 제2 스위치(22)와 제3 스위치(23)를 온시키도록 제어하여 상기 1차 전력변환모듈(10)로부터 제2 커패시터모듈(32)로 충전이 이루어지고, 상기 제1 커패시터 모듈(31)에 충전된 전압이 방전되어 상기 2차 전력변환모듈(12)을 거쳐 배터리모듈(4)로 충전이 이루어지도록 하는 단계를 더 포함하는 충전장치의 충전 제어 방법.6. The method of claim 5,
Determining whether the voltage of the first capacitor module (31) reaches a predetermined voltage which is a level at which the control module can charge the battery module (4);
When the voltage of the first capacitor module 31 reaches a set voltage which is a level at which the battery module 4 can be charged, the control module turns off the first switch 21 and the fourth switch 24 And the second switch 22 and the third switch 23 are turned on so that charging is performed from the primary power conversion module 10 to the second capacitor module 32. The first capacitor module 31) is discharged to charge the battery module (4) via the secondary power conversion module (12). 제6항에 있어서,
상기 제어모듈이 상기 발전부의 출력전압을 검출하는 단계는,
상기 제어모듈이 배터리의 전압, 제1 커패시터 모듈 및 제2 커패시터 모듈의 전압을 추가로 검출하는 것을 특징으로 하는 충전장치의 충전 제어 방법.The method according to claim 6,
Wherein the step of the control module detecting the output voltage of the electricity-
Wherein the control module further detects a voltage of the battery, a voltage of the first capacitor module and a voltage of the second capacitor module. 제7항에 있어서,
상기 제어모듈이 상기 제2 커패시터 모듈(32)의 전압이 배터리모듈(4)을 충전할 수 있는 레벨인 설정된 전압에 도달했는지 판단한 단계;
상기 제2 커패시터 모듈(32)의 전압이 배터리모듈(4)을 충전할 수 있는 레벨인 설정된 전압에 도달했으면, 상기 제어모듈이 상기 제1 스위치(21)와 제4 스위치(24)를 온시키고, 제2스위치(22)와 제3 스위치(23)를 오프시키도록 제어하여 상기 1차 전력변환모듈(10)로부터 제1 커패시터모듈(31)로 충전이 이루어지고, 상기 제2 커패시터 모듈(32)에 충전된 전압이 방전되어 상기 2차 전력변환모듈(12)을 거쳐 배터리모듈(4)로 충전이 이루어지도록 하는 단계를 더 포함하는 충전장치의 충전 제어 방법.

8. The method of claim 7,
Determining whether the voltage of the second capacitor module (32) reaches a predetermined voltage which is a level at which the control module can charge the battery module (4);
The control module turns on the first switch 21 and the fourth switch 24 when the voltage of the second capacitor module 32 reaches a set voltage which is a level at which the battery module 4 can be charged The second switch 22 and the third switch 23 are turned off to charge the first capacitor module 31 from the first power conversion module 10 and the second capacitor module 32 To the battery module (4) through the secondary power conversion module (12), so that the battery module (4) is charged.

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