KR101754602B1 - Mcu를 활용한 하이브리드 축전 및 축전에너지 활용 시스템 - Google Patents

Mcu를 활용한 하이브리드 축전 및 축전에너지 활용 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 MCU를 활용한 하이브리드 축전 및 축전에너지 활용 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 본 발명은 태양광으로 전력을 생성하는 솔라셀; 상기 솔라셀을 통해 생성된 DC 전원을 일정치의 DC 전원으로 승압하거나 강압하는 DC-DC 컨버터; 상기 솔라셀을 통해 생성된 DC 전원을 일정치의 AC 전원으로 변환하는 DC-AC 인버터; 차량의 알터네이터 또는 상기 솔라셀에서 생성되는 전력을 저장하는 메인 배터리; MCU의 제어에 따라 상기 메인 배터리의 백업 역할을 하는 백업 배터리; 상기 메인 배터리와 백업 배터리의 상태를 알려주는 스마트폰; 상기 메인 배터리와 백업 배터리를 통해 차량 측으로의 전력분배제어를 수행 MCU;를 포함하여 전기에너지를 일상생활에서 보다 효과적으로 활용하고 자동차 배터리 방전을 방지함으로 사용자의 편리를 제공할 수 있는 MCU를 활용한 하이브리드 축전 및 축전에너지 활용 시스템에 관한 것이다.

Description

MCU를 활용한 하이브리드 축전 및 축전에너지 활용 시스템{Hybrid storage system and energy usage system using MCU}
본 발명은 MCU를 활용한 하이브리드 축전 및 축전에너지 활용 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 본 발명은 태양광으로 전력을 생성하는 솔라셀; 입력 AC 상용전원(100V~240V)으로부터 DC로 변환하여 저장하는 전원부 ; 상기 솔라셀을 통해 생성된 DC 전원을 일정치의 DC 전원으로 승압하거나 강압하는 DC-DC 컨버터; 차량의 알터네이터 또는 상기 솔라셀에서 생성되는 전력을 저장하는 메인 배터리; 솔라셀을 통해 생성된 DC 전원과 알터네이터에서 발전되어 정류된(차량의 DC 전원 12V 또는 24V) 전원을 AC 전원으로 변환하는 DC-AC 인버터; MCU의 제어에 따라 상기 메인 배터리의 백업 역할을 하는 백업 배터리; 상기 메인 배터리와 백업 배터리의 상태를 알려주는 스마트폰; 상기 메인 배터리 또는 백업 배터리를 통해 차량 측으로의 전력분배제어를 수행하는 MCU;를 포함하여 전기에너지를 일상생활에서 보다 효과적으로 활용하고 태양광 축전과 알터네이터로부터의 축전하고, 그 外 상용 AC 전기 접근성이 용이한 환경에서는 상용 AC 전원을 활용한 축전이 용이하도록 하여 자동차의 전기적 기능 동작과 사용자의 편리를 제공할 수 있는 MCU를 활용한 하이브리드 축전 및 축전에너지 활용 시스템에 관한 것이다.
현재 이산화탄소 배출 등 환경에 대한 중요성이 높아지면서 태양광자동차와 전기자동차의 증가 추세에 있다.
또한 삶의 질이 높아지면서 여가 생활의 다양화로 인하여 캠핑의 증가 등으로 인해 다양한 디지털 제품의 활용도 높아지고 있다.
또한 자유로운 근무시간과 스마트 워크로 인한 자유로운 업무 형태의 증가로 언제 어디서나 자유롭게 사무실 환경으로 조성하여 이용하는 추세이다.
그러나 이러한 증가 추세에도 불구하고 블랙박스 & 내비게이션 등으로 인한 배터리 방전 사례가 증가하여 차량 내의 배터리의 중요성이 높아지고 있는 실정이다.
또한 캠핑여행을 떠나는 경우에는 더욱 외부로부터 전원을 제공받기 곤란함으로, 외부로부터 전원을 제공받아 충전하여 사용해야하는 전기램프, 휴대 단말기 등의 전자기기의 사용이 매우 불편하다는 문제점이 있었다.
따라서 한정된 공간에서 생산되는 추가적인 전기 에너지의 필요성과 이를 합리적으로 관리하여 캠핑이나 스마트 워크 환경에서 부족함이 없는 전력 에너지를 제공할 수 있으며 상용전기가 일반화 되지 않은 산업현장과 건설현장에서의 전기공구나 이동형 전기사용의 편리를 제공하고 푸드 트럭과 같은 이동식 소상공인 차량의 편리를 제공하며, 전기자동차의 충전용 아답터를 이용하여 차량 이동 중 발생할 수 있는 방전에 손쉽게 대비 할 수 있는 백업배터리로 활용 할 수 있으며 지진이나 갑작스런 정전에 대비 할 수 있는 새로운 시스템이 필요하게 되었다.
한국등록특허 제1251812호 한국등록특허 제1462248호 한국공개특허 제2016-0109146호 한국공개특허 제2010-0024708호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 기존 차량에서 용량에 맞게 확장될 수 있는 솔라셀(Solar Cell)에서 발전되는 에너지를 MCU(Main Controller Unit)의 제어 알고리즘을 통하여 충전(Charge) 값의 설정과 스위치(Switch) 기능을 부가하고, 이에 따른 소모량 예측과 충전량 예측 등을 통해 자동차 배터리 방전을 방지하면서 캠핑이나 스마트워크용으로 충분히 사용할 수 있도록 하였으며 전기자동차의 충전용 아답터를 이용하여 차량 이동 중 발생할 수 있는 방전용 백업배터리로 활용할 수 있으며 지진이나 갑작스런 정전에 대비 할 수 있는 사용자의 편리를 제공하기 위한 MCU를 활용한 하이브리드 축전 및 축전에너지 활용 시스템을 제공하는 데 목적이 있다.
또한 본 발명은 태양전지판을 감싸주는 형태로 고정구와 힌지로 결합되어 병풍 형태로 연결시키거나, 솔라셀의 4개 모서리에 형성되고 유리에 압착될 수 있는 압착부를 이용하여 유리판에 붙여 활용 가능한 MCU를 활용한 하이브리드 축전 및 축전에너지 활용 시스템을 제공하는 데 목적이 있다.
본 발명은 상기 MCU를 활용한 하이브리드 축전 및 축전에너지 활용 시스템을 병렬로 연결하여 배터리의 출력 용량을 확장하거나, 슬롯에 배터리를 배열 1~4, 1~n 으로 추가하여 배터리 용량을 확장할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 태양광으로 전력을 생성하는 솔라셀; 상기 솔라셀을 통해 생성된 DC 전원을 일정치의 DC 전원으로 승압하거나 강압하는 DC-DC 컨버터; 입력 AC 상용전원(100V~240V)으로부터 DC로 변환하여 저장하는 전원부 ; 상기 솔라셀을 통해 생성된 DC 전원을 일정치의 AC 전원으로 변환하는 DC-AC 인버터; 차량의 알터네이터 또는 상기 솔라셀에서 생성되는 전력을 저장하는 메인 배터리; MCU의 제어에 따라 상기 메인 배터리의 백업 역할을 하는 백업 배터리; 상기 메인 배터리와 백업 배터리의 상태를 알려주는 스마트폰; 상기 메인 배터리와 백업 배터리를 통해 일정치의 전력을 차량의 전기부하에 분배 제어하는 MCU;를 포함한다.
상기 MCU는 각 모듈에 전원을 공급하는 전원부, 상기 백업 배터리, 메인배터리의 전압이 선택적으로 출력되도록 각 배터리부의 전압 상태를 조절하는 메인콘트롤부, 제너레이터, 구동 배터리, 솔라셀에 과부하 또는 역류 전압이 흐를 경우 차단하는 과부하 및 역류전압보호모듈을 포함한다.
상기 백업 배터리는 착탈형 배터리를 포함하고, 상기 착탈형 배터리는 일단측부에 손잡이가 형성되어, 착탈식으로 배터리를 삽입과 분리를 할 수 있다.
상기 솔라셀은 프레임, 상기 프레임에 부착되는 태양전지판 앞면, 상기 태양전지판 앞면과 접합되는 태양전지판 뒷면, 태양전지판 앞면와 태양전지판 뒷면을 회동하도록 연결하는 힌지, 태양전지판 앞면와 태양전지판 뒷면을 접었을 때 고정하는 고정구로 구성되어, 상기 프레임이 태양전지판을 감싸주는 형태로 부착이 되고, 상기 프레임이 상호 연결되기 위해서는 상기 태양전지판을 둘러싸고 있는 프레임은 고정구와 힌지를 포함하여 병풍 형태로 연결된다.
상기 솔라셀의 4개 모서리에 형성되고 유리에 압착될 수 있는 압착부, 상기 솔라셀과 전송 포트로 연결되는 배터리부로 구성된다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명은 전기에너지를 일상생활에서 보다 효과적으로 활용하고 자동차 배터리 방전을 방지함으로 사용자의 편리를 제공한다.
또한 본 발명은 상황에 따른 용량에 맞게 확장배터리의 소모량 예측과 충전량 예측 등을 통해 자동차 배터리 방전을 방지하면서 캠핑이나 스마트워크용으로 충분히 사용할 수 있다.
또한 본 발명은 상용전기가 일반화 되지 않은 산업현장과 건설현장에서의 전기공구나 이동형 전기사용의 편리를 제공하고 푸드 트럭과 같은 이동식 소상공인 차량의 편리를 제공하며, 전기자동차의 충전용 아답터를 이용하여 차량 이동 중 발생할 수 있는 방전에 손쉽게 대비 할 수 백업배터리로 활용 할 수 있으며 지진이나 갑작스런 정전에 대비 할 수 있으며 캠핑이나 스마트워크용으로 편리하게 사용 할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따라 MCU를 활용한 하이브리드 축전 및 축전에너지 활용 시스템의 전체적인 구성을 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1의 세부적인 구성을 보여주는 도면이다.
도 3은 도 2의 MCU의 세부적인 구성을 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 MCU를 활용한 하이브리드 축전 및 축전에너지 활용 시스템의 메인 및 백업 배터리의 세부적 구성을 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 MCU를 활용한 하이브리드 축전 및 축전에너지 활용 시스템의 일체형 배터리의 세부적 구성을 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 MCU를 활용한 하이브리드 축전 및 축전에너지 활용 시스템의 착탈형 배터리의 세부적 구성을 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 MCU를 활용한 하이브리드 축전 및 축전에너지 활용 시스템의 접이식 솔라셀의 세부적 구성을 보여주는 도면이다.
도 8과 도9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 MCU를 활용한 하이브리드 축전 및 축전에너지 활용 시스템의 접이식 솔라셀의 세부적 구성을 보여주는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 MCU를 활용한 하이브리드 축전 및 축전에너지 활용 시스템에서 전송 포트에 의한 전자기기와 연결 상태를 보여주는 도면이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 MCU를 활용한 하이브리드 축전 및 축전에너지 활용 시스템에서 유리 흡착식 솔라셀의 세부적 구성을 보여주는 도면이다.
본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
도 1은 본 발명에 따라 MCU를 활용한 하이브리드 축전 및 축전에너지 활용 시스템의 전체적인 구성을 보여주는 도면이고, 도 2는 도 1의 세부적인 구성을 보여주는 도면이며, 도 3은 도 2의 MCU의 세부적인 구성을 보여주는 도면이다.
도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 MCU를 활용한 하이브리드 축전 및 축전에너지 활용 시스템은 태양광으로 전력을 생성하는 솔라셀(111, 112), 상기 솔라셀(111, 112)을 통해 생성된 DC 전원을 일정치의 DC 전원으로 승압하거나 강압하는 DC-DC 컨버터(131), 상기 솔라셀(111, 112)을 통해 생성된 DC 전원을 일정치의 AC 전원으로 변환하는 DC-AC 인버터(132), 차량의 알터네이터 또는 상기 솔라셀(111, 112)에서 생성되는 전력을 저장하는 메인 배터리(130), MCU(200)의 제어에 따라 상기 메인 배터리(130)의 백업 역할을 하는 백업 배터리(140), 상기 메인 배터리(130)와 백업 배터리(140)의 상태를 알려주는 스마트폰(150), 상기 모듈들을 제어하는 MCU(200) 등으로 구성되고, 별도의 AC 입력포트를 이용한 충전하려는 경우를 위해, 입력 AC 상용전원(100V~240V)으로부터 DC로 변환하여 저장하는 전원부가 추가되어 입력 AC 상용전원도 사용할 수 있다.
또한 차량용 충전포트로서, 차량에서 발전되는 12V or 24V 입력포트(시거 잭, USB 등), 차량 유리면에 부착되어 발전되는 쏠라 셀 입력포트가 추가된다.
전원 출력포트로 USB 출력포트, AC 포트가 있고, 내부 적정동작온도유지 구동용(펜 동작 온도 설정 및 펜 ALM 적용)으로 쿨러 펜이 설치되며, 동작 설정온도 이상 시 ALM(부져) 표기, 충전 및 출력 이상 시 ALM 표기가 된다.
또한 본 발명은 백업 배터리(1311)를 차량에서 손쉽게 탈,부착이 용이하도록 형상화된 브라켓과, 배터리부(124)의 용량 확장이 용이하도록 별도의 확장 포트가 추가될 수 있다.
따라서 상용전기가 일반화 되지 않은 산업현장과 건설현장에서의 전기공구나 이동형 전기사용의 편리를 제공하고 푸드 트럭과 같은 이동식 소상공인 차량의 편리를 제공하며, 전기자동차의 충전용 아답터를 이용하여 차량 이동 중 발생할 수 있는 방전에 손쉽게 대비 할 수 있는 백업배터리로 활용 할 수 있으며 지진이나 갑작스런 정전에 대비 할 수 있다.
한편, 상기 MCU를 활용한 하이브리드 축전 및 축전에너지 활용 시스템을 병렬로 연결하여 배터리의 출력 용량을 확장할 수 있다.
또한 슬롯에 배터리를 배열 1~4, 1~n 으로 추가하여 배터리 용량을 확장할 수 있다. 제1실시예로 배터리 배열 1~4 : 10A+10A+10A+10A = 40A, 제2실시예로 배열 1~4 : 20A+20A+20A+20A = 80A, 제3실시예로 배열 1~4 : 25A+25A+25A+25A = 100A, 제4실시예로 배열 1~4 : 50A+50A+50A+50A = 200A 가 있다. 이러한 배열은 사용 용도와 고객사양에 따라 용량을 설계적용 할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 MCU(200)는 전원부(121), 메인콘트롤부(122), 과부하 및 역류전압보호모듈(123), 배터리부(124), 컨버터 모듈(125), 보이스 및 디스플레이 모듈(126), 무선통신 모듈(127) 등으로 구성된다.
상기 전원부(121)는 상기 MCU(200)의 각 모듈에 전원을 공급하는 장치이고, 상기 배터리부(124)는 백업 배터리(1311), 메인배터리(1312)의 충전 상태 등을 관리한다.
상기 메인콘트롤부(122)는 상기 백업 배터리(1311), 메인배터리(1312)의 전압이 선택적으로 출력되도록 각 배터리부(124)의 전압 상태를 조절하는 전압상태 조절부(1221)를 더 포함한다.
상기 과부하 및 역류전압보호모듈(123)은 제너레이터, 구동 배터리, 솔라셀에 과부하 또는 역류 전압이 흐를 경우 차단하는 모듈이다.
전원 출력단은 백업 배터리의 충전량을 디스플레이(Display)하고 과방전 방지용 Limit 설정 및 ALM의 레퍼런스(Reference)는 사용자 설정이 용이하도록 되어 있다.
출력단으로 하여금 백업 배터리의 과방전시 기 설정된 Limit 범위에서 메인 배터리 전원을 사용 할 수 없도록 차단 한다. 이는 차량 메인 배터리의 고유기능을 유지하기 위함이다.
백업 배터리의 과방전으로 인한 온도 상승 및 과열 이상 시 출력과 충전을 차단하며 ALM을 발생시킨다.
MCU와 백업 배터리로 인한 제너레이터, 솔라셀, 기존 엔진측 구동밧데리에 미칠 수 있는 과부하 또는 역류전압에 대한 영향을 과부하 및 역류전압보호모듈(123)을 통해 보호하도록 되어 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 MCU를 활용한 하이브리드 축전 및 축전에너지 활용 시스템의 메인 및 백업 배터리의 세부적 구성을 보여주는 도면이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 MCU를 활용한 하이브리드 축전 및 축전에너지 활용 시스템의 일체형 배터리의 세부적 구성을 보여주는 도면이며, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 MCU를 활용한 하이브리드 축전 및 축전에너지 활용 시스템의 착탈형 배터리의 세부적 구성을 보여주는 도면이고, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 MCU를 활용한 하이브리드 축전 및 축전에너지 활용 시스템의 접이식 솔라셀의 세부적 구성을 보여주는 도면이며, 도 8과 도9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 MCU를 활용한 하이브리드 축전 및 축전에너지 활용 시스템의 접이식 솔라셀의 세부적 구성을 보여주는 도면이다. 본 발명은 배터리가 차량에서 실장, 탈장의 형태로 구성되어 차량에서 분리되어 외부에서 AC 충전이 용이하고 사용이 편리하다(가정, 사무실, 현장, 外).
구체적으로 살펴보면, 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 MCU를 활용한 하이브리드 축전 및 축전에너지 활용 시스템은 백업 배터리(1311), 메인배터리(1312), 솔라셀 입력 포트(1313), 배터리 충전용량 표기부(1314)를 더 포함한다.
상기 배터리 충전용량 표기부(1314)는 상기 배터리부(124)로 부터의 사용되는 충전포트를 표시하는 충전포트 사용상태 표기부, 배터리 용량이 저하될 경우 알람을 울리는 LOW Battery ALM부, 배터리 충전이 완전히 된 경우 알려주는 Battery 완충 표기부 등의 기능을 갖고 있다.
또한 각 충전포트 별 상태 표기를 사용 중인 포트는 빨간 →황색 →녹색으로 표시하여, 빨간색은 충전 연결, 황색은 충전 중, 녹색은 완충된 것으로 보며, 미사용 시 꺼짐 상태로 표시한다.
또한 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명은 추가적으로 일체형 배터리(1315)를 더 포함할 수 있는 데, 상기 일체형 배터리(1315)는 상술한 것처럼 백업 배터리(1311)와 메인배터리(1312)로 나누어지지 않고 각 상황에 따라 MCU(200)의 제어에 의해 백업 배터리(1311) 또는 메인배터리(1312)로 역할을 할 수 있다.
본 발명에 따른 백업 배터리(1311)는 차량 시거충전에 적합하도록 SUB 셀과 Main 셀로 분리되어 있다.
상기 SUB 셀과 Main 셀의 분리는 차량충전 시 사용해야할 목적에 맞는 배터리 용량의 밸런스를 고려하여 결정할 수 있다.
AC 충전은 Main 셀과 SUB 셀이 동시 충전이 되도록 하는 구성과 일체형 셀 구성으로 차량시거충전(USB)과 AC 충전이 단일화한 구성으로 선택구현 할 수 있다.
본 발명은 실장, 탈장 시 각 배터리의 운반이 용이하도록 핸들과 바퀴가 적용 된다.
본 발명은 일시, ALM, 온도 등과 같은 동작상태 정보 Data를 MCU에 저장할 수 있다.
예를 들어 상기 MCU(200)는 병렬 연결된 복수개의 백업 배터리팩들과, 상기 백업 배터리팩들 각각에 배치되고 상기 백업 배터리팩들 각각에 의해 발생된 전압이 선택적으로 출력하기 위한 서브릴레이들과, 상기 백업 배터리팩들 각각에 배치되고 사전에 설정된 상기 백업 배터리팩의 고전압 차단 안전기능을 통해 상기 서브릴레이들을 제어하고, 상기 백업 배터리팩들의 전체 전력을 관리한다.
상기 MCU(200)는 상기 메인 배터리와 백업 배터리를 통해 일정치의 전력을 차량의 전기부하에 분배 제어한다.
또한 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명은 착탈형 배터리(1316)를 포함하고, 상기 착탈형 배터리(1316)는 일단 측부에 손잡이(1317)가 형성되어, 착탈식으로 배터리를 삽입과 분리를 자유롭게 할 수 있어 캠핑이나 스마트워크용으로 용량을 늘리거나 줄일 수 있다.
예를 들어 MCU(200)가 각 착탈형 배터리(1316)들의 전압 값들을 검출하고, 상기 검출된 전압 값들을 근거로 상기 착탈형 배터리(1316)들 중에서 전압이 높은 셀을 선택하고, 상기 선택된 셀을 사용하여 MCU(200)가 축전 에너지를 자동차 또는 사용되는 전기장치에 제공한다.
따라서 자동차 배터리 방전을 방지하면서 캠핑이나 스마트워크용으로 충분히 사용할 수 있도록 하였으며 전기자동차의 충전용 아답터를 이용하여 차량 이동 중 발생할 수 있는 방전용 백업배터리로 활용 할 수 있으며 지진이나 갑작스런 정전에 대비 할 수 있는 사용자의 편리를 제공할 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 프레임(10), 태양전지판 앞면(11), 태양전지판 뒷면(12), 태양전지판 앞면(11)과 태양전지판 뒷면(12)을 회동하도록 연결하는 힌지(14), 태양전지판 앞면(11)와 태양전지판 뒷면(12)을 접었을 때 고정하는 고정구(25) 등으로 구성된다.
태양광판의 사각으로 된 가장 자리에 프레임(10)이 감싸주는 형태로 부착이 되고 상기 프레임(10)이 상호 연결되기 위해서는 상기 태양광판을 둘러싸고 있는 프레임(10)은 고정구(25)와 힌지(14)를 포함하여 프레임(10)끼리 연결된다. 이렇게 함으로써 마치 병풍과 같은 형태의 태양광 프레임(10)장치를 구성한다.
도 8과 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 몸체(10)는 평평한 중심판(11)과, 상기 중심판(11)의 좌측 끝단에서 좌측방향을 연장 형성되되 상기 중심판(11)의 좌측 끝단을 경계로 접히는 좌측판(12)과, 상기 중심판(11)의 우측 끝단에서 우측방향으로 연장 형성되되 상기 중심판(11)의 우측 끝단을 경계로 접히는 우측판(13)을 포함하여 구성된다.
또한, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 몸체(10)의 좌측판(12)의 좌측 끝단에서 좌측방향으로 연장 형성되되, 상기 좌측판(12)의 좌측 끝단을 경계로 접히는 제1연장판(61)과, 상기 몸체(10)의 우측판(13)의 우측 끝단에서 우측방향으로 연장 형성되되, 상기 우측판(13)의 우측 끝단을 경계로 접히는 제2연장판(62)과, 상기 제1연장판(61)과 제2연장판(62)의 일면에 각각 결합되는 것으로, 태양광을 이용하여 전기를 생산하는 다수의 태양 셀(63a)이 일정한 배열로 형성되는 제2태양전지판(63)을 더 포함한다.
상기 MCU(200)는 설정부로부터 설정되는 예약 충전 시간대와 백업 배터리(1311) 또는 메인배터리(1312)의 충전량을 가변하거나, 백업 배터리(1311), 메인배터리(1312)를 동시에 혼합하여 충전할 수 있다.
예를 들어 차량충전 시 배터리 용량의 밸런스를 고려하여, AC 충전은 메인배터리(1312)와 백업 배터리(1311)가 동시 충전이 되도록 하던가, 일체형 배터리(1315)로 차량시거충전(USB)과 AC 충전이 되도록 선택할 수 있다.
상기 저장부는 상기 MCU(200)로부터 제공되는 상기 배터리의 충전량, 차량의 상태 정보를 저장할 수 있다.
상기 MCU(200)는 측정부를 통해 상기 자동차의 상기 배터리의 열화 상태를 측정하고, 상기 백업 배터리(1311), 메인배터리(1312)에 최적의 충전 시간을 제공하기 위해, 상기 백업 배터리(1311), 메인배터리(1312)의 전압 값들을 검출하여 상기 배터리 용량 또는 상태를 실시간으로 모니터링하고, 상기 배터리의 잔량에 따라 주행에 필요한 충전량과, 캠핑이나 스마트워크 소모량을 계산하여 예를 들어 가격이 싼 심야 전기에 따른 입력 AC 상용전원(100V~240V)으로부터 DC로 변환하여 저장하는 전원부를 통해 충전하도록 제어할 수 있다.
구체적으로 상기 MCU(200)를 통한 소모량 예측과 충전량 예측을 단계별로 설명하면, 자동차의 상태 정보를 측정하기 위해 엔진에 대한 상기 배터리의 종류, 열화 상태를 상기 측정부로부터 측정하는 차량상태정보확인 단계(S1)와, 상기 측정부로부터 상기 배터리의 충전량을 측정하는 충전량 설정 단계(S2)와, 시간대별 충전량, 차량 상태 제어, 최적의 충전 시간대와 충전량을 설정하는 부가 설정 단계(S3)와, 상기 자동차의 주행에 필요한 충전량과 캠핑이나 스마트워크용 충전량을 계산하여 태양광 또는 얼터네이터에 의한 충전 시간대 또는 그 충전량을 보충하는 보충 단계(S4)와, 상기 MCU(200)가 최적의 충전 시간 또는 상기 배터리의 소모량에 따라 배터리 충전용량 표기부(1314) 등을 통해 충전시간을 안내하거나 경고를 발생하는 충전 시간 안내 단계(S5)를 포함한다.
도 10에 도시된 바와 같이, 일실시예로 솔라셀(100)을 전송 포트(50)에 의한 전자기기(50)와 연결할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 MCU를 활용한 하이브리드 축전 및 축전에너지 활용 시스템에서 유리 흡착식 솔라셀의 세부적 구성을 보여주는 도면이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명은 유리에 부착될 수 있는 솔라셀(115), 상기 솔라셀(115)의 4개 모서리(A1~A4)에 형성되고 유리(Glass)에 압착될 수 있는 압착부(155), 상기 솔라셀(115)과 전송 포트(50)로 연결되는 배터리부(124)로 구성된다. 또한 본 발명의 다른 실시예로서, 스탠드형으로 "┷"형상으로 중간부분에 "∪"형태의 끼움홀이 중간에 위치할 수 있다.
10 : 프레임
11 : 태양전지판 앞면
12 : 태양전지판 뒷면
14 : 힌지
111, 112, 115 : 솔라셀
121 : 전원부
122 : 메인콘트롤부
123 : 과부하 및 역류전압보호모듈
124 : 배터리부
125 : 컨버터 모듈
126 : 보이스 및 디스플레이 모듈
127 : 무선통신 모듈
130 : 메인 배터리
131 : DC-DC 컨버터
132 : DC-AC 인버터
1311 : 백업 배터리
1312 : 메인배터리
1221 : 전압상태 조절부
1313 : 솔라셀 입력 포트
1314 : 배터리 충전용량 표기부
1316 : 착탈형 배터리
1317 : 손잡이
200 : MCU

Claims (6)

  1. 태양광으로 전력을 생성하는 솔라셀;
    상기 솔라셀을 통해 생성된 DC 전원을 일정치의 DC 전원으로 승압하거나 강압하는 DC-DC 컨버터;
    입력 AC 상용전원으로부터 DC로 변환하여 저장하는 전원부 ;
    상기 솔라셀을 통해 생성된 DC 전원과 알터네이터에서 발전되어 정류된 전원을 AC 전원으로 변환하는 DC-AC 인버터;
    차량의 알터네이터 또는 상기 솔라셀에서 생성되는 전력을 저장하는 메인 배터리;
    MCU의 제어에 따라 상기 메인 배터리의 백업 역할을 하는 백업 배터리;
    상기 메인 배터리와 백업 배터리의 상태를 알려주는 스마트폰;
    상기 메인 배터리와 백업 배터리를 통해 일정치의 전력을 차량의 전기부하에 분배 제어하는 MCU;
    상기 솔라셀의 4개 모서리에 형성되고 유리에 압착되는 압착부;
    상기 솔라셀과 전송 포트로 연결되는 배터리부;로 구성되고,
    상기 MCU는 각 모듈에 전원을 공급하는 전원부, 백업 배터리, 메인배터리의 전압이 선택적으로 출력되도록 각 배터리부의 전압 상태를 조절하는 메인콘트롤부, 제너레이터, 구동 배터리, 솔라셀에 과부하 또는 역류 전압이 흐를 경우 차단하는 과부하 및 역류전압보호모듈을 포함하고,
    상기 백업 배터리는 착탈형 배터리를 포함하고, 상기 착탈형 배터리는 일단측부에 손잡이가 형성되어, 착탈식으로 배터리를 삽입과 분리를 할 수 있으며,
    상기 솔라셀은 프레임, 상기 프레임에 부착되는 태양전지판 앞면, 상기 태양전지판 앞면과 접합되는 태양전지판 뒷면, 태양전지판 앞면와 태양전지판 뒷면을 회동하도록 연결하는 힌지, 태양전지판 앞면와 태양전지판 뒷면을 접었을 때 고정하는 고정구로 구성되어,
    상기 프레임이 태양전지판을 감싸주는 형태로 부착이 되고, 상기 프레임이 상호 연결되기 위해서는 상기 태양전지판을 둘러싸고 있는 프레임은 고정구와 힌지를 포함하여 병풍 형태로 연결되고,
    상기 MCU를 활용한 하이브리드 축전 및 축전에너지 활용 시스템을 병렬로 연결하여 배터리의 출력 용량을 확장하거나,
    슬롯에 배터리를 배열 1~4, 1~n 으로 추가하여 배터리 용량을 확장할 수 있는 것을 특징으로 하는 MCU를 활용한 하이브리드 축전 및 축전에너지 활용 시스템.
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