KR102111849B1 - 열 에너지 수확을 위한 수확 모듈 빌딩 블록, 수확 모듈 빌딩 블록 어레이 및 수확 모듈 빌딩 블록 어레이의 에뮬레이팅 장치 - Google Patents

Abstract

수확 모듈 빌딩 블록이 개시된다. 일실시예에 따른 수확 모듈 빌딩 블록은 제1 방향으로 흐르는 제1 냉매를 통과시키고, 제2 방향으로 흐르는 제2 냉매를 통과시키고, 제1 냉매와 제2 냉매 사이의 온도차에 기초하여, 열 에너지를 전기 에너지로 변환하고, 적어도 하나의 주변 수확 모듈 빌딩 블록과의 연결 상태를 제어할 수 있다.

Description

열 에너지 수확을 위한 수확 모듈 빌딩 블록, 수확 모듈 빌딩 블록 어레이 및 수확 모듈 빌딩 블록 어레이의 에뮬레이팅 장치{HARVESTING MODULE BUILDING BLOCK, HARVESTING MODULE BUILDING BLOCK ARRAY AND EMULATING APPARATUS OF HARVESTING MODULE BUILDING BLOCK FOR THERMAL ENERGY HARVESTING}

아래 실시예들은 열 에너지 수확을 위한 수확 모듈에 관한 기술이다.

전기 자동차로서 재생 제동(regenerative braking) 특징을 갖지 않는 일반적인 내연 기관 차량(internal combustion engine vehicles; ICEV)은 30 % 이하의 에너지 변환 효율을 가진다. 에너지 변환 시에 낭비되는 에너지는 대부분 열의 형태로 소실될 수 있다. 과도한 열 발생을 해소하기 위해 고용량의 라디에이터 및 냉각수 펌프와 관련된 다양한 기술들이 개발되었으나, 열 에너지의 재활용은 차량 설계의 주요 관점이 아니었다. 배기 시스템으로부터의 열 에너지 소거(scavenging)는 이전에 연구되어 왔으나, 배기 시스템의 열역학을 변경시키는 것은 차량 성능 저하 및 배출 문제를 야기할 수 있다. 소실될 열 에너지를 효율적이고, 단순하게 재활용하여 빠르게 최대의 에너지를 재생성하기 위한 연구가 요구된다.

일실시예는 열 에너지로부터 전기를 생산할 수 있는 블록으로서 결합 및 제거를 용이하게 하는 구조를 제공하고자 한다.

일실시예는 열 에너지로부터 전기를 생산할 수 있는 블록들이 결합된 구조로서, 확장 또는 축소가 용이한 결합 모델을 제공하고자 한다.

일실시예는 열 에너지로부터 전기를 생산할 수 있는 블록들의 최적화된 구조를 시뮬레이션하기 위해 자동차의 주행을 모사하는 에뮬레이션 장치를 제공하고자 한다.

일실시예에 따른 수확 모듈 빌딩 블록은 제1 방향으로 흐르는 제1 냉매를 통과시키는 제1 싱크 블록; 제2 방향으로 흐르는 제2 냉매를 통과시키는 제2 싱크 블록; 상기 제1 냉매와 상기 제2 냉매 사이의 온도차에 기초하여, 열 에너지를 전기 에너지로 변환하는 수확 모듈; 및 적어도 하나의 주변 수확 모듈 빌딩 블록과의 연결 상태를 제어하는 컨트롤 모듈을 포함한다.

일실시예에 따르면, 상기 컨트롤 모듈은 제1 입출력 포트를 이용하여, 전기 에너지를 송수신하는 제1 모듈; 및 제2 입출력 포트를 이용하여, 연결 상태를 제어하기 위한 신호를 송수신하는 제2 모듈을 포함할 수 있다.

일실시예에 따르면, 상기 신호는 상기 제1 방향과 상기 제2 방향의 관계가 병렬 흐름 및 반대 흐름 중 어느 것에 해당하는지에 기초하여 생성될 수 있다.

일실시예에 따르면, 상기 제2 모듈은 상기 제2 입출력 포트를 통해 제1 수확 모듈 빌딩 블록으로부터, 제2 수확 모듈 빌딩 블록과의 연결 상태를 상기 제1 수확 모듈 빌딩 블록으로 전달하라는 명령을 수신하고, 상기 명령에 응답하여, 상기 연결 상태를 상기 제2 입출력 포트를 통해 상기 제1 수확 모듈 빌딩 블록으로 전송할 수 있다.

일실시예에 따르면, 상기 제2 모듈은 상기 제2 입출력 포트를 통해 제1 수확 모듈 빌딩 블록으로부터, 제2 수확 모듈 빌딩 블록과의 연결 상태를 변경하라는 명령을 수신하고, 상기 명령에 응답하여 상기 제1 모듈을 제어하고, 상기 제1 모듈은 2개의 병렬 MOSFET 스위치와 1개의 직렬 MOSFET 스위치를 이용하여, 상기 연결 상태를 병렬, 직렬 및 바이패스 중 어느 하나로 변경할 수 있다.

일실시예에 따르면, 상기 제2 모듈은 상기 제2 입출력 포트를 통해 제1 수확 모듈 빌딩 블록으로부터 수신한 명령을 제2 수확 모듈 빌딩 블록으로 전송하고, 상기 제2 수확 모듈 빌딩 블록으로부터 수신한 연결 상태를 상기 제1 수확 모듈 빌딩 블록으로 전송할 수 있다.

일실시예에 따르면, 상기 제1 모듈은 상기 제1 입출력 포트를 통해 상기 전기 에너지를 제1 수확 모듈 빌딩 블록으로 전송하고, 제2 수확 모듈 빌딩 블록으로부터 생성된 전기 에너지를 상기 제1 입출력 포트를 통해 상기 제2 수확 모듈 빌딩 블록으로부터 수신할 수 있다.

일실시예에 따르면, 상기 제1 모듈은 전기 에너지를 상기 주변 수확 모듈 빌딩 블록과 송수신하기 위한 적어도 하나의 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)을 포함하고, 상기 제2 모듈은 연결 상태를 제어하기 위한 신호를 상기 주변 수확 모듈 빌딩 블록과 송수신하기 위한 MCU(Micro Controller Unit)을 포함하고, 상기 컨트롤 모듈은 상기 MCU의 접지(Ground)단과 상기 MOSFET의 소스(Source)단을 격리시키는 MOSFET 드라이버(driver)를 더 포함할 수 있다.

일실시예에 따르면, 상기 제2 입출력 포트는 UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)를 포함할 수 있다.

일실시예에 따르면, 상기 수확 모듈은 상기 제1 싱크 블록 및 상기 제2 싱크 블록 사이에 적층될 수 있다.

일실시예에 따르면, 상기 제1 냉매는 엔진의 열을 흡수하여 상기 엔진으로부터 배출되고, 상기 제2 냉매는 라디에이터에 의해 열이 흡수되어 상기 라디에이터로부터 배출될 수 있다.

일실시예에 따른 수확 모듈 빌딩 블록 어레이는 수확 모듈 빌딩 블록들의 어레이로서, 상기 수확 모듈 빌딩 블록들 각각은 제1 싱크 블록, 제2 싱크 블록, 수확 모듈 및 컨트롤 모듈을 포함하고, 제1 싱크 블록들은 서로 결합되고, 제1 방향으로 흐르는 제1 냉매를 통과시키고, 제2 싱크 블록들은 서로 결합되고, 제2 방향으로 흐르는 제2 냉매를 통과시키고, 수확 모듈들은 상기 제1 냉매와 상기 제2 냉매 사이의 온도차에 기초하여, 열 에너지를 전기 에너지로 변환하고, 컨트롤 모듈들은 상기 수확 모듈 빌딩 블록들 사이의 연결 상태를 제어할 수 있다.

일실시예에 따르면, 상기 컨트롤 모듈들은 시퀀스로서 연결되고, 상기 컨트롤 모듈들 각각은 전기 에너지를 송수신하고, 연결 상태를 제어하기 위한 신호를 송수신할 수 있다.

일실시예에 따르면, 상기 컨트롤 모듈들 각각은 전단의 수확 모듈 빌딩 블록으로부터, 후단의 수확 모듈 빌딩 블록과의 연결 상태를 상기 전단의 수확 모듈 빌딩 블록으로부터 전달하라는 명령을 수신하고, 상기 명령에 응답하여, 상기 연결 상태를 상기 전단의 수확 모듈 빌딩 블록으로 전송할 수 있다.

일실시예에 따르면, 상기 컨트롤 모듈들 각각은 전단의 수확 모듈 빌딩 블록으로부터, 후단의 수확 모듈 빌딩 블록과의 연결 상태를 변경하라는 명령을 수신하고, 상기 명령에 응답하여 상기 연결 상태를 병렬, 직렬 및 바이패스 중 어느 하나로 변경할 수 있다.

일실시예에 따르면, 상기 컨트롤 모듈들 각각은 전단의 수확 모듈 빌딩 블록으로부터 수신한 명령을 후단의 수확 모듈 빌딩 블록으로 전송하고, 상기 후단의 수확 모듈 빌딩 블록으로부터 수신한 연결 상태를 상기 전단의 수확 모듈 빌딩 블록으로 전송할 수 있다.

일실시예에 따르면, 상기 컨트롤 모듈들 각각은 상기 전기 에너지를 전단의 수확 모듈 빌딩 블록으로 전송하고, 후단의 수확 모듈 빌딩 블록으로부터 생성된 전기에너지를 상기 후단의 수확 모듈 빌딩 블록으로부터 수신할 수 있다.

일실시예에 따른 수확 모듈 빌딩 블록 어레이의 에뮬레이팅 장치는 수확 모듈 빌딩 블록들을 통과하는 냉매의 온도를 측정하기 위한 온도 센서; 상기 냉매의 유량을 측정하기 위한 유량계; 상기 냉매의 온도를 조절하기 위한 온도 조절 장치; 상기 냉매의 유량을 조절하기 위한 펌프; 및 상기 측정된 온도 및 상기 측정된 유량에 기초하여, 상기 냉매의 온도와 유량을 조절하기 위한 제어 명령을 생성하고, 상기 온도 조절 장치 및 상기 펌프로 전송하는 컨트롤러를 포함한다.

일실시예에 따르면, 상기 제어 명령은 차의 주행 패턴에 따른 냉매의 온도와 유량에 기초하여 생성될 수 있다.

일실시예에 따르면, 상기 냉매는 제1 방향으로 흐르는 제1 냉매 및 제2 방향으로 흐르는 제2 냉매를 포함하고, 상기 온도 센서는 상기 제1 냉매의 온도를 측정하기 위한 제1 온도 센서 및 상기 제2 냉매의 온도를 측정하기 위한 제2 온도 센서를 포함하고, 상기 유량계는 상기 제1 냉매의 유량을 측정하기 위한 제1 유량계 및 상기 제2 냉매의 유량을 측정하기 위한 제2 유량계를 포함하고, 상기 온도 조절 장치는 상기 제1 냉매의 온도를 높이기 위한 히터 및 상기 제2 냉매의 온도를 낮추기 위한 팬을 포함하고, 상기 펌프는 상기 제1 냉매의 유량을 조절하기 위한 제1 펌프 및 상기 제2 냉매의 유량을 조절하기 위한 제2 펌프를 포함할 수 있다.

일실시예에 따르면, 상기 제1 펌프는 상기 제1 냉매를 저장하기 위한 제1 냉매 저장소(reservoir)와 연결되고, 상기 제2 펌프는 상기 제2 냉매를 저장하기 위한 제2 냉매 저장소와 연결될 수 있다.

일실시예에 따르면, 상기 수확 모듈 빌딩 블록들은 상기 제1 냉매와 상기 제2 냉매 사이의 온도차에 기초하여, 열 에너지를 전기 에너지로 변환할 수 있다.

일실시예에 따른 장치는, 하드웨어와 결합되어 상술한 방법들 중 어느 하나의 항의 방법을 실행시키기 위하여 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램에 의해 제어될 수 있다.

일실시예는 열 에너지로부터 전기를 생산할 수 있는 블록으로서 결합 및 제거를 용이하게 하는 구조를 제공할 수 있다.

일실시예는 열 에너지로부터 전기를 생산할 수 있는 블록들이 결합된 구조로서, 확장 또는 축소가 용이한 결합 모델을 제공할 수 있다.

일실시예는 열 에너지로부터 전기를 생산할 수 있는 블록들의 최적화된 구조를 시뮬레이션하기 위해 자동차의 주행을 모사하는 에뮬레이션 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 일실시예에 따른 수확 모듈 빌딩 블록 어레이가 포함된 전기 에너지 생성 시스템이다.
도 2는 일실시예에 따른 수확 모듈 빌딩 블록 어레이를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 일실시예에 따른 수확 모듈 빌딩 블록을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 일실시예에 따른 수확 모듈 빌딩 블록의 컨트롤 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일실시예에 따른 수확 모듈 빌딩 블록들의 연결 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일실시예에 따른 수확 모듈 빌딩 블록의 컨트롤 모듈의 예시도이다.
도 7은 일실시예에 따른 수확 모듈 빌딩 블록 어레이의 에뮬레이팅 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 8 및 도 9는 일실시예에 따른 수확 모듈 빌딩 블록 어레이를 통과하는 냉매의 방향을 설명하기 위한 도면이다.

실시예들에 대한 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 예시를 위한 목적으로 개시된 것으로서, 다양한 형태로 변경되어 실시될 수 있다. 따라서, 실시예들은 특정한 개시형태로 한정되는 것이 아니며, 본 명세서의 범위는 기술적 사상에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.

제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이런 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 해석되어야 한다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설명된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 1은 일실시예에 따른 수확 모듈 빌딩 블록 어레이가 포함된 전기 에너지 생성 시스템이다.

도 1을 참조하면, 수확 모듈 빌딩 블록 어레이(harvesting module building block array)(101)는 엔진(102)으로부터 배출되는 냉매와 라디에이터(103)로부터 배출되는 냉매로부터 전기 에너지를 생성할 수 있다. 수확 모듈 빌딩 블록 어레이(101)는 수확 모듈 빌딩 블록들의 어레이로서, 수확 모듈 빌딩 블록들이 미리 정의된 방식에 따라 결합된 구조로 구현될 수 있다.

수확 모듈 빌딩 블록 어레이(101)는 엔진(102)으로부터 배출되는 냉매와 라디에이터(103)로부터 배출되는 냉매를 통과시키는 수확 모듈 빌딩 블록들의 어레이로 구현되고, 수확 모듈 빌딩 블록들은 서로 결합되어 냉매들 간의 온도차를 이용하여 전기 에너지를 생성할 수 있다. 서로 결합된 수확 모듈 빌딩 블록들은 각각 생성된 전기 에너지와 제어 신호를 주변 수확 모듈 빌딩 블록과 송수신할 수 있다.

수확 모듈 빌딩 블록은 수확 모듈을 포함하고, 수확 모듈은 열 에너지를 전기 에너지로 직접 변환하는 장치이다. 수확 모듈은 '열전 발전기(Thermoelectric Generator; TEG) 모듈'이라고 지칭될 수 있다. 일 실시예에 따른 수확 모듈은 상부 세라믹과 하부 세라믹을 포함하고, 상부 세라믹과 하부 세라믹 사이의 온도차를 이용하여 전기 에너지를 생성할 수 있다.

엔진(102)은 냉매의 주입구 및 배출구와 연결되고, 주입구로부터 유입되는 냉매는 엔진(102)의 열을 흡수하여 배출구로 배출될 수 있다. 냉매는 엔진(102)을 과열로부터 보호하기 위해 엔진(102)의 열을 흡수할 수 있다. 엔진(102)은 내연 기관에 채용될 수 있다. 예를 들어, 엔진(102)은 자동차의 내연 기관에 포함되고, 자동차의 운동 에너지를 생성할 수 있다.

라디에이터(103)는 엔진(102)의 열을 흡수하고 배출된 냉매로부터 열을 빼앗아 식혀주는 장치이다. 라디에이터(103)는 냉매의 주입구 및 배출구와 연결되고, 주입구로부터 유입되는 냉매의 열을 흡수하여 배출구로 냉매를 배출할 수 있다. 예를 들어, 자동차의 냉각 시스템은 라디에이터(103)를 포함한다. 냉각 시스템은 엔진 온도를 유지하기 위해 내연 기관 차량에 필수적이다.

라디에이터(103)는 자동차의 엔진(102)으로부터 배출되는 냉매를 재사용할 수 있도록 자동차의 앞쪽 그릴을 통해 지나가는 공기를 이용하여, 냉매의 열을 흡수하고, 열이 식혀진 냉매를 배출할 수 있다. 라디에이터(103)로부터 식혀진 냉매는 엔진(102)의 열을 식히도록 재사용될 수 있다.

냉매는 엔진(102)과 라디에이터(103)를 순환하고, 엔진(102)으로부터 라디에이터(103) 방향으로 흐르는 냉매는 라디에이터(103)로부터 엔진(102)으로 흐르는 냉매보다 온도가 높다. 수확 모듈 빌딩 블록 어레이(101)는 서로 다른 온도의 냉매의 온도차를 이용하여 전기 에너지를 생산할 수 있다. 이를 위해, 수확 모듈 빌딩 블록 어레이(101)는 자동차의 엔진(102) 또는 라디에이터(103)에 add-on 형식으로 탑재될 수 있다. 예를 들어, 수확 모듈 빌딩 블록 어레이(101)는 라디에이터(103)의 주입구와 배출구에 add-on될 수 있다.

도 2는 일실시예에 따른 수확 모듈 빌딩 블록 어레이를 설명하기 위한 도면이다.

도 2를 참조하면, 수확 모듈 빌딩 블록 어레이는 복수의 수확 모듈 빌딩 블록들(

,

,

, ... ,

, ... ,

)의 어레이로서, 수확 모듈 빌딩 블록들은 서로 결합되어 냉매를 통과시킬 수 있다. 상술한 바와 같이, 수확 모듈 빌딩 블록들은 각각 냉매들의 온도차들(

,

,

, ... ,

, ... ,

)에 기초하여, 각각 전기 에너지들을 생성할 수 있다.

수확 모듈 빌딩 블록들은 시퀀스로서 연결될 수 있다. 수확 모듈 빌딩 블록들은 각각 제1 싱크 블록, 제2 싱크 블록, 수확 모듈 및 컨트롤 모듈을 포함할 수 있다. 수확 모듈 빌딩 블록들의 제1 싱크 블록들은 서로 결합되고, 제1 방향으로 흐르는 제1 냉매를 통과시킬 수 있다. 수확 모듈 빌딩 블록들의 제2 싱크 블록들은 서로 결합되고, 제2 방향으로 흐르는 제2 냉매를 통과시킬 수 있다. 제1 냉매는 엔진으로부터 라디에이터로 흐르는 냉매이고, 제2 냉매는 라디에이터로부터 엔진으로 흐르는 냉매일 수 있고, 그 반대일 수도 있다.

수확 모듈 빌딩 블록들의 수확 모듈들은 제1 싱크 블록들을 통과하는 제1 냉매와 상기 제2 냉매 사이의 온도차에 기초하여, 열 에너지들을 전기 에너지들로 각각 변환할 수 있다. 수확 모듈 빌딩 블록들의 컨트롤 모듈들은 수확 모듈 빌딩 블록들 사이의 연결 상태를 제어할 수 있다.

일실시예에 따르면, 수확 모듈 빌딩 블록들은 전기 에너지를 생성하기 위한 효율, 수명 특성에 기초하여 최적의 구조로 서로 연결될 수 있다. 수확 모듈 빌딩 블록들을 연결시키는 최적의 구조는 수확 모듈 빌딩 블록 어레이의 최적 동작점에 의해 설정될 수 있다. 최적 동작점에 따른 제어 명령은 컨트롤 모듈들로 전달되고, 컨트롤 모듈들은 수신한 명령에 응답하여 수확 모듈 빌딩 블록들의 연결 관계를 제어할 수 있다.

수확 모듈 빌딩 블록들 중 어느 하나의 수확 모듈 빌딩 블록(210)은 전기 에너지를 송수신하고, 연결 상태를 제어하기 위한 신호를 송수신할 수 있다. 수확 모듈 빌딩 블록들은 수확 모듈 빌딩 블록(210)과 유사하게 동작할 수 있다.

수확 모듈 빌딩 블록(210)은 전단의 수확 모듈 빌딩 블록으로부터, 후단의 수확 모듈 빌딩 블록과의 연결 상태를 전단의 수확 모듈 빌딩 블록으로부터 전달하라는 명령을 수신할 수 있다. 여기서, 시퀀스로 연결된 수확 모듈 빌딩 블록들의 어레이 중에서 전단의 수확 모듈 빌딩 블록은 수확 모듈 빌딩 블록(210)의 전단에 연결된 수확 모듈 빌딩 블록이고, 후단의 수확 모듈 빌딩 블록은 블록은 수확 모듈 빌딩 블록(210)의 후단에 연결된 수확 모듈 빌딩 블록이다. 시퀀스의 순서는 냉매가 흐르는 방향에 따라 정의될 수 있다. 수확 모듈 빌딩 블록(210)은 후단의 수확 모듈 빌딩 블록과의 연결 상태를 전달하라는 명령에 응답하여, 연결 상태를 전단의 수확 모듈 빌딩 블록으로 전송할 수 있다.

수확 모듈 빌딩 블록(210)은 전단의 수확 모듈 빌딩 블록으로부터, 후단의 수확 모듈 빌딩 블록과의 연결 상태를 변경하라는 명령을 수신할 수 있다. 수확 모듈 빌딩 블록(210)은 연결 상태를 변경하라는 명령에 응답하여, 연결 상태를 병렬, 직렬 및 바이패스 중 어느 하나로 변경할 수 있다. 수확 모듈 빌딩 블록들은 각각 최적 동작점에 따른 제어 명령에 응답하여 주변 수확 모듈 빌딩 블록과의 연결 상태를 변경할 수 있다. 이를 통해, 최대의 전기 에너지 생성을 위한 수확 모듈 빌딩 블록 어레이의 연결 관계가 제어될 수 있다.

수확 모듈 빌딩 블록(210)은 전단의 수확 모듈 빌딩 블록으로부터 수신한 명령을 후단의 수확 모듈 빌딩 블록으로 전송할 수 있다. 이를 통해, 수확 모듈 빌딩 블록들은 미리 정해진 명령 또는 신호에 대응하는 수확 모듈 빌딩 블록으로 해당 명령 또는 신호를 전송할 수 있다. 수확 모듈 빌딩 블록(210)은 후단의 수확 모듈 빌딩 블록으로부터 수신한 연결 상태를 전단의 수확 모듈 빌딩 블록으로 전송할 수 있다. 이를 통해, 수확 모듈 빌딩 블록들의 연결 관계에 관한 정보가 획득될 수 있고, 수확 모듈 빌딩 블록들의 연결 상태를 제어하기 위한 장치는 획득된 정보를 이용하여 위한 수확 모듈 빌딩 블록 어레이의 연결 관계를 제어하기 위한 명령을 생성할 수 있다.

수확 모듈 빌딩 블록(210)은 전기 에너지를 전단의 수확 모듈 빌딩 블록으로 전송할 수 있다. 수확 모듈 빌딩 블록(210)은 후단의 수확 모듈 빌딩 블록으로부터 생성된 전기에너지를 후단의 수확 모듈 빌딩 블록으로부터 수신할 수 있다. 이를 통해, 수확 모듈 빌딩 블록들은 생성된 전기 에너지를 미리 정해진 방식으로 전달할 수 있다. 예를 들어, 수확 모듈 빌딩 블록들에 의해 각각 생성된 전기 에너지들은 수확 모듈 빌딩 블록들의 시퀀스에 따라 전달되고, 배터리에 저장될 수 있다. 배터리는 수확 모듈 빌딩 블록 어레이에 의해 생성된 전기 에너지로 충전될 수 있다. 이하, 도 3을 참조하여 수확 모듈 빌딩 블록(210)의 구성을 후술하겠다.

도 3은 일실시예에 따른 수확 모듈 빌딩 블록을 설명하기 위한 도면이다.

도 3을 참조하면, 수확 모듈 빌딩 블록(300)은 제1 싱크 블록(301), 수확 모듈(302), 제2 싱크 블록(303) 및 컨트롤 모듈(304)을 포함한다. 제1 싱크 블록(301)은 제1 방향으로 흐르는 제1 냉매를 통과시킨다. 제2 싱크 블록(303)은 제2 방향으로 흐르는 제2 냉매를 통과시킨다. 제1 냉매는 엔진에서 열을 흡수하여 라디에이터로 향하는 냉매이고, 제2 냉매는 라디에이터에서 열을 방출하고 엔진으로 향하는 냉매일 수 있고, 그 반대일 수도 있다. 제1 싱크 블록(301)과 제2 싱크 블록(303)은 주변 수확 모듈 빌딩 블록들의 제1 싱크 블록들과 제2 싱크 블록들과 결합되어 냉매를 통과시킬 수 있다.

수확 모듈(302)은 제1 냉매와 제2 냉매 사이의 온도차에 기초하여, 열 에너지를 전기 에너지로 변환할 수 있다. 일실시예에 따르면, 수확 모듈(302)은 제1 싱크 블록(301)과 제2 싱크 블록(303) 사이에 적층될 수 있다.

컨트롤 모듈(304)은 적어도 하나의 주변 수확 모듈 빌딩 블록과의 연결 상태를 제어할 수 있다. 컨트롤 모듈(304)은 주변 수확 모듈 빌딩 블록들의 컨트롤 모듈들과 연결되어 전기 에너지 및 신호를 송수신할 수 있다. 컨트롤 모듈(304)은 수확 모듈 빌딩 블록 어레이의 최적 동작점에 따른 제어 명령에 응답하여, 주변 수확 모듈 빌딩 블록의 컨트롤 모듈과의 연결 동작을 수행할 수 있다. 이하, 도 4를 참조하여, 컨트롤 모듈(304)의 구성 및 동작을 후술한다.

도 4는 일실시예에 따른 수확 모듈 빌딩 블록의 컨트롤 모듈을 설명하기 위한 도면이다.

도 4를 참조하면, 컨트롤 모듈(400)은 회로 보드(401) 상의 적어도 하나의 프로세서로 구현될 수 있다. 도 4를 참조하여 설명되는 컨트롤 모듈(400)은 구현례 중에 하나이고, 도시된 바와 같이 회로 보드(401) 상에 구현된 프로세서들로 제한되는 것은 아니고, 본원에서 설명되는 복수의 동작들을 수행하는 주체로서 구현될 수 있다.

일실시예에 따르면, 컨트롤 모듈(400)은 제1 모듈(404) 및 제2 모듈(402)을 포함할 수 있다. 제1 모듈(404)은 제1 입출력 포트를 이용하여, 전기 에너지를 송수신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 제1 입출력 포트는 도 4에 도시된 7줄의 전선들 중 상위의 2줄의 전선들과 연결된 TEG + bus와 TEG - bus를 포함할 수 있다.

제2 모듈(402)은 제2 입출력 포트를 이용하여, 연결 상태를 제어하기 위한 신호를 송수신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 제2 입출력 포트는 도 4에 도시된 7줄의 전선들 중 하위의 5줄의 전선들과 연결된 3.3V power bus, UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter) Tx, UART Rx 및 GND power bus를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 3.3V power bus와 GND power bus는 컨트롤 모듈(400)에 포함된 모듈들의 파워를 공급하며, 별도 연결된 장치에 의해 전원과 연결될 수 있다. 다만, 입출력 포트의 실시예는 상술한 예시에 제한되지 않고, 설계 의도에 따라 다양하게 변형될 수 있다.

일실시예에 따르면, 제1 모듈(404)은 전기 에너지를 주변 수확 모듈 빌딩 블록과 송수신하기 위한 적어도 하나의 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)을 포함할 수 있다. 제2 모듈(402)은 연결 상태를 제어하기 위한 신호를 주변 수확 모듈 빌딩 블록과 송수신하기 위한 MCU(Micro Controller Unit)을 포함할 수 있다.

일실시예에 따르면, 컨트롤 모듈(400)은 제2 모듈(402)의 MCU의 접지(Ground)단과 제1 모듈(404)의 MOSFET의 소스(Source)단을 격리시키는 MOSFET 드라이버(driver)(403)을 포함할 수 있다. MOSFET 드라이버(403)는 제1 모듈(404)과 제2 모듈(402) 사이의 galvanic 격리(isolation)를 수행하여, 컨트롤 모듈(400) 또는 수확 모듈 빌딩 블록 어레이 내 네트워크를 고전압으로부터 보호할 수 있다. 일실시예에 따르면, MOSFET 드라이버(403)는 외부 전원의 인가 없이 logic enable 신호만으로 스스로 작동하여 게이트(gate)를 구동시킬 수 있고, 이를 통해 필요한 전압을 생성할 수 있다.

일실시예에 따르면, 제2 모듈(402)은 제2 입출력 포트를 통해 제1 수확 모듈 빌딩 블록으로부터, 제2 수확 모듈 빌딩 블록과의 연결 상태를 제1 수확 모듈 빌딩 블록으로 전달하라는 명령을 수신할 수 있다. 제1 수확 모듈 빌딩 블록 및 제2 수확 모듈 빌딩 블록은 수확 모듈 빌딩 블록 어레이 내 결합된 수확 모듈 빌딩 블록으로서, 예를 들어 각각 전단 후단의 수확 모듈 빌딩 블록일 수 이거나, 그 반대일 수 있다. 제2 모듈(402)은 제2 수확 모듈 빌딩 블록과의 연결 상태를 전달하라는 명령에 응답하여, 연결 상태를 제2 입출력 포트를 통해 제1 수확 모듈 빌딩 블록으로 전송할 수 있다.

일실시예에 따르면, 제2 모듈(402)은 제2 입출력 포트를 통해 제1 수확 모듈 빌딩 블록으로부터, 제2 수확 모듈 빌딩 블록과의 연결 상태를 변경하라는 명령을 수신할 수 있다. 제2 모듈(402)은 제2 수확 모듈 빌딩 블록과의 연결 상태를 변경하라는 명령에 응답하여 제1 모듈(404)을 제어할 수 있다. 제1 모듈(404)은 2개의 병렬 MOSFET 스위치와 1개의 직렬 MOSFET 스위치를 이용하여, 제2 수확 모듈 빌딩 블록과의 연결 상태를 병렬, 직렬 및 바이패스 중 어느 하나로 변경할 수 있다. 변경된 연결 상태에 따라 수확 모듈 빌딩 블록 어레이 내 네트워크의 구성이 최적 동작점에 적합하게 변형될 수 있다.

일실시예에 따르면, 제2 모듈(402)은 제2 입출력 포트를 통해 제1 수확 모듈 빌딩 블록으로부터 수신한 명령을 제2 수확 모듈 빌딩 블록으로 전송할 수 있다. 제2 모듈(402)은 제2 수확 모듈 빌딩 블록으로부터 수신한 연결 상태를 제1 수확 모듈 빌딩 블록으로 전송할 수 있다. 이러한 방식으로 수확 모듈 빌딩 블록 어레이 내 수확 모듈 빌딩 블록들은 제어를 위한 명령, 신호 도는 연결 상태를 연쇄적으로 송수신할 수 있다.

일실시예에 따르면, 제1 모듈(404)은 제1 입출력 포트를 통해 전기 에너지를 제1 수확 모듈 빌딩 블록으로 전송할 수 있다. 제1 모듈(404)은 제2 수확 모듈 빌딩 블록으로부터 생성된 전기 에너지를 제1 입출력 포트를 통해 제2 수확 모듈 빌딩 블록으로부터 수신할 수 있다. 이러한 방식으로 수확 모듈 빌딩 블록 어레이 내 수확 모듈 빌딩 블록들은 전기 에너지를 연쇄적으로 송수신할 수 있다.

도 5는 일실시예에 따른 수확 모듈 빌딩 블록들의 연결 상태를 설명하기 위한 도면이다.

도 5를 참조하면, 수확 모듈 빌딩 블록 어레이는 복수의 수확 모듈 빌딩 블록들(TEG#1, TEG#2, ... , TEG#N, ... )을 포함한다. 수확 모듈 빌딩 블록들은 전단 및 후단의 수확 모듈 빌딩 블록들과 연결되는데, 수확 모듈 빌딩 블록들 각각은 연결 상태를 제어하는 컨트롤 모듈에 의해 제어되어, 연결 상태가 병렬, 직렬 및 바이패스 중 어느 하나로 변경될 수 있다.

도 5를 참조하면, TEG#1와 TEG#2는 2개의 병렬 MOSFET 스위치(

및

)와 1개의 직렬 MOSFET 스위치(

)로 연결되어 있다. TEG#1와 TEG#2는 제어 명령에 기초하여, 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다. 예를 들어, 제어 명령에 기초하여,

및

는 닫히게 되고,

는 열리게 될 수 있다. 이로 인해, TEG#1와 TEG#2는 병렬로 서로 연결될 수 있다. 이와 같이, 수확 모듈 빌딩 블록들(TEG#1, TEG#2, ... , TEG#N, ... ) 사이의 연결 상태가 제어될 수 있다.

도 6은 일실시예에 따른 수확 모듈 빌딩 블록의 컨트롤 모듈의 예시도이다.

도 6을 참조하면, 컨트롤 모듈은 MCU(601)로부터 연결된 복수의 모듈들로 설계될 수 있다. 예를 들어, MCU(601)는 제1 입출력 포트(602), 제2 입출력 포트(603)와 연결될 수 있다. 컨트롤 모듈의 MOSFET 드라이버(604)는 2개의 병렬 MOSFET 스위치들(605, 607)과 1개의 직렬 MOSFET 스위치(606)와 연결될 수 있다. MOSFET 드라이버(604)는 MCU(601)와 연결될 수 있다. MOSFET 드라이버(604)는 MCU(601)와 MOSFET 스위치들(605, 606, 607) 사이의 galvanic 격리(isolation)를 수행할 수 있다. 다만, 도 6에 도시된 회로도는 예시에 지나지 않고, 상술한 실시예를 구현하기 위한 회로 구조는 다양하게 설계될 수 있다.

도 7은 일실시예에 따른 수확 모듈 빌딩 블록 어레이의 에뮬레이팅 장치를 설명하기 위한 도면이다.

도 7을 참조하면, 에뮬레이팅 장치는 센서(702, 708), 온도 조절 장치(703, 709), 펌프(704, 710), 냉매 저장소(reservoir)(705, 711) 및 컨트롤러(701)를 포함한다. 센서(702, 708)는 온도 센서와 유량계를 포함할 수 있다. 온도 센서는 수확 모듈 빌딩 블록들을 통과하는 냉매의 온도를 측정할 수 있다. 유량계는 냉매의 유량을 측정할 수 있다. 펌프(704, 710)는 냉매의 유량을 조절할 수 있다. 컨트롤러(701)는 냉매의 측정된 온도 및 측정된 유량에 기초하여, 냉매의 온도와 유량을 조절하기 위한 제어 명령을 생성하고, 온도 조절 장치(703, 709) 및 펌프(704, 710)로 생성된 제어 명령을 전송할 수 있다. 제어 명령은 차의 주행 패턴에 따른 냉매의 온도와 유량에 기초하여 생성될 수 있다.

도 7을 참조하면, 수확 모듈 빌딩 블록들은 제1 싱크 블록들(712), 제2 싱크 블록들(707) 및 수확 모듈들(706)을 포함할 수 있다. 냉매는 제1 방향으로 흐르는 제1 냉매와 제2 방향으로 흐르는 제2 냉매를 포함할 수 있다. 제1 냉매는 제1 싱크 블록들(712)을 통과하고, 제2 냉매는 제2 싱크 블록들(707)을 통과할 수 있다.

일실시예에 따르면, 온도 센서는 제1 냉매의 온도를 측정하기 위한 제1 온도 센서 및 제2 냉매의 온도를 측정하기 위한 제2 온도 센서를 포함할 수 있다. 유량계는 제1 냉매의 유량을 측정하기 위한 제1 유량계 및 제2 냉매의 유량을 측정하기 위한 제2 유량계를 포함할 수 있다.

일실시예에 따르면, 온도 조절 장치는 제1 냉매의 온도를 높이기 위한 히터(709) 및 제2 냉매의 온도를 낮추기 위한 팬(703)을 포함할 수 있다. 히터(709)는 제1 냉매에 열을 가하여 엔진으로부터 배출되는 냉매를 모사할 수 있다. 팬(703)은 제2 냉매로부터 열을 빼앗아 라디에이터로부터 배출되는 냉매를 모사할 수 있다.

일실시예에 따르면, 펌프는 제1 냉매의 유량을 조절하기 위한 제1 펌프(710) 및 제2 냉매의 유량을 조절하기 위한 제2 펌프(704)를 포함할 수 있다. 제1 펌프(710)는 제1 냉매를 저장하기 위한 제1 냉매 저장소(711)와 연결되고, 제2 펌프(704)는 제2 냉매를 저장하기 위한 제2 냉매 저장소(705)와 연결될 수 있다. 컨트롤러(701)는 센서(702, 708)로부터 획득된 센싱 정보에 기초하여, 온도 조절 장치(703, 709), 펌프(704, 710)를 제어할 수 있고, 이를 통해 실제 주행하는 차량에 따른 냉매를 재현할 수 있다. 일실시예에 따르면, 컨트롤러(701)는 아두이노(Arduino) 보드로 구현될 수 있다.

도 8 및 도 9는 일실시예에 따른 수확 모듈 빌딩 블록 어레이를 통과하는 냉매의 방향을 설명하기 위한 도면이다.

일실시예에 따르면, 수확 모듈 빌딩 블록 어레이 내 수확 모듈 빌딩 블록들의 연결 상태를 제어하기 위한 신호는 수확 모듈 빌딩 블록 어레이의 전기 에너지 생성 효율 및 수명 특성에 기초하여 생성될 수 있다. 또한, 연결 상태를 제어하기 위한 신호는 수확 모듈 빌딩 블록들을 통과하는 냉매들의 방향에 기초하여 생성될 수 있다.

도 8 및 도 9를 참조하면, 수확 모듈 빌딩 블록들을 통과하는 제1 냉매와 제2 냉매는 각각 라디에이터로부터 배출되는 냉매와 엔진으로부터 배출되는 냉매이거나 그 반대일 수 있다. 도 8을 참조하면, 제1 냉매가 흐르는 제1 방향과 제2 냉매가 흐르는 제2 방향의 관계는 병렬 흐름일 수 있다. 도 9를 참조하면, 제1 냉매가 흐르는 제1 방향과 제2 냉매가 흐르는 제2 방향의 관계는 반대 흐름일 수 있다. 일실시예에 따르면, 연결 상태를 제어하기 위한 신호는 제1 냉매가 흐르는 제1 방향과 제2 냉매가 흐르는 제2 방향의 관계가 병렬 흐름 및 반대 흐름 중 어느 것에 해당하는지에 기초하여 생성될 수 있다. 제1 방향과 제2 방향은 엔진과 라디에이터로부터 배출되는 냉매의 방향에 따라 탑재된 수확 모듈 빌딩 블록 어레이의 설계 방식에 따라 결정될 수 있다.

이상에서 설명된 실시예들은 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치, 방법 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (25)

1. 수확 모듈 빌딩 블록에 있어서,
   제1 방향으로 흐르는 제1 냉매를 통과시키는 제1 싱크 블록;
   제2 방향으로 흐르는 제2 냉매를 통과시키는 제2 싱크 블록;
   상기 제1 냉매와 상기 제2 냉매 사이의 온도차에 기초하여, 열 에너지를 전기 에너지로 변환하는 수확 모듈; 및
   적어도 하나의 주변 수확 모듈 빌딩 블록과의 제1 연결 상태를 제어하는 컨트롤 모듈
   을 포함하고,
   상기 컨트롤 모듈은
   전단의 수확 모듈 빌딩 블록으로부터 연결 상태를 요청하는 제1 명령을 수신하고, 상기 제1 명령에 응답하여 상기 수확 모듈 빌딩 블록의 제1 연결 상태를 상기 전단의 수확 모듈 빌딩 블록으로 전송하며, 상기 제1 명령을 후단의 수확 모듈 빌딩 블록으로 전송하고, 상기 제1 명령에 응답하여 상기 후단의 수확 모듈 빌딩 블록으로부터 수신되는 제2 연결 상태를 상기 전단의 수확 모듈 빌딩 블록으로 전송하고,
   상기 전단의 수확 모듈 빌딩 블록으로부터 연결 상태를 변경하는 제2 명령을 수신하고, 상기 제2 명령에 응답하여 상기 제1 연결 상태를 병렬, 직렬 및 바이패스 중 어느 하나로 변경하며, 상기 제2 명령을 상기 후단의 수확 모듈 빌딩 블록으로 전송하고,
   상기 제2 명령은
   상기 수확 모듈 빌딩 블록, 상기 전단의 수확 모듈 빌딩 블록 및 상기 후단의 수확 모듈 빌딩 블록을 포함하는 수확 모듈 빌딩 블록 어레이의 동작점을 고려하여, 상기 제1 연결 상태 및 상기 제2 연결 상태에 기초하여 생성되는
   수확 모듈 빌딩 블록.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 컨트롤 모듈은
   제1 입출력 포트를 이용하여, 전기 에너지를 송수신하는 제1 모듈; 및
   제2 입출력 포트를 이용하여, 상기 제1 명령, 상기 제2 명령, 상기 제1 연결 상태 및 상기 제2 연결 상태 중 적어도 하나를 송수신하는 제2 모듈
   을 포함하는,
   수확 모듈 빌딩 블록.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 제2 명령은 상기 제1 방향과 상기 제2 방향의 관계가 병렬 흐름 및 반대 흐름 중 어느 것에 해당하는지에 기초하여 생성되는,
   수확 모듈 빌딩 블록.
   
4. 제2항에 있어서,
   상기 제1 모듈은
   상기 제1 입출력 포트를 통해 상기 전기 에너지를 상기 전단의 수확 모듈 빌딩 블록으로 전송하고,
   상기 후단의 수확 모듈 빌딩 블록으로부터 생성된 전기 에너지를 상기 제1 입출력 포트를 통해 상기 후단의 수확 모듈 빌딩 블록으로부터 수신하는,
   수확 모듈 빌딩 블록.
   
5. 제2항에 있어서,
   상기 제1 모듈은 전기 에너지를 상기 주변 수확 모듈 빌딩 블록과 송수신하기 위한 적어도 하나의 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)을 포함하고,
   상기 제2 모듈은 상기 제1 명령, 상기 제2 명령, 상기 제1 연결 상태 및 상기 제2 연결 상태 중 적어도 하나를 상기 주변 수확 모듈 빌딩 블록과 송수신하기 위한 MCU(Micro Controller Unit)을 포함하고,
   상기 컨트롤 모듈은 상기 MCU의 접지(Ground)단과 상기 MOSFET의 소스(Source)단을 격리시키는 MOSFET 드라이버(driver)를 더 포함하는,
   수확 모듈 빌딩 블록.
   
6. 제2항에 있어서,
   상기 제2 입출력 포트는 UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)를 포함하는,
   수확 모듈 빌딩 블록.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 수확 모듈은 상기 제1 싱크 블록 및 상기 제2 싱크 블록 사이에 적층된,
   수확 모듈 빌딩 블록.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 제1 냉매는 엔진의 열을 흡수하여 상기 엔진으로부터 배출되고,
   상기 제2 냉매는 라디에이터에 의해 열이 흡수되어 상기 라디에이터로부터 배출되는,
   수확 모듈 빌딩 블록.
   
9. 수확 모듈 빌딩 블록들의 어레이로서,
   상기 수확 모듈 빌딩 블록들 각각은 제1 싱크 블록, 제2 싱크 블록, 수확 모듈 및 컨트롤 모듈을 포함하고,
   제1 싱크 블록들은 서로 결합되고, 제1 방향으로 흐르는 제1 냉매를 통과시키고,
   제2 싱크 블록들은 서로 결합되고, 제2 방향으로 흐르는 제2 냉매를 통과시키고,
   수확 모듈들은 상기 제1 냉매와 상기 제2 냉매 사이의 온도차에 기초하여, 열 에너지를 전기 에너지로 변환하고,
   컨트롤 모듈들은 상기 수확 모듈 빌딩 블록들 사이의 연결 상태를 제어하고,
   상기 컨트롤 모듈들 각각은
   전단의 수확 모듈 빌딩 블록으로부터 연결 상태를 요청하는 제1 명령을 수신하고, 상기 제1 명령에 응답하여 상기 수확 모듈 빌딩 블록의 제1 연결 상태를 상기 전단의 수확 모듈 빌딩 블록으로 전송하며, 상기 제1 명령을 후단의 수확 모듈 빌딩 블록으로 전송하고, 상기 제1 명령에 응답하여 상기 후단의 수확 모듈 빌딩 블록으로부터 수신되는 제2 연결 상태를 상기 전단의 수확 모듈 빌딩 블록으로 전송하고,
   상기 전단의 수확 모듈 빌딩 블록으로부터 연결 상태를 변경하는 제2 명령을 수신하고, 상기 제2 명령에 응답하여 상기 제1 연결 상태를 병렬, 직렬 및 바이패스 중 어느 하나로 변경하며, 상기 제2 명령을 상기 후단의 수확 모듈 빌딩 블록으로 전송하고,
   상기 제2 명령은
   상기 수확 모듈 빌딩 블록, 상기 전단의 수확 모듈 빌딩 블록 및 상기 후단의 수확 모듈 빌딩 블록을 포함하는 수확 모듈 빌딩 블록 어레이의 동작점을 고려하여, 상기 제1 연결 상태 및 상기 제2 연결 상태에 기초하여 생성되는
   수확 모듈 빌딩 블록 어레이.
   
10. 제9항에 있어서,
    상기 컨트롤 모듈들은 시퀀스로서 연결되고,
    상기 컨트롤 모듈들 각각은
    전기 에너지를 상기 전단의 수확 모듈 빌딩 블록으로 전송하고,
    상기 후단의 수확 모듈 빌딩 블록으로부터 생성된 전기에너지를 상기 후단의 수확 모듈 빌딩 블록으로부터 수신하는,
    수확 모듈 빌딩 블록 어레이.
    
11. 제1 방향으로 흐르는 제1 냉매를 통과시키는 단계;
    제2 방향으로 흐르는 제2 냉매를 통과시키는 단계;
    상기 제1 냉매와 상기 제2 냉매 사이의 온도차에 기초하여, 열 에너지를 전기 에너지로 변환하는 단계;
    전단의 수확 모듈 빌딩 블록으로부터 연결 상태를 요청하는 제1 명령을 수신하는 단계; 및
    상기 제1 명령에 응답하여 상기 수확 모듈 빌딩 블록의 제1 연결 상태를 상기 전단의 수확 모듈 빌딩 블록으로 전송하며, 상기 제1 명령을 후단의 수확 모듈 빌딩 블록으로 전송하고, 상기 제1 명령에 응답하여 상기 후단의 수확 모듈 빌딩 블록으로부터 수신되는 제2 연결 상태를 상기 전단의 수확 모듈 빌딩 블록으로 전송하는 단계;
    상기 전단의 수확 모듈 빌딩 블록으로부터 연결 상태를 변경하는 제2 명령을 수신하는 단계; 및
    상기 제2 명령에 응답하여 상기 제1 연결 상태를 병렬, 직렬 및 바이패스 중 어느 하나로 변경하며, 상기 제2 명령을 상기 후단의 수확 모듈 빌딩 블록으로 전송하는 단계를 포함하고,
    상기 제2 명령은
    상기 수확 모듈 빌딩 블록, 상기 전단의 수확 모듈 빌딩 블록 및 상기 후단의 수확 모듈 빌딩 블록을 포함하는 수확 모듈 빌딩 블록 어레이의 동작점을 고려하여, 상기 제1 연결 상태 및 상기 제2 연결 상태에 기초하여 생성되는
    수확 모듈 빌딩 블록의 동작 방법.
    
12. 하드웨어와 결합되어 제11항의 방법을 실행시키기 위하여 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
    
13. 삭제
14. 삭제
15. 삭제
16. 삭제
17. 삭제
18. 삭제
19. 삭제
20. 삭제
21. 삭제
22. 삭제
23. 삭제
24. 삭제
25. 삭제

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