KR102245117B1 - 자동차용 에너지 저장시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자동차용 에너지 저장시스템으로서, 자동차의 외부에 구비되고, 태양에너지를 전기에너지로 변환하는 태양광 전지부; 및 상기 태양광 전지부에 의해 변환된 전기에너지를 저장하고, 저장된 전기에너지로 자동차의 동력 또는 전자기기의 전력으로 사용하는 에너지 저장장치를 포함할 수 있다.

Description

자동차용 에너지 저장시스템{ENERGY STORAGE SYSTEM OF AUTOMOBILE}
본 발명은 자동차용 에너지 저장시스템에 관한 것으로서, 특히 태양광에너지를 전기에너지로 변환하여 저장한 후, 전자제품의 전력으로 사용하는 자동차용 에너지 저장시스템에 관한 것이다.
일반적으로 자동차는 차체에 장비한 원동기를 동력원으로 하여 노상 및 산야 등에서 주행하며, 사람이나 화물을 운반하거나 각종 작업을 하는 기계를 말한다. 즉, 두 바퀴, 세 바퀴, 네 바퀴 및 그 이상의 바퀴를 가진 기계나, 가솔린 및 디젤의 내연기관, 증기기관, 전동기 및 가스터빈 등의 원동기를 원동력으로 하는 기계 모두는 자동차에 포함된다.
여기서 자동차는 화석연료를 동력 에너지로 사용하는데, 최근에 화석연료의 고갈 문제 및 배기 가스로 인한 환경오염 문제가 부각되면서 태양광 에너지를 이용한 자동차의 연구 및 개발이 진행되고 있다.
특허공개번호 제10-2015-0047703호
종래기술에 따른 태양광 에너지를 이용한 자동차는 자동차의 외측면에 부착되고 태양광 에너지를 전기에너지로 변환하는 태양 전지와, 태양 전지로부터 변환된 전기에너지를 자동차의 동력장치에 공급하는 에너지 저장장치를 포함한다.
그러나 종래기술에 따른 태양광 에너지를 이용한 자동차는 태양광 에너지를 자동차의 동력에너지로만 사용되고 있으며, 이에 자동차에 저장된 태양광 에너지를 이용하여 전자제품의 전력, 방전차량의 충전 등 활용성을 높일 필요가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 발명된 것으로, 본 발명의 목적은 태양광 에너지를 전기에너지로 변환하여 저장한 후, 자동차의 동력에너지로 사용하거나, 전자제품의 전력에너지로 사용하거나, 방전 차량의 충전에너지로 사용 가능한 자동차용 에너지 저장시스템을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동차용 에너지 저장시스템은 자동차의 외부에 구비되고, 태양에너지를 전기에너지로 변환하는 태양광 전지부; 및 상기 태양광 전지부에 의해 변환된 전기에너지를 저장하고, 저장된 전기에너지로 자동차의 동력 또는 전자기기의 전력으로 사용하는 에너지 저장장치를 포함할 수 있다.
상기 태양광 전지부는 자동차의 도어, 본넷 및 루프 중 하나 또는 둘 이상의 외부 표면에 부착되며, 태양으로부터 조사되는 태양광 에너지를 흡수한 후 전기에너지로 변환하여 에너지 저장장치에 공급하는 접착형 태양광 전지 필름과, 상기 자동차의 도어에 설치되는 태양광 모듈(BIPV: building integrated photovoltaic) 유리창을 더 포함하고, 상기 태양광 모듈 유리창은 태양광 모듈 유리창 영역을 투과하여 입사되는 태양광의 일부를 이용하여 전력을 생산하고, 실내에서 실외를 조망할 수 있도록 태양광의 나머지를 차체의 실내로 투과시키며, 상기 에너지 저장장치는 자동차의 트렁크 바닥면에 내장되게 구비되고, 상기 트렁크의 바닥면에는 스페어 타이어가 삽입되는 타이어 설치공간이 마련되며, 타이어 설치공간의 내측면에는 덮개에 의해 개방되는 적재부가 마련되고, 상기 적재부에 에너지 저장장치가 설치되며, 상기 타이어 설치 공간은 상기 트렁크의 바닥면에 스페어 타이어가 삽입되도록 홈으로 마련되고, 상기 적재부는 상기 에너지 저장장치가 상기 트렁크의 바닥면에 내장되게 설치되도록 상기 타이어 설치공간의 측벽에 홈으로 마련되며, 상기 에너지 저장장치는 저장된 직류를 교류로 변환하는 교류전환장치를 포함하고, 상기 에너지 저장장치는 과충전을 방지하는 안전장치를 포함하며, 상기 에너지 저장장치는 병렬로 연결된 복수개의 배터리로 마련되고, 상기 배터리는 리튬 이온 배터리이며, 상기 타이어 설치공간은 상기 트렁크의 바닥면 일측에 마련되고, 상기 적재부는 상기 트렁크의 바닥면 타측에 마련되되, 상기 타이어 설치공간과 상기 적재부는 상기 트렁크의 바닥면을 기준으로 동일한 수평선상에 마련되며, 상기 타이어 설치공간은 상기 트렁크의 바닥면 방향으로 개방되는 구조를 가지고, 상기 적재부는 덮개가 상기 타이어 설치공간으로 방향으로 개방되는 구조를 가질 수 있다.
상기 에너지 저장장치는 상기 자동차의 트렁크에 구비되고, 덮개에 의해 개방되는 적재부에 설치될 수 있다.
상기 에너지 저장장치는 저장된 직류를 교류로 변환하는 교류전환장치를 포함할 수 있다.
상기 에너지 저장장치는 과충전을 방지하는 안전장치를 포함할 수 있다.
상기 에너지 저장장치는 직렬 또는 병렬로 연결된 복수개의 배터리로 마련될 수 있다.
상기 배터리는 리튬 이온 배터리일 수 있다.
상기 태양광 전지부는 접착형 태양광 전지 필름을 포함할 수 있다.
상기 접착형 태양광 전지 필름은 상기 자동차의 도어, 본 네트, 및 루프 중 어느 하나 또는 둘 이상의 외측 상면에 부착될 수 있다.
상기 태양광 전지부는 상기 자동차의 도어에 설치되는 태양광 모듈(BIPV: building integrated photovoltaic) 유리창을 더 포함할 수 있다.
본 발명은 하기와 같은 효과가 있다.
첫째: 본 발명에 따른 자동차용 에너지 저장시스템은 태양광 에너지를 저장하여 자동차의 동력 및 전자제품의 전력으로 사용할 수 있다.
둘째: 자동차용 에너지 저장시스템에서 에너지 저장장치는 자동차의 트렁크에 내장되게 설치함으로써 공간활용성을 높일 수 있다.
셋째: 에너지 저장장치는 교류전환장치를 포함함으로써 직류를 교류로 변환하여 활용할 수 있다.
넷째: 에너지 저장장치는 과충전을 방지하는 안전장치를 포함함으로써 폭발 또는 발화를 미연에 방지하여 안전성을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 자동차용 에너지 저장시스템을 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 자동차용 에너지 저장시스템이 설치된 상태를 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 에너지 저장장치의 설치상태를 도시한 도면.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본 발명에 따른 자동차용 에너지 저장시스템은 도 1에 도시되어 있는 것과 같이, 태양광 에너지를 자동차의 동력 및 전자제품의 전력으로 활용하기 위한 것으로, 태양광 전지부(110)와, 태양광 전지부(110)에 저장된 전기에너지를 저장하거나 자동차의 동력 및 전자기기의 전력으로 사용하는 에너지 저장장치(120)를 포함한다.
태양광 전지부(110)는 도 2에 도시되어 있는 것과 같이, 자동차(10)의 외부에 구비되고 태양광 에너지를 전기에너지로 변환한다.
즉, 태양광 전지부(110)는 접착형 태양광 전지 필름(111)을 포함하며, 접착형 태양광 전지 필름(111)은 자동차(10)의 도어(11), 본넷(12) 및 루프(13) 중 하나 또는 둘 이상의 외부 표면에 부착되며, 태양으로부터 조사되는 태양광 에너지를 흡수한 후 전기에너지로 변환하여 에너지 저장장치(120)에 공급하고, 에너지 저장장치(120)는 태양광 전지부(110)로부터 공급받은 전기에너지를 저장하는 한편, 저정한 전기에너지로 자동차의 동력 또는 전자기기의 전력으로 사용할 수 있다.
한편, 태양광 전지부(110)는 자동차(10)의 도어(11)에 설치되는 태양광 모듈(BIPV: building integrated photovoltaic) 유리창(112)을 더 포함할 수 있다.
즉, 태양광 모듈 유리창(112)은 태양광 모듈 유리창(112) 영역을 투과하여 입사되는 태양광의 일부를 이용하여 전력을 생산하고, 실내에서 실외를 조망할 수 있도록 태양광의 나머지를 차체의 실내로 투과시킨다.
이와 같이 태양광 전지부(110)는 자동차(10)의 외측 일부 또는 전체를 설치하여 태양광 에너지의 흡수력을 높이고, 이에 전기에너지의 공급을 높일 수 있다.
에너지 저장장치(120)는 도 2에 도시되어 있는 것과 같이, 태양광 전지부(110)에 의해 변환된 전기에너지를 저장하고, 저장된 전기에너지로 자동차(10)의 동력 또는 전자제품의 전력으로 사용한다. 즉, 에너지 저장장치(120)는 복수의 배터리(121)를 직렬 또는 병렬로 연결되어 마련되며, 특히 배터리(121)는 리튬 이온 배터리를 사용한다. 즉, 안전성 및 충전력이 우수한 리튬 이온 배터리를 사용한다.
한편, 에너지 저장장치(120)는 도 3에 도시되어 있는 것과 같이, 자동차(10)의 트렁크(14)에 구비되고, 덮개(14b)에 의해 개방되는 적재부(14a)에 설치된다.
즉, 트렁크(14)의 바닥면에는 스페어 타이어(15)가 삽입되는 타이어 설치공간(15a)이 마련되며, 타이어 설치공간(15a)의 내측면에는 덮개(14b)에 의해 개방되는 적재부(14a)가 마련되고, 이 적재부(14a)에 에너지 저장장치(120)가 설치된다. 이에, 자동차(10)의 공간을 활용하여 에너지 저장장치(120)를 설치할 수 있다.
한편, 에너지 저장장치(120)는 저장된 직류를 교류로 변환하는 교류전환장치(122)를 포함하며, 교류전환장치(122)는 교류가 필요한 전자제품 사용시 사용된다.
한편, 에너지 저장장치(120)는 과전류가 발생하지 않게 차단하는 안전장치(123)를 포함하며, 안전장치(123)에 의해 에너지 저장장치(120)의 폭발 및 발화를 방지한다.
이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 자동차용 에너지 저장시스템의 사용상태를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 자동차(10)의 주행을 위해 시동을 키면, 자동차용 에너지 저장시스템의 에너지 저장장치(120)에 저장된 전기에너지가 공급되면서 시동이 걸리게 된다.
이때, 에너지 저장장치(120)는 자동차의 주행을 위한 동력에너지와 함께 자동차(10)의 오디오, 조명 등의 전자기기에도 전기에너지를 공급한다.
한편, 자동차(10)가 태양광 에너지를 받을 수 있는 야외에 주차되었을 경우 태양광 전지부(110)는 태양광 에너지를 흡수한 후 전기에너지로 변환하고, 에너지 저장장치(120)에 공급하며, 에너지 저장장치(120)는 태양광 전지부(110)로부터 공급된 전기에너지를 저장한다.
이때 태양광 전지부(110)로부터 공급된 전기에너지는 안전장치(123)를 통과하면서 에너지 저장장치(120)가 과충전되는 것을 방지하며, 특히 교류를 사용하는 전자제품이 있을 경우 에너지 저장장치(120)의 교류변환장치(122)를 통해 직류를 교류 변환하여 사용할 수도 있다.
여기서 태양광 전지부(110)는 자동차(10)의 도어(11), 본넷(12) 및 루프(13)에 접착형 태양광 전지 필름(111)과 태양광 모듈(BIPV: building integrated photovoltaic) 유리창(112)으로 마련하며, 이에 태양광 에너지를 최대한 흡수하여 겨울철에도 에너지 저장장치(120)의 충전력을 높일 수 있다.
한편, 에너지 저장장치(120)는 캠핑 및 야외 활동시 조명장치, 오디오장치, 난방장치 등의 전자제품을 작동시키는 보조배터리로도 사용할 수 있다. 즉, 전자제품을 에너지 저장장치(120)에 연결하면, 에너지 저장장치(120)에 전기에너지가 전자제품에 공급되면서 전자제품을 사용할 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 자동차용 에너지 저장시스템은 자동차의 구동동력 및 전자기기의 전기에너지로 사용하고, 특히 야외에서 조명장치, 오디오장치, 난방장치 등의 전자제품을 작동시키는 보조 배터리로도 사용할 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 자동차용 에너지 저장시스템
110: 태양광 전지부
111: 접착형 태양광 전지 필름
112: 태양광 모듈 유리창
120: 에너지 저장장치
121: 배터리
122: 안전장치
123: 교류변환장치

Claims (9)

  1. 자동차용 에너지 저장시스템으로서,
    자동차의 외부에 구비되고, 태양에너지를 전기에너지로 변환하는 태양광 전지부; 및
    상기 태양광 전지부에 의해 변환된 전기에너지를 저장하고, 저장된 전기에너지로 자동차의 동력 또는 전자기기의 전력으로 사용하는 에너지 저장장치를 포함하고,
    상기 태양광 전지부는 자동차의 도어, 본넷 및 루프 중 하나 또는 둘 이상의 외부 표면에 부착되며, 태양으로부터 조사되는 태양광 에너지를 흡수한 후 전기에너지로 변환하여 에너지 저장장치에 공급하는 접착형 태양광 전지 필름과, 상기 자동차의 도어에 설치되는 태양광 모듈(BIPV: building integrated photovoltaic) 유리창을 더 포함하고,
    상기 태양광 모듈 유리창은 태양광 모듈 유리창 영역을 투과하여 입사되는 태양광의 일부를 이용하여 전력을 생산하고, 실내에서 실외를 조망할 수 있도록 태양광의 나머지를 차체의 실내로 투과시키며,
    상기 에너지 저장장치는 자동차의 트렁크 바닥면에 내장되게 구비되고, 상기 트렁크의 바닥면에는 스페어 타이어가 삽입되는 타이어 설치공간이 마련되며, 타이어 설치공간의 내측면에는 덮개에 의해 개방되는 적재부가 마련되고, 상기 적재부에 에너지 저장장치가 설치되며,
    상기 타이어 설치 공간은 상기 트렁크의 바닥면에 스페어 타이어가 삽입되도록 홈으로 마련되고,
    상기 적재부는 상기 에너지 저장장치가 상기 트렁크의 바닥면에 내장되게 설치되도록 상기 타이어 설치공간의 측벽에 홈으로 마련되며,
    상기 에너지 저장장치는 저장된 직류를 교류로 변환하는 교류전환장치를 포함하고,
    상기 에너지 저장장치는 과충전을 방지하는 안전장치를 포함하며,
    상기 에너지 저장장치는 병렬로 연결된 복수개의 배터리로 마련되고,
    상기 배터리는 리튬 이온 배터리이며,
    상기 타이어 설치공간은 상기 트렁크의 바닥면 일측에 마련되고, 상기 적재부는 상기 트렁크의 바닥면 타측에 마련되되, 상기 타이어 설치공간과 상기 적재부는 상기 트렁크의 바닥면을 기준으로 동일한 수평선상에 마련되며,
    상기 타이어 설치공간은 상기 트렁크의 바닥면 방향으로 개방되는 구조를 가지고,
    상기 적재부는 덮개가 상기 타이어 설치공간으로 방향으로 개방되는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 자동차용 에너지 저장시스템.
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