KR102261322B1 - Charging / discharging system for starting fishing boat / farm machinery using solar charging module - Google Patents

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Abstract

본 발명은 선박 및 농기계의 정박 및 정차가 오래될 경우 역으로 발생될 수 있는 배터리의 과충전을 보호하면서 항시 만충전 상태를 유지하여 필요 시 즉시 사용할 수 있도록 최적의 만충전 상태를 유지하면서도 배터리의 수명연장을 위한 최적의 충전 시스템을 제공하고, 선박을 운항하지 않고 정박 시에도 낮에 태양 전지로부터 충전된 전력을 이용하여 선박 확인용 경광등 및 블랙박스를 작동시켜 사고 예방 및 채증에 활용할 수 있으며, 선박 운행중 선박의 전원시스템에 문제 발생시 태양전지로부터 발생된 전력을 이용하여 최소한 긴급 상황은 전파하여 위기를 대처할 수 있는 태양광 모듈을 이용한 어선/농기계 시동용 배터리 충방전 시스템을 제공한다.The present invention protects the battery from overcharging, which may occur reversely when anchoring and stopping of ships and agricultural machinery for a long time, and maintains the fully charged state at all times to maintain the optimal fully charged state so that it can be used immediately when necessary, while maintaining the lifespan of the battery It provides an optimal charging system for extension, and can be used for accident prevention and verification by operating the warning light and black box for ship identification using the power charged from the solar cell during the day even when the ship is not operating and anchored. We provide a battery charging/discharging system for starting a fishing vessel/agricultural machine using a solar module that can cope with a crisis by propagating at least an emergency situation using the power generated from the solar cell when a problem occurs in the ship's power system during operation.

Description

태양광 모듈을 이용한 어선/농기계 시동용 배터리 충방전 시스템{Charging / discharging system for starting fishing boat / farm machinery using solar charging module}Battery charging/discharging system for starting fishing boat/farm machinery using solar module {Charging / discharging system for starting fishing boat / farm machinery using solar charging module}

본 발명은 어선이나 농기계 시동용 배터리의 충방전에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 계절적 요인에 의하여 일정기간 사용하지 않고, 정박 혹은 정차되는 어선이나 농기계 시동용 배터리의 자기 방전이나 독소적 방전에 의해 필요 시 시동이 불안해지는 문제를 해결할 수 있는 태양광 모듈을 이용한 어선/농기계 시동용 배터리 충방전 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to the charging and discharging of a battery for starting a fishing vessel or agricultural machine, and more particularly, it is not used for a certain period due to seasonal factors, and it is necessary by self-discharge or toxic discharge of a battery for starting a fishing vessel or agricultural machine that is anchored or stopped. It relates to a battery charging/discharging system for starting a fishing boat/agricultural machine using a solar module that can solve the problem of starting unstable.

최근, 노트북, 비디오 카메라, 휴대용 전화기 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 전기자동차, 에너지 저장용 축전지, 로봇, 위성 등의 개발이 본격화됨에 따라, 반복적인 충방전이 가능한 고성능 이차 전지에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.In recent years, as the demand for portable electronic products such as notebook computers, video cameras, and portable telephones has rapidly increased, and development of electric vehicles, energy storage batteries, robots, satellites, etc. is in full swing, a high-performance secondary battery capable of repeatedly charging and discharging research is being actively conducted.

현재 상용화된 이차 전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차 전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차 전지는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충 방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.Currently commercialized secondary batteries include nickel cadmium batteries, nickel hydride batteries, nickel zinc batteries, and lithium secondary batteries. Among them, lithium secondary batteries have almost no memory effect compared to nickel-based secondary batteries, so charging and discharging are free, The self-discharge rate is very low and the energy density is high, attracting attention.

이러한 이차 전지는 만방전이 되면 더 이상 해당 휴대 단말을 사용할 수 없게 되며, 재사용을 위해서는 만방전된 이차 전지를 다시 충전하는 과정을 거쳐야 한다. 그러나, 이차 전지의 충전은 일반적으로 AC 전원을 통해 이루어지기 때문에, 외출 중인 경우와 같이 AC 전원을 이용할 수 없는 경우에는 이차 전지를 충전하지 못하는 문제점이 발생할 수 있다. 또한, AC 전원을 이용할 수 있는 곳이라 하더라도 AC 어댑터를 소지하지 않은 경우에는 AC 전원을 이용할 수 없는 문제가 여전히 존재한다.When the secondary battery is fully discharged, the corresponding portable terminal can no longer be used, and in order to reuse, the fully discharged secondary battery must be recharged. However, since charging of the secondary battery is generally performed through AC power, when AC power is not available, such as when going out, there may be a problem in that the secondary battery cannot be charged. In addition, even where AC power is available, there is still a problem that AC power cannot be used without an AC adapter.

최근, 이러한 문제점을 개선하기 위해 태양 에너지를 이용하여 배터리를 충전하는 방법이 제안되고 있다. 예를 들어, 국내공개 제2009-0081894호, 국내공개 제2005-0052718호에서는 휴대폰 배터리나 노트북 본체에 집광판을 부착하여 배터리를 충전하는 방법을 개시하고 있다.Recently, in order to improve this problem, a method of charging a battery using solar energy has been proposed. For example, Korean Publication No. 2009-0081894 and Korean Publication No. 2005-0052718 disclose a method of charging a battery by attaching a light collecting plate to a cell phone battery or a notebook body.

또한 최근 들어서는 태양광 모듈을 이용한 ESS(Energy Storage System)이 각광받고 있다.In addition, recently, ESS (Energy Storage System) using solar modules has been in the spotlight.

이와 같이 이러한 태양 에너지를 이용한 충전은 연구는 휴대용 전자장치나 ESS, 가정이나 사업장 등 다양한 분야에 적용되고 있다.As such, research on charging using solar energy is being applied to various fields such as portable electronic devices, ESSs, homes, and workplaces.

한편 차량이나 어선과 같은 선박이나, 경운기, 트랙터와 같은 농업용 기계에는 시동을 걸기 위한 배터리가 장착되는데, 어선과 같은 선박이나 경운기, 트랙터는 주로 봄부터 가을까지는 이용하나, 겨울철에는 이용하지 않아 시동을 위한 배터리가 방전될 수 있었다. 이와 같은 경우 별도로 배터리를 별도로 충전하거나, 배터리를 교체하여야 하는 불편함이 있었다. On the other hand, vessels such as vehicles and fishing boats, and agricultural machinery such as cultivators and tractors are equipped with batteries to start them. Ships, cultivators, and tractors such as fishing boats are mainly used from spring to autumn, but are not used in winter to start the engine. battery could be discharged. In this case, it is inconvenient to separately charge the battery or replace the battery.

선행기술 1 : 대한민국 공개특허 제10-2009-0021785호(솔라 셀을 이용한 배터리 충전 장치 및 방법)Prior Art 1: Republic of Korea Patent Publication No. 10-2009-0021785 (Apparatus and method for charging a battery using a solar cell) 선행기술 2 : 대한민국 공개특허 제10-2011-0072216호(태양 전지를 이용한 배터리 팩 충전 장치 및 그 제조 방법)Prior Art 2: Republic of Korea Patent Publication No. 10-2011-0072216 (A battery pack charging device using a solar cell and a manufacturing method thereof)

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 단점과 문제점을 해결하기 위한 것으로, 선박 및 농기계의 정박 및 정차가 오래될 경우 역으로 발생될 수 있는 배터리의 과충전을 보호하면서 항시 만충전 상태를 유지하여 필요 시 즉시 사용할 수 있도록 최적의 만충전 상태를 유지하면서도 배터리의 수명연장을 위한 최적의 충전 시스템을 제공하고, 선박을 운항하지 않고 정박 시에도 낮에 태양 전지로부터 충전된 전력을 이용하여 선박 확인용 경광등 및 블랙박스를 작동시켜 사고 예방 및 채증에 활용할 수 있으며, 선박 운행중 선박의 전원시스템에 문제 발생시 태양전지로부터 발생된 전력을 이용하여 최소한 긴급 상황은 전파하여 위기를 대처할 수 있는 태양광 모듈을 이용한 어선/농기계 시동용 배터리 충방전 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention is to solve the various disadvantages and problems of the prior art as described above, and maintains a fully charged state at all times while protecting the overcharge of the battery that may be reversely generated when anchoring and stopping of ships and agricultural machinery is long. This provides an optimal charging system for extending the life of the battery while maintaining the optimal state of charge so that it can be used immediately when needed, and checks the vessel using the power charged from the solar cell during the day even when the vessel is not operating and anchored. It can be used for accident prevention and identification by operating the warning light and black box for use, and when a problem occurs in the ship's power system while the ship is running, it uses the power generated from the solar cell to at least propagate an emergency situation, and a solar module that can cope with the crisis. An object of the present invention is to provide a battery charging/discharging system for starting a fishing boat/agricultural machine.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 어선이나 농기계 시동 및 어선이나 농기계의 전기제품에서 필요로 하는 전기를 공급하는 배터리(100); 상기 어선이나 농기계의 모터, 경광등, 블랙박스를 포함하는 전기로 동작되는 부하(200); 태양광을 받아 전기로 변환하여 상기 배터리(100)에 충전하는 태양광 모듈(300); 및 상기 태양광 모듈(300)에서 변환된 전기를 상기 배터리(100)에 충전하도록 제어하되, 상기 태양광 모듈(300)의 출력전압에서 상기 배터리(100)의 충전시 필요한 제1전압 레벨로 미리 설정된 시간동안 충전하여 상기 배터리(100)의 허전압을 제거후 상기 제1전압 레벨보다 상대적으로 낮은 제2전압 레벨로 상기 배터리(100)완충 시까지 충전하도록 제어하여 충전효율을 높이면서 상기 배터리(100)에 충전하도록 제어하는 충방전 제어장치(400);를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 태양광 모듈을 이용한 어선/농기계 시동용 배터리 충방전 시스템을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention includes: a battery 100 for supplying electricity required for starting a fishing boat or agricultural machine and electrical appliances of a fishing boat or agricultural machine; a load 200 operated by electricity including a motor of the fishing boat or agricultural machine, a warning light, and a black box; a solar module 300 for receiving sunlight and converting it into electricity to charge the battery 100; and controlling the electricity converted by the solar module 300 to be charged in the battery 100, from the output voltage of the solar module 300 to a first voltage level required for charging the battery 100 in advance. After removing the imaginary voltage of the battery 100 by charging for a set time, control to charge the battery 100 at a second voltage level relatively lower than the first voltage level until the battery 100 is fully charged to increase charging efficiency It provides a battery charging/discharging system for starting a fishing vessel / agricultural machine using a solar module, characterized in that it includes; a charging/discharging control device 400 for controlling the charging to 100).

여기서, 배터리(100)와, 상기 부하(200), 상기 태양광 모듈(300) 및 상기 충방전 제어장치(400)는 상기 어선이나 농기계에 선택적으로 탈부착되도록 구성된 것을 특징으로 하는 태양광 모듈을 이용한 어선/농기계 시동용 배터리 충방전 시스템.Here, the battery 100, the load 200, the solar module 300, and the charge/discharge control device 400 using a solar module, characterized in that it is configured to be selectively attached to and detached from the fishing boat or agricultural machine. Battery charging/discharging system for starting fishing boats/agricultural machinery.

본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.According to the present invention, the following effects are obtained.

첫째, 선박 및 농기계의 정박 및 정차가 오래될 경우 역으로 발생될 수 있는 배터리의 과충전을 보호하면서 항시 만충전 상태를 유지하여 필요 시 즉시 사용할 수 있도록 최적의 배터리 충전 상태를 유지할 수 있다.First, it is possible to maintain the optimal battery charge state so that it can be used immediately when necessary by always maintaining the fully charged state while protecting the overcharge of the battery, which may occur reversely when anchoring and stopping of ships and agricultural machinery for a long time.

둘째, 최적의 만충전 상태를 유지하면서 배터리의 수명연장을 위한 최적의 충전 시스템을 제공할 수 있다.Second, it is possible to provide an optimal charging system for extending the lifespan of a battery while maintaining an optimal fully charged state.

셋째, 선박을 운항하지 않고 정박 시에도 낮에 태양 전지로부터 충전된 전력을 이용하여 선박 확인용 경광등 및 블랙박스를 작동시켜 사고예방 및 채증에 활용 할 수 있다.Third, even when the ship is not operating and anchored, it can be used for accident prevention and inspection by operating the warning light and black box for checking the ship using the power charged from the solar cell during the day.

넷째, 선박 운행중 선박의 전원시스템에 문제 발생시 태양전지로부터 발생된 전력을 이용하여 최소한 긴급 상황은 전파하여 위기를 대처할 수 있다. Fourth, when a problem occurs in the ship's power system during the operation of the ship, at least an emergency situation can be propagated using the power generated from the solar cell to cope with the crisis.

도 1은 본 발명에 따른 태양광 모듈을 이용한 어선/농기계 시동용 배터리 충방전 시스템의 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 태양광 모듈을 이용한 어선/농기계 시동용 배터리 충방전 시스템에서 충방전 방법의 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다.
1 is a view for explaining an embodiment of a battery charging/discharging system for starting a fishing vessel / agricultural machinery using a solar module according to the present invention.
2 is a flowchart for explaining an embodiment of a charging/discharging method in a battery charging/discharging system for starting a fishing vessel/agricultural machinery using a solar module according to the present invention.

본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.A preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings as follows.

아울러, 본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며 이 경우는 해당되는 발명의 설명부분에서 상세히 그 의미를 기재하였으므로, 단순한 용어의 명칭이 아닌 용어가 가지는 의미로서 본 발명을 파악하여야 함을 밝혀두고자 한다. 또한 실시예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고, 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.In addition, the terms used in the present invention have been selected as widely used general terms as possible, but in certain cases, there are also terms arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meaning is described in detail in the description of the corresponding invention, so it is a simple term It is intended to clarify that the present invention should be understood as the meaning of the term, not the name. In addition, in describing the embodiments, descriptions of technical contents that are well known in the technical field to which the present invention pertains and are not directly related to the present invention will be omitted. This is to more clearly convey the gist of the present invention without obscuring the gist of the present invention by omitting unnecessary description.

도 1은 본 발명에 따른 태양광 모듈을 이용한 어선/농기계 시동용 배터리 충방전 시스템의 실시예를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining an embodiment of a battery charging/discharging system for starting a fishing boat / agricultural machine using a solar module according to the present invention.

본 발명에 따른 태양광 모듈을 이용한 어선/농기계 시동용 배터리 충방전 시스템은 도 1에 나타낸 바와 같이, 배터리(100), 부하(200), 태양광 모듈(300) 및 충방전 제어장치(400)로 구성된다.A battery charging/discharging system for starting a fishing boat/agricultural machinery using a solar module according to the present invention is as shown in FIG. 1 , a battery 100, a load 200, a solar module 300, and a charging/discharging control device 400 is composed of

여기서 배터리(100)는 어선이나 농기계 시동 및 어선이나 농기계의 전기제품에서 필요로 하는 전기를 공급한다. Here, the battery 100 supplies electricity required for starting a fishing boat or agricultural machine and electrical appliances of a fishing boat or agricultural machine.

부하(200)는 어선이나 농기계의 모터, 경광등, 블랙박스 등의 전기로 동작되는 장치이다.The load 200 is a device operated by electricity such as a motor of a fishing boat or agricultural machine, a warning light, a black box, and the like.

태양광 모듈(300)은 태양광을 받아 전기로 변환하여 배터리(100)에 충전한다.The solar module 300 receives sunlight, converts it into electricity, and charges the battery 100 .

충방전 제어장치(400)는 태양광 모듈(300)에서 변환된 전기를 배터리(100)에 충전하도록 제어한다.The charge/discharge control device 400 controls to charge the electricity converted by the solar module 300 to the battery 100 .

일반적으로 어선이나 농기계의 전장 시스템은 12V 및 24V 두 가지의 전장 시스템으로 운용되므로, 본 발명 태양광 모듈을 이용한 배터리 충방전 시스템도 12V 및 24V으로 구성하였다.In general, since the electric system of a fishing boat or agricultural machine is operated with two electric systems of 12V and 24V, the battery charging/discharging system using the solar module of the present invention is also configured with 12V and 24V.

다만, 12V 배터리의 경우 배터리의 충전 전압은 14.4V로 충전하기 위하여 태양광 모듈(300)의 전압은 17-18V로, 24V 배터리의 경우에는 28.8V로 충전하기 위하여 태양광 모듈(300)의 전압은 35-36V로 구성하였다.However, in the case of a 12V battery, the voltage of the solar module 300 is 17-18V in order to charge the battery to 14.4V, and in the case of a 24V battery, the voltage of the solar module 300 is charged to 28.8V. was configured with 35-36V.

이와 같이 12V와 24V 배터리의 경우 14.4V와 28.8V로 충전하는 이유는 12V 배터리(100)의 경우 만충전시의 전압은 12.8V정도 되는데(12V와 24V는 공칭전압), 배터리(100)를 사용(방전)시키면 그 이하로 떨어지며, 배터리를 충전시킬 때는 최소 만충되었을 때의 전압보다 1.5V의 전위차(양극 전위 - 음극 전위)를 두어야 그 사이로 전기에너지(전류)를 집어넣을 수 있기 때문이다. 예로써 핸드폰용 배터리도 통상 전압은 3.7V이나 충전 전압은 4.2V에서 5V로 충전한다.The reason why 12V and 24V batteries are charged at 14.4V and 28.8V is that the 12V battery 100 has a voltage of about 12.8V when fully charged (12V and 24V are nominal voltages), and the battery 100 is used ( When the battery is discharged), it drops below that level, and when charging the battery, there must be a potential difference of 1.5V (positive potential - negative potential) from the voltage when the battery is fully charged, so that electric energy (current) can be inserted between them. For example, a cell phone battery is usually charged at a voltage of 3.7V, but the charging voltage is from 4.2V to 5V.

도 2는 본 발명에 따른 태양광 충전 모듈을 이용한 어선/농기계 시동용 배터리 충방전 시스템에서 충방전 방법의 실시예설명하기 위한 흐름도이다.2 is a flowchart for explaining an embodiment of a charging/discharging method in a battery charging/discharging system for starting a fishing vessel/agricultural machinery using a solar charging module according to the present invention.

이하의 설명에서 배터리는 12V 배터리를 기준으로 하였다.In the following description, the battery is based on a 12V battery.

태양광 모듈(300)의 전압 17V에서 배터리의 충전시 필요한 전압14.4V(제1전압 레벨)로 충전을 한다(S100).The solar module 300 is charged with a voltage of 14.4V (first voltage level) required for charging the battery from the voltage of 17V (S100).

이때, 1차로 14.4V로 30분 내지 90분(바람직하게는 1시간) 유지하면(S110), 배터리에 남아 있는 허전압(Empty Voltage)를 제거하여 충전 효율을 높여주기 위하여 배터리 용량의 1/10 내지 1/40(바람직하게는 1/20)의 전류(A)로 1 내지 5초(바람직하게는 3초)간 방전시켜 허전압을 제거시킨 후 재충전을 한다(S120, S130). 이러한 과정을 1회 내지 4회(바람직하게는 2회) 반복하면 배터리(100)는 만충전 상태로 간주되어 충전 전압를 13,5V(제2전압레벨)로 유지하면서 충전완료 시까지 충전된다(S140).At this time, if 14.4V is maintained for 30 minutes to 90 minutes (preferably 1 hour) as the primary (S110), 1/10 of the battery capacity in order to remove the empty voltage remaining in the battery and increase the charging efficiency Discharge with a current (A) of 1/40 to 1/40 (preferably 1/20) for 1 to 5 seconds (preferably 3 seconds) to remove the phantom voltage and then recharge (S120, S130). If this process is repeated 1 to 4 times (preferably 2 times), the battery 100 is considered to be in a fully charged state and is charged until charging is completed while maintaining the charging voltage at 13.5V (second voltage level) (S140). ).

한편 일몰 후 1시간 경과 후 태양광 모듈(300)의 전압이 0V일 때 다시 배터리 용량의 1/10 내지 1/40(바람직하게는 1/20)의 전류(A)로 1 내지 5초(바람직하게는 3초)간 방전후 배터리(100) 전압이 12.8V 이상이면 배터리가 만 충전 상태로 간주하여, 다음날 일출 후 배터리의 충전 전압은 14.4V가 아닌 13.5V로 충전을 시작한다(S160).On the other hand, when the voltage of the solar module 300 is 0V after 1 hour after sunset, the current (A) of 1/10 to 1/40 (preferably 1/20) of the battery capacity is 1 to 5 seconds (preferably) After discharging for 3 seconds), if the voltage of the battery 100 is 12.8V or higher, the battery is considered to be in a fully charged state, and after sunrise the next day, the charging voltage of the battery starts charging at 13.5V instead of 14.4V (S160).

현재 일반적으로 어선이나 농기계에서 사용하고 있는 배터리(100)는 증류수 보충을 할 수 없는 M.F (Maintenance Free)형 배터리이기 때문에 배터리 수명 종지의 원인이 과충전 및 희석 황산(Sg1.280 38wt %)중 들어있는 물(H20)(wt62%)의 전기 분해에 의한 증발로 인한 전해액 고갈이라 할 수 있다. 따라서 배터리의 최적의 충전 조건은, 배터리(100)를 만충전 상태를 유지하기 위한 최소의 전기에너지만 충전하면 된다. 이를 위하여 배터리의 만충전 전압(12.8V)를 유지하기 위한 충전 전압의 전위차를 낮게(13.5V) 유지하는 것이 필요하다.Currently, the battery 100 generally used in fishing boats and agricultural machinery is an MF (Maintenance Free) type battery that cannot be refilled with distilled water, so the cause of the battery lifespan is overcharge and dilute sulfuric acid (Sg1.280 38wt %). It can be called depletion of electrolyte due to evaporation by electrolysis of water (H20) (wt62%). Therefore, the optimal charging condition of the battery is only required to be charged with a minimum amount of electrical energy for maintaining the battery 100 in a fully charged state. To this end, it is necessary to maintain a low (13.5V) potential difference of the charging voltage for maintaining the fully charged voltage (12.8V) of the battery.

참고로, 납배터리가 충,방전 원리는,For reference, the charging and discharging principle of a lead-in battery is,

Figure 112019501815486-pat00001
Figure 112019501815486-pat00001

배터리(100)가 만충전 되었어도 태양광 모듈(300)을 통해 배터리(100)에 ㄱ계속해서 14.4V로 충전하는 경우, 태양광 모듈(300)에서 발생한 전기 에너지가 화학적 에너지로 저장된 이후 지속적으로 들어오는 전기 에너지는 열에너지(배터리는 충전중 따뜻함)와 전해액중의 물(H2O)의 전기분해(H20 ↔ 2H + ½O2)에 사용되어 가스로 비산되어 전해액이 고갈되는 원인이 되는 문제가 있었는데 이러한 문제를 해결할 수 있다.Even if the battery 100 is fully charged, if the battery 100 is charged to 14.4V through the photovoltaic module 300 continuously, the electrical energy generated in the photovoltaic module 300 is stored as chemical energy and then continuously enters. Electrical energy is used for thermal energy (battery is warm while charging) and electrolysis of water (H2O) in electrolyte (H20 ↔ 2H + ½O2), and there was a problem that caused the electrolyte to be depleted by scattering as a gas. can

한편 장기간 우천 등 태양광 모듈(300)에 의한 전력 발생이 불안한 경우, 일몰 1시간 후의 배터리 전압(예로써 1/20 전류로 3초 방전후 전압)이 12.8V 이하가 발생되면 일출 후 배터리(100)는 앞에서 설명한 바와 같이, 1차로 14.4V로 30분 내지 90분(바람직하게는 1시간) 유지하면, 배터리에 남아 있는 허전압(Empty Voltage)를 제거하여 충전 효율을 높여주기 위하여 배터리 용량의 1/10 내지 1/40(바람직하게는 1/20)의 전류(A)로 1 내지 5초(바람직하게는 3초)간 방전시켜 허전압을 제거시킨 후 재충전을 한다. 이러한 과정을 1회 내지 4회(바람직하게는 2회) 반복하면 배터리(100)는 만충전 상태로 간주되어 충전 전압를 13,5V로 유지하면서 충전되도록 한다.On the other hand, if the power generation by the solar module 300 is unstable for a long time, such as rain, if the battery voltage 1 hour after sunset (for example, the voltage after 3 seconds of discharging at 1/20 current) is 12.8V or less, the battery (100) after sunrise ) is, as described above, primarily maintained at 14.4V for 30 minutes to 90 minutes (preferably 1 hour), in order to remove the empty voltage remaining in the battery and increase the charging efficiency, 1 of the battery capacity Discharge with a current (A) of /10 to 1/40 (preferably 1/20) for 1 to 5 seconds (preferably 3 seconds) to remove the phantom voltage and then recharge. If this process is repeated 1 to 4 times (preferably 2 times), the battery 100 is considered to be in a fully charged state and is charged while maintaining the charging voltage at 13.5V.

이를 위하여 충방전 제어장치(400)에는 조도감지센서가 추가되고, 충방전 제어장치(400)의 제어부의 타이머를 통해 이를 운용할 수 있다.To this end, an illuminance sensor is added to the charge/discharge control device 400 and may be operated through a timer of the controller of the charge/discharge control device 400 .

이와 같은 본 발명은 배터리(100)를 충전시키는데 허전압이 발생함으로서 배터리(100)의 충전상태와 관계없이 충전이 잘 안되며(통상 정전압 충전방식에서 일정 전압에 도달하면 더이상 에너지(전류)가 안들어감), 이를 극복하기 위하여 만충전 확인을 위한 허전압을 제거한 것이다. 그리고 만충전이 확인되면 더 이상 배터리에 에너지(전류)를 충전시키는 것은 오히려 배터리의 수명을 단축시키는 요인이 된다.As described above, in the present invention, since an imaginary voltage is generated to charge the battery 100 , the charging is difficult regardless of the state of charge of the battery 100 (normally, when a constant voltage is reached in the constant voltage charging method, energy (current) is no longer entered. ), to overcome this, the spurious voltage for checking the full charge is removed. And if full charge is confirmed, charging the battery with energy (current) any longer is a factor that shortens the life of the battery.

한편 도 1에 나타낸 배터리(100)와 태양광 모듈(300) 및 충방전 제어장치(400)는 선택적으로 어선이나 농기계에서 탈부착 가능한 형태로 구성되어 장기간 사용하지 않은 때에는 어선이나 농기계에서 탈착(분리) 보관 후 필요에 따라 부착하여 이용할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.On the other hand, the battery 100, the photovoltaic module 300, and the charge/discharge control device 400 shown in FIG. 1 are selectively detachable from the fishing vessel or agricultural machinery and detachable (separated) from the fishing vessel or agricultural machinery when not used for a long period of time. After storage, it is preferable to attach and use it as needed.

이상과 같은 예로 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 예들에 국한되는 것이 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서 본 발명에 개시된 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 예들에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Although the present invention has been described with the above examples, the present invention is not necessarily limited to these examples, and various modifications may be made without departing from the technical spirit of the present invention. Therefore, the examples disclosed in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention, but to explain, and the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these examples. The protection scope of the present invention should be construed by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.

100 : 배터리 200 : 부하
300 : 태양광 모듈 400 : 충방전 제어장치
100: battery 200: load
300: solar module 400: charge/discharge control device

Claims (2)

어선이나 농기계 시동 및 어선이나 농기계의 전기제품에서 필요로 하는 전기를 공급하는 배터리(100);
상기 어선이나 농기계의 모터, 경광등, 블랙박스를 포함하는 전기로 동작되는 부하(200);
태양광을 받아 전기로 변환하여 상기 배터리(100)에 충전하는 태양광 모듈(300); 및
상기 태양광 모듈(300)에서 변환된 전기를 상기 배터리(100)에 충전하도록 제어하되, 상기 태양광 모듈(300)의 출력전압에서 상기 배터리(100)의 충전시 필요한 제1전압 레벨로 미리 설정된 시간동안 충전하여 상기 배터리(100)의 허전압을 제거후 상기 제1전압 레벨보다 상대적으로 낮은 제2전압 레벨로 상기 배터리(100)완충 시까지 충전하도록 제어하여 상기 배터리(100)에 충전하도록 제어하는 충방전 제어장치(400);를 포함하여 구성되어,
상기 배터리(100)의 충방전은,
상기 충방전 제어장치(400)에 의해 상기 배터리(100)가 12V 배터리인 경우, 상기 태양광 모듈(300)에서 변환된 전압을 통해 상기 배터리(100)의 충전시 상기 제1전압 레벨로써 14.4V로 30분 내지 90분 유지하면서 충전 후(S100, S110) 상기 배터리(100) 용량의 1/10 내지 1/40의 전류(A)로 1 내지 5초간 방전하여(S120) 배터리의 허전압(Empty Voltage)을 제거하는 과정을 1회 내지 4회 반복한다음(S130), 충전 전압를 제2전압 레벨인 13,5V로 유지하면서 충전완료 시까지 충전하고(S140, S150),
상기 충방전 제어장치(400)는 조도감지센서와 타이머를 통해 일몰 후 1시간 경과 후이면서 상기 태양광 모듈(300)의 전압이 0V일 때 상기 배터리(100) 용량의 1/10 내지 1/40의 전류(A)로 1 내지 5초간 상기 배터리(100) 방전후 상기 배터리(100) 전압이 12.8V 이상이면 상기 배터리(100)가 만 충전 상태로 간주하여, 상기 조도감지센서를 통해 일출 후 상기 배터리(100)에 대한 충전 전압은 상기 제2전압 레벨인 13.5V로 충전하며(S160),
상기 배터리(100)와, 상기 부하(200), 상기 태양광 모듈(300) 및 상기 충방전 제어장치(400)는 상기 어선이나 농기계에 선택적으로 탈부착되도록 구성되고,
상기 배터리(100)가 증류수 보충을 할 수 없는 M.F (Maintenance Free)형 배터리인 경우 상기 충방전 제어장치(400)는 13.5V로 충전전압을 유지하면서 상기 태양광 모듈(300)의 전압을 상기 배터리(100)로 충전하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈을 이용한 어선/농기계 시동용 배터리 충방전 시스템.
Battery 100 for supplying electricity required for starting fishing boats or agricultural machinery and electrical appliances of fishing boats or agricultural machinery;
a load 200 operated by electricity including a motor of the fishing boat or agricultural machine, a warning light, and a black box;
a solar module 300 for receiving sunlight and converting it into electricity to charge the battery 100; and
Control to charge the electricity converted in the photovoltaic module 300 to the battery 100, the output voltage of the photovoltaic module 300 is preset to a first voltage level required for charging the battery 100 Control to charge the battery 100 by controlling the battery 100 to be charged until the battery 100 is fully charged at a second voltage level that is relatively lower than the first voltage level after removing the imaginary voltage of the battery 100 by charging for a period of time and a charge/discharge control device 400 to
The charging and discharging of the battery 100 is,
When the battery 100 is a 12V battery by the charge/discharge control device 400 , the first voltage level is 14.4V when the battery 100 is charged through the voltage converted by the solar module 300 . After charging (S100, S110) while maintaining the furnace for 30 to 90 minutes, discharge for 1 to 5 seconds with a current (A) of 1/10 to 1/40 of the capacity of the battery 100 (S120) to empty the battery Voltage) is repeated 1 to 4 times (S130), and then, while maintaining the charging voltage at the second voltage level of 13.5V, charging until charging is complete (S140, S150),
The charge/discharge control device 400 is 1/10 to 1/40 of the capacity of the battery 100 when the voltage of the solar module 300 is 0V after 1 hour after sunset through the illuminance sensor and the timer. After discharging the battery 100 for 1 to 5 seconds with a current (A) of The charging voltage for the battery 100 is charged to the second voltage level of 13.5V (S160),
The battery 100, the load 200, the solar module 300 and the charge/discharge control device 400 are configured to be selectively attached to and detached from the fishing vessel or agricultural machine,
When the battery 100 is an MF (Maintenance Free) type battery that cannot be replenished with distilled water, the charge/discharge control device 400 adjusts the voltage of the solar module 300 to the battery while maintaining the charging voltage at 13.5V. (100) Battery charging/discharging system for starting fishing boats / agricultural machinery using a solar module, characterized in that charging.
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