KR102359736B1

KR102359736B1 - 미세플라스틱 제거장치용 충전운송시스템

Info

Publication number: KR102359736B1
Application number: KR1020210102127A
Authority: KR
Inventors: 변재성; 김동현; 이일환
Original assignee: 주식회사 스타리온
Priority date: 2021-08-03
Filing date: 2021-08-03
Publication date: 2022-02-08

Abstract

경제성이 개선되도록, 본 발명은 엔진부에 동력 연결되어 전력이 생산되는 발전부와, 상기 발전부의 출력단에 입력단이 전원 연결되고 출력되는 전압이 선택적으로 가변 및 변환 조절되도록 출력전압을 조절하는 제1자동전압레귤레이터와, 상기 제1자동전압레귤레이터의 출력단에 입력단이 전원 연결되고 상기 발전부에서 생산된 전력을 저장하는 제1전력저장부와, 상기 제1자동전압레귤레이터 및 상기 제1전력저장부에 전원 연결되며 출력 전압이 균일하게 출력되도록 제어하는 제1출력제어부를 포함하는 충전운송부; 및 상기 제1전력저장부에 전원 연결된 전원연결전선을 경유하여 전원 연결되어 전송받은 전력을 저장하는 제2전력저장부와, 상기 충전운송부로부터 전원을 공급받아 미세플라스틱을 제거하기 위해 구동되도록 상기 제2전력저장부의 출력단에 입력단이 전원 연결되는 구동부와, 상기 제2전력저장부의 출력단에 입력단이 전원 연결되며 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 인버터부와, 상기 인버터부의 출력단에 입력단이 전원 연결되며 미세플라스틱 제거용 흡입모터를 포함하는 미세플라스틱수집부와, 상기 제2전력저장부, 상기 구동부 및 상기 미세플라스틱수집부에 전원 연결되는 제2출력제어부와, 상기 제2출력제어부의 출력단에 입력단이 전원 연결되고 상기 구동부의 입력단에 상기 제2전력저장부의 출력단과 병렬로 출력단이 전원 연결되는 제2자동전압레귤레이터를 포함하는 미세플라스틱제거구동부를 포함하는 미세플라스틱 제거장치용 충전운송시스템을 제공한다.

Description

미세플라스틱 제거장치용 충전운송시스템{charging transport system for microplastic removal apparatus}

본 발명은 미세플라스틱 제거장치용 충전운송시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 경제성이 개선되는 미세플라스틱 제거장치용 충전운송시스템에 관한 것이다.

최근 전 세계적으로 매년 수백만 톤의 플라스틱이 해양으로 유입되며, 플라스틱은 바다에서 풍화작용, 파도에 의한 마모, 자외선 방사 등에 의해 미세플라스틱(microplastic)으로 분해된다.

특히, 조류와 거북이 광범위하게 플라스틱을 섭취한다는 것이 기록되었고, 해양 조류 중 플라스틱을 섭취하는 종은, 새끼들에게 플라스틱 덩어리를 먹이는 검은발알바트로스(Phoebastria nigripes)처럼 검증된 종만 최소 44%에 이른다.

더욱이, 미세플라스틱은 POPs 등 독성물질을 흡착하고 방출하며 운반하는 능력을 가지고 있고, 척추동물과 무척추동물 모두 섭취하는 것이 보고되었으며, 생물축적이 일어나고 있을 가능성이 무척 높다. 때문에 해양 플라스틱 폐기물에 대한 관리가 시급하다.

특히, 해양에서 부유되는 미세플라스틱이 조류나 파도에 의해 해변에 적층됨에 따라 해변 주변의 해양 생태계가 훼손되는 심각한 문제점이 있었다.

그러나, 우리나라의 경우 미세플라스틱 오염도가 심각한 수준임에도 불구하고, 해변에 적층된 미세플라스틱의 수거에 대한 구체적인 방안을 제시하고 있지 않다.

한국 공개특허 제10-2002-0042994호

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 경제성이 개선되는 미세플라스틱 제거장치용 충전운송시스템을 제공하는 것을 해결과제로 한다.

상기의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 엔진부에 동력 연결되어 전력이 생산되는 발전부와, 상기 발전부의 출력단에 입력단이 전원 연결되고 출력되는 전압이 선택적으로 가변 및 변환 조절되도록 출력전압을 조절하는 제1자동전압레귤레이터와, 상기 제1자동전압레귤레이터의 출력단에 입력단이 전원 연결되고 상기 발전부에서 생산된 전력을 저장하는 제1전력저장부와, 상기 제1자동전압레귤레이터 및 상기 제1전력저장부에 전원 연결되며 출력 전압이 균일하게 출력되도록 제어하는 제1출력제어부를 포함하는 충전운송부; 및 상기 제1전력저장부에 전원 연결된 전원연결전선을 경유하여 전원 연결되어 전송받은 전력을 저장하는 제2전력저장부와, 상기 충전운송부에 구비된 상기 제1정력저장부에 상기 전원연결전선을 경유하여 전원 연결된 상기 제2전력저장부로부터 전원을 공급받아 미세플라스틱을 제거하기 위해 구동되도록 상기 제2전력저장부의 출력단에 입력단이 전원 연결되는 구동부와, 상기 제2전력저장부의 출력단에 입력단이 전원 연결되며 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 인버터부와, 상기 인버터부의 출력단에 입력단이 전원 연결되며 미세플라스틱 제거용 흡입모터를 포함하는 미세플라스틱수집부와, 상기 제2전력저장부, 상기 구동부 및 상기 미세플라스틱수집부에 전원 연결되는 제2출력제어부와, 상기 제2출력제어부의 출력단에 입력단이 전원 연결되고 상기 구동부의 입력단에 상기 제2전력저장부의 출력단과 병렬로 출력단이 전원 연결되는 제2자동전압레귤레이터를 포함하는 미세플라스틱제거구동부를 포함하는 미세플라스틱 제거장치용 충전운송시스템을 제공한다.

상기의 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 충전운송차량을 통한 미세플라스틱 제거장치의 운송중에 충전운송부의 엔진부에 동력 연결된 발전부에 의해 생산되는 전력을 미세플라스틱제거구동부에 구비되는 제2전력저장부로 공급하므로 미세플라스틱제거구동부의 충전을 위한 추가적인 시간 소요 및 비용을 제거하여 경제성이 현저히 개선될 수 있다.

둘째, 고속충전을 위해 출력 직류 전압을 승압하는 컨버터 회로로서 구비되어 제1전력저장부에 전원 연결되는 직류-직류 승압컨버터가 스위칭 회로로서 구비되는 제1출력제어부의 제1컨트롤스위칭부에 전원 연결되어 입력 전압 범위가 기설정범위로 유지되도록 자동 제어되므로 전송품질이 현저히 개선될 수 있다.

셋째, 제1전원제어장치가 제1전압측정부에서 측정되는 전압이 기설정범위보다 작은 경우 제1컨트롤스위칭부를 연결 제어하되, 전압이 기설정범위보다 높은 경우 제1컨트롤스위칭부를 차단 제어하여 미세플라스틱제거구동부의 제2전력저장부로 전원 공급시 과전압에 의한 손상이 방지되며 제품의 수명이 개선될 수 있다.

넷째, 차량 운행중에 배터리팩의 충방전 반복 수행을 통해 측정된 전압으로 총 에너지 저장량을 산출하여 노화상태를 판별하여 운송 시간을 배터리팩을 검사 및 노후화된 배터리팩을 선별하는 시간으로 사용하므로 경제성이 현저히 개선될 수 있다.

다섯째, 복수개의 배터리팩에 전원을 순차적으로 개별 충전 및 방전 제어하여 노화측정부가 검사전원공급부의 충전 및 방전 실행에 따른 각 배터리팩의 전압을 순차적으로 개별 측정하여 총 에너지 저장량을 산출하므로 각 배터리팩별 노화상태 판별이 상호 독립적으로 수행되어 검사정밀성이 현저히 개선될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 미세플라스틱 제거장치용 충전운송시스템을 나타낸 예시도.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 미세플라스틱 제거장치용 충전운송시스템을 나타낸 블록도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 미세플라스틱 제거장치용 충전운송시스템에서 노화측정부를 나타낸 블록도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 미세플라스틱 제거장치용 충전운송시스템에서 개방회로전압을 나타낸 그래프.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 미세플라스틱 제거장치용 충전운송시스템에서 총 에너지 저장량 산출 방법을 나타낸 그래프.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 미세플라스틱 제거장치용 충전운송시스템을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 미세플라스틱 제거장치용 충전운송시스템을 나타낸 예시도이고, 도 2 및 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 미세플라스틱 제거장치용 충전운송시스템을 나타낸 블록도이다.

도 1 내지 도 3에서 보는 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 미세플라스틱 제거장치용 충전운송시스템(100)은 충전운송부(10), 전원연결전선(20) 및 미세플라스틱제거구동부(30)를 포함한다.

여기서, 상기 충전운송부(10)는 차량 또는 선박 엔진, 비상전력충전용 차량 등에 연결되어 전력을 생산하는 발전장치 및 발전시스템을 포괄하는 개념으로 이해함이 바람직하다. 그리고, 상기 미세플라스틱제거구동부(30)는 상기 충전운송부(10)로부터 전원을 공급받아 해변 등에 잔존하는 미세플라스틱을 제거하기 위해 구동되는 전기 장치 및 시스템으로 이해함이 바람직하다. 이때, 상기 미세플라스틱제거구동부(30)가 적용된 미세플라스틱 제거장치가 상기 충전운송부(10)가 적용된 충전운송차량의 적재부에 적재되어 운송될 수 있다.

상세히, 상기 충전운송부(10)는 엔진부(미도시)에 동력 연결되어 전력이 생산되는 발전부(11,Generator)를 포함함이 바람직하다. 여기서, 상기 엔진부(미도시)는 회전됨에 따라 상기 발전부(11)에 구동력을 제공하도록 구비됨이 바람직하다. 이때, 상기 엔진부(미도시)는 차량 또는 선박 등에 구비되는 엔진장치로 이해함이 바람직하며, 상기 엔진부(미도시)는 전력공급차량에 설치되는 엔진장치로 구비될 수 있다. 이를 통해, 상기 엔진부(미도시)가 상기 발전부(11)에 동력 연결됨에 따라 구동력이 회전력으로 전환될 수 있다. 예컨대, 상기 엔진부(미도시)는 상기 발전부(11)에 구비되는 로터부(미도시)의 회전축부(미도시)에 동력 연결될 수 있다.

또한, 상기 발전부(11)는 로터부(미도시) 및 스테이터부(미도시)를 포함할 수 있다. 이때, 본 발명의 일실시예에서 상기 발전부(11)가 이너로터형으로 구비되는 경우를 예로써 도시 및 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 그리고, 상기 로터부(미도시)에는 일측에 영구자석부(미도시)가 구비되고, 타측을 감싸며 전자석부(미도시)가 구비될 수 있다. 이때, 상기 전자석부(미도시)는 상기 로터부(미도시)의 타측을 감싸며 배치되되 상기 회전축부(미도시)의 회전시 일체로 회전되며 반경방향 내측에 전압조절코일(미도시)이 전원 연결될 수 있다. 또한, 상기 전압조절코일(미도시)은 선택적으로 전류 흐름을 순방향 및 역방향 중 어느 하나로 변환하는 극성제어 컨트롤러부(미도시)에 전원 연결될 수 있다.

이에 따라, 상기 엔진부(미도시)에 연결된 상기 회전축부(미도시)가 회전됨에 따라 상기 영구자석부(미도시)와 상기 전자석부(미도시)가 동시에 회전될 수 있다. 이를 통해, 상기 스테이터부(미도시)에 상기 영구자석부(미도시) 및 상기 전자석부(미도시)에 의해 발생되는 각각의 자계가 상호간 간섭받지 않으며 발생되고, 상기 전자석부(미도시)에 의해 출력되는 교류전압의 세기가 조절될 수 있다. 즉, 순방향 및 역방향 중 어느 한방향의 전류가 상기 전압조절코일(미도시)에 인가되어 상기 전자석부(미도시)의 극성방향이 선택적으로 조절됨에 따라 상기 스테이터부(미도시)의 여자코일(미도시)에 발생되는 유도전력의 세기가 자동 조절될 수 있다.

따라서, 상기 영구자석부(미도시)가 상기 엔진부(미도시)에 연동되어 상기 엔진부(미도시)의 회전속도에 대응되어 회전됨에 따라 상기 스테이터부(미도시)에서 교류전압이 발생될 수 있다. 이때, 상기 영구자석부(미도시)에 의해 발생된 교류전압이 상기 엔진부(미도시)의 회전속도와 관계없이 기설정범위로 유지되도록 상기 전자석부(미도시)의 극성방향이 자동 조절되어 상기 스테이터부(미도시)에 발생되는 교류전압의 세기가 조절될 수 있다.

그리고, 상기 충전운송부(10)는 상기 발전부(11)의 출력단에 입력단이 전원 연결되고 출력되는 전압이 선택적으로 가변 및 변환 조절되도록 상기 발전부(11)에서 생산된 출력전압을 조절하는 제1자동전압레귤레이터(12,AVR,Automatic Voltage Regulator)를 포함함이 바람직하다. 예컨대, 상기 제1자동전압레귤레이터(12)는 입력감지부(미도시), 출력전압조절부(미도시), 정류부(미도시) 및 출력감지부(미도시)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 입력감지부(미도시)는 입력단이 상기 발전부(11) 및 후술되는 상기 제1출력제어부(14)의 제1컨트롤스위칭부(14a)와 전원 연결되어 상기 발전부(11) 및 상기 제1출력제어부(14)에서 출력되는 전압 및 전류를 감지하도록 구비될 수 있다. 또한, 상기 입력감지부(미도시)는 입력전압측정부 및 입력전류감지부를 포함하여 구비될 수 있다. 또한, 상기 출력전압조절부(미도시)는 전압가산 인버터부(미도시) 및 전압강하 트랜스부(미도시)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 전압가산 인버터부(미도시) 및 상기 전압강하 트랜스부(미도시)는 상기 제1전력저장부(13)에 각각 연결되어 전원을 출력할 수 있다.

여기서, 상기 전압가산 인버터부(미도시)는 상기 입력감지부(미도시)의 출력단에 병렬로 전원 연결되어 상기 발전부(11)에서 발생된 교류전압의 출력값을 선택적으로 증가시키도록 구비될 수 있으다. 그리고, 상기 전압강하 트랜스부(미도시)는 상기 입력감지부(미도시)의 출력단에 병렬로 전원 연결되어 상기 발전부(11)에서 발생된 교류전압의 출력값을 선택적으로 감소시키도록 구비될 수 있다.

이에 따라, 상기 발전부(11)에서 출력된 전압을 상기 출력전압조절부(미도시)의 전압가산 인버터부(미도시) 및 전압강하 트랜스부(미도시)를 통해 선택적으로 가산 및 강하시킴에 따라 최종 출력 전압을 자유롭게 조절 가능하여 전대역 RPM에서 상기 발전부(11)의 안정적인 구동이 가능하므로 범용성이 현저히 개선될 수 있다. 이때, 상기 발전부(11)에서 발생되는 교류전압이 과소 또는 과대한 값으로 출력되는 경우 상기 출력전압조절부(미도시)가 이를 실시간으로 보강하여 교류전압이 기설정범위로 일정하게 유지될 수 있다.

또한, 상기 정류부(미도시)는 상기 입력감지부(미도시)의 출력단에 병렬로 전원 연결되어 상기 발전부(11)에서 발생된 교류전압을 선택적으로 직류전압으로 변환하도록 구비될 수 있다. 또는, 경우에 따라 상기 정류부는 상기 전압가산 인터버투 및 상기 전압강하 트랜스부의 출력단에 전원 연결될 수도 있다. 여기서, 상기 정류부(미도시)는 마이크로프로세서로서 구비될 수 있다. 예컨대, 상기 정류부(미도시)는 두 개의 다이오드가 직렬 연결된 회로가 세 쌍으로 구비되되 상호간 병렬 연결되며, 다이오드의 출력단측이 플러스전압단자로 구비되고 다이오드의 입력단측이 마이너스전압단자로 구비될 수 있다. 또한, 3상 코일로 구비되어 상기 코어부에 3개소로 권선된 상기 발전부(11)이 직렬 연결된 각 상기 다이오드의 사이로 각각 전원 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 영구자석부(미도시)가 회전됨에 따라 상기 발전부(11)에 발생된 교류전압이 상기 정류부(미도시)에서 직류 전압으로 변환되어 출력될 수 있다.

그리고, 상기 출력감지부(미도시)는 상기 출력전압조절부(미도시) 및 상기 정류부(미도시)의 출력단에 전원 연결되어 상기 출력전압조절부(미도시) 또는 상기 정류부(미도시)에서 변환된 전압 및 전류를 측정하도록 구비될 수 있다. 여기서, 상기 출력감지부(미도시)는 출력전압측정부와, 출력전류측정부를 포함하여 구비될 수 있다.

한편, 상기 충전운송부(10)는 상기 제1자동전압레귤레이터(12)의 출력단에 입력단이 전원 연결되고 상기 발전부(11)에서 생산된 전력을 저장하는 제1전력저장부(13,ESS,Energy Storage System)를 포함함이 바람직하다. 여기서, 상기 제1전력저장부(13)는 상호간 병렬로 전원 연결되는 복수개의 배터리팩(13a)과, 제1비엠에스부(BMS,Battery Managemant System), 퓨즈 및 릴레이(Relay) 회로를 포함하는 제1전원분배장치(13b,PDU,Power Distribution Unit)를 포함함이 바람직하다.

그리고, 상기 충전운송부(10)는 상기 제1자동전압레귤레이터(12) 및 상기 제1전력저장부(13)에 전원 연결되며 출력 전압이 균일하게 출력되도록 제어하는 제1출력제어부(14)를 포함함이 바람직하다. 여기서, 상기 제1출력제어부(14)는 전압 승압 및 감압을 위한 전원을 공급하도록 선택적으로 전원 공급을 차단하는 복수개의 스위칭 회로로서 구비되는 상기 제1컨트롤스위칭부(14a)를 포함함이 바람직하다.

또한, 상기 제1컨트롤스위칭부(14a)는 출력단이 상기 제1자동전압레귤레이터(12)의 입력단에 연결되고, 이와 더불어, 출력단이 후술되는 직류-직류 승압컨버터(18)의 입력단에 전원 연결됨이 바람직하다. 더불어, 상기 제1컨트롤스위칭부(14a)는 출력단이 상기 전력저장부(13)의 제1전원분배장치(13b) 입력단에 전원 연결됨이 바람직하다. 이때, 상기 제1컨트롤스위칭부(14a)는 출력단이 상기 제1자동전압레귤레이터(12), 상기 직류-직류 승압컨버터(18) 및 상기 전력저장부(13)의 제1전원분배장치(13b)의 각 입력단에 개별적으로 각각 전원 연결됨이 바람직하다. 또한, 상기 제1컨트롤스위칭부(14a)는 후술되는 제1서브배터리부(15)의 출력단에 입력단이 전원 연결됨이 바람직하다.

그리고, 상기 제1출력제어부(14)는 상기 제1컨트롤스위칭부(14a)에 통신 연결되고 상기 제1서브배터리부(15)의 출력단에 입력단이 전원 연결되는 제1전원제어장치(14b,PSCU,Power Source Control Unit)를 포함함이 바람직하다. 여기서, 상기 제1전원제어장치(14b)는 상기 제1전력저장부(13), 후술되는 제1완속충전부(16) 및 상기 직류-직류 승압컨버터(18)에 각각 통신 연결됨이 바람직하다.

더욱이, 상기 충전운송부(10)는 상기 제1전원제어장치(14b)에 전원 및 통신 연결되되 상기 제1전력저장부(13), 상기 제1완속충전부(16) 및 상기 직류-직류 승압컨버터(18)의 제어상태가 시각적으로 표시되는 디스플레이부(17)를 더 포함할 수 있다.

한편, 상기 충전운송부(10)는 상기 제1출력제어부(14)의 입력단에 출력단이 전원 연결되는 상기 제1서브배터리부(15)를 포함함이 바람직하다. 여기서, 상기 제1서브배터리부(15,Car Sub Battery)는 후술되는 제1완속충전부(16)의 출력단에 입력단이 전원 연결되고, 상기 제1전원제어장치(14b)의 입력단에 출력단이 전원 연결됨이 바람직하다.

그리고, 상기 충전운송부(10)는 외부전력원에 선택적으로 전원 연결되도록 구비되는 제1접속플러그(16a)에 입력단이 전원 연결되고 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 제1오비씨부(OBC,On-Board Charger)가 구비되고, 상기 제1오비씨부의 출력단에 입력단이 연결되어 출력 직류 전압을 감압하되 출력단이 상기 제1전력저장부(13) 및 상기 제1서브배터리부(15)에 각각 전원 연결되는 제1엘디씨부(LDC,Low DC-DC Converter)가 구비되는 제1완속충전부(16)를 더 포함함이 바람직하다.

한편, 상기 충전운송부(10)는 상기 제1전력저장부(13) 및 상기 제1출력제어부(14)의 각 출력단에 입력단이 개별적으로 전원 연결되고 출력단이 상기 전원연결전선(20)의 입력단에 전원 연결되며 출력 직류 전압을 승압하는 컨버터 회로로서 구비되는 급속충전용 직류-직류 승압컨버터(18)를 포함함이 바람직하다. 여기서, 상기 직류-직류 승압컨버터(18,DC-DC Converter)는 상기 전원연결전선(20)을 경유하여 후술되는 제2전력저장부(31)에 전원을 급속 충전하도록 상기 제1전력저장부(13)의 출력단에 입력단이 전원 연결됨과 더불어 상기 제1출력제어부(14)의 제1컨트롤스위칭부(14a)의 출력단에 입력단이 병렬로 전원 연결됨이 바람직하다.

그리고, 상기 직류-직류 승압컨버터(18)는 상기 제1전력저장부(13)의 출력단 및 상기 제1출력제어부(14)의 제1컨트롤스위칭부(14a)의 출력단으로부터 상호 독립적으로 공급되는 입력 직류 전압을 합산하여 출력 직류 전압을 승압함에 따라 상기 제2전력저장부(31)에 전원을 급속 충전할 수 있다. 이때, 상기 직류-직류 승압컨버터(18)의 작동원리는 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 적용할 수 있는 기술로서 구체적인 설명은 생략한다.

한편, 상기 제1출력제어부(14)는 상기 제1컨트롤스위칭부(14a), 상기 제1전력저장부(13) 및 상기 직류-직류 승압컨버터(18)에 통신 연결되는 상기 제1전원제어장치(14b)와, 상기 제1전력저장부(13)에서 상기 직류-직류 승압컨버터(18)로 출력되는 전압을 측정하는 전압측정센서로서 구비되는 제1전압측정부를 포함할 수 있다.

그리고, 상기 제1전원제어장치(14b)는 상기 제1전압측정부에서 측정되는 전압이 기설정범위보다 작은 경우 상기 제1컨트롤스위칭부(14a)를 연결 제어할 수 있다. 또한, 상기 제1전원제어장치(14b)는 상기 제1전압측정부에서 측정되는 전압이 기설정범위보다 높은 경우 상기 제1컨트롤스위칭부(14a)를 차단 제어할 수 있다.

이에 따라, 상기 제1전원제어장치(14b)는 상기 제1전압측정부에서 측정되는 전압이 기설정범위보다 작은 경우, 상기 제1전력저장부(13)에서 상기 직류-직류 승압컨버터(18)로 전압이 출력됨과 더불어, 상기 제1서브배터리부(15)로부터 상기 제1컨트롤스위칭부(14a)를 거쳐 상기 직류-직류 승압컨버터(18)로 전압이 추가로 출력됨에 따라 상기 직류-직류 승압컨버터(18)에 입력되는 전압 범위가 안정적으로 유지될 수 있다. 이를 통해, 상기 미세플라스틱제거구동부(30)의 제2전력저장부(31)로 공급되는 출력 전압 품질이 균일하게 제공되어 제품의 수명이 현저히 개선될 수 있다.

따라서, 고속충전을 위해 출력 직류 전압을 승압하는 컨버터 회로로서 구비되어 상기 전원연결전선(20)의 입력단에 출력단이 전원 연결되고 상기 제1전력저장부(13)의 출력단에 입력단이 전원 연결되는 상기 직류-직류 승압컨버터(18)의 입력단이 스위칭 회로로서 구비되는 상기 제1출력제어부(14)의 제1컨트롤스위칭부(14a) 출력단에 병렬로 전원 연결되어 상기 직류-직류 승압컨버터(18)에 입력되는 전압 범위가 기설정범위로 유지되도록 자동 제어됨에 따라 입력 전압 범위가 안정적으로 유지되므로 전송품질이 현저히 개선될 수 있다. 또한, 상기 미세플라스틱제거구동부(30)의 제2전력저장부(31)로 공급되는 전압이 균일하게 제공되어 과전압에 의한 상기 제2전력저장부(31)의 손상이 방지되며 제품의 수명이 현저히 개선될 수 있다.

한편, 상기 전원연결전선(20)은 상기 제1전력저장부(13)의 출력단에 상기 직류-직류 승압컨버터(18)를 경유하여 입력단이 전원 연결될 수 있다. 즉, 상기 전원연결전선(20)은 상기 직류-직류 승압컨버터(18)의 출력단에 입력단이 전원 연결됨이 바람직하다.

그리고, 상기 전원연결전선(20)은 상기 제2전력저장부(31)의 입력단에 출력단이 선택적으로 전원 연결됨이 바람직하다. 이때, 선택적으로 전원 연결된다 함은 상기 미세플라스틱제거구동부(30)의 제2전력저장부(31)가 상기 전원연결부(20)로부터 분리되어 상기 미세플라스틱제거구동부(30)가 상기 충전운송부(10)와 독립적으로 운용되거나, 상기 미세플라스틱제거구동부(30)가 상기 전원연결부(20)를 경유하여 상기 충전운송부(10)에 전원 연결될 수 있음을 의미한다.

한편, 상기 미세플라스틱제거구동부(30)는 상기 전원연결전선(20)의 출력단에 입력단이 전원 연결되어 전송받은 전력을 저장하는 상기 제2전력저장부(31,ESS)를 포함함이 바람직하다. 여기서, 상기 제2전력저장부(31)는 상호간 병렬로 전원 연결되는 복수개의 배터리팩(31a)과, 제2비엠에스부, 퓨즈 및 릴레이 회로를 포함하는 제2전원분배장치(31b,PDU)를 포함함이 바람직하다.

이때, 상기 미세플라스틱제거구동부(30)는 외부전력원에 선택적으로 전원 연결되도록 구비되는 제2접속플러그(33a)에 입력단이 전원 연결되고 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 제2오비씨부(OBC)가 구비되고, 상기 제2오비씨부의 출력단에 입력단이 연결되어 출력 직류 전압을 감압하되 출력단이 상기 제2전력저장부(31)에 전원 연결되는 제2엘디씨부(LDC)가 구비되는 제2완속충전부(33)를 포함함이 바람직하다. 이때, 상기 제2완속충전부(33)는 후술되는 제2출력제어부(37)에 통신 연결될 수 있다.

한편, 상기 미세플라스틱제거구동부(30)는 상기 제2전력저장부(31)의 출력단에 입력단이 전원 연결되어 공급받은 전원을 분배하도록 구비되는 접속배전함(32)을 포함할 수 있다.

그리고, 상기 미세플라스틱제거구동부(30)는 상기 제2전력저장부(31)의 출력단에 상기 접속배전함(32)을 경유하여 전원 연결되는 구동부(34A,34B)를 포함함이 바람직하다. 상세히, 상기 구동부(34A,34B)는 상기 접속배전함(32)의 출력단에 입력단이 전원 연결됨과 더불어 상기 제2출력제어부(37)의 출력단에 후술되는 제2자동전압레귤레이터(38A)를 경유하여 입력단이 전원 연결되며 상기 제2전력저장부(31)에 통신 연결되고 상기 제2출력제어부(37)에 통신 연결되는 제1드라이버회로(34c)와, 상기 제1드라이버회로(34c)에 전원 연결되는 제1모터(34e)를 포함하는 제1구동부(34A)를 포함함이 바람직하다. 또한, 상기 구동부(34A,34B)는 상기 접속배전함(32)의 출력단에 입력단이 전원 연결됨과 더불어 상기 제2출력제어부(37)의 출력단에 후술되는 제3자동전압레귤레이터(38B)를 경유하여 입력단이 전원 연결되며 상기 제2전력저장부(31)에 통신 연결되고 상기 제2출력제어부(37)에 통신 연결되는 제2드라이버회로(34d)와, 상기 제2드라이버회로(34d)에 전원 연결되는 제2모터(34d)를 포함하는 제2구동부(34B)를 포함함이 바람직하다.

한편, 상기 미세플라스틱제거구동부(30)는 상기 제2전력저장부(31)의 출력단에 상기 접속배전함(32)을 경유하여 입력단이 전원 연결되며 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 인버터부(35)를 포함함이 바람직하다. 이때, 상기 인버터부(35)는 상기 구동부(34A,34B)와 병렬로 상기 접속배전함(32)의 출력단에 입력단이 전원 연결됨이 바람직하다.

그리고, 상기 미세플라스틱제거구동부(30)는 상기 인버터부(35)의 출력단에 입력단이 전원 연결되며 미세플라스틱 제거용 흡입모터(미도시)를 포함하는 미세플라스틱수집부(36)를 포함함이 바람직하다. 또한, 상기 미세플라스틱수집부(36)의 입력단에는 상기 제2컨트롤스위칭부(37a)의 출력단이 전원 연결됨이 바람직하다. 여기서, 상기 미세플라스틱수집부(36)는 상기 흡입모터(미도시)의 구동시 해변 등에 잔존하는 미세플라스틱은 수집하되 모래 및 수분은 외부로 재배출하도록 구비될 수 있다. 예컨대, 상기 미세플라스틱수집부(36)는 미세플라스틱, 패각류, 모래 및 수분을 포함하는 수집물 중 기설정된 제1크기 미만의 수집물을 흡입하도록 횡방향을 따라 상기 제1크기에 대응되는 간격을 두고 이격된 빗살필터부(미도시)가 구비되는 프론트노즐가이드부(미도시)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 미세플라스틱수집부(36)는 상기 프론트노즐가이드부(미도시)의 토출단에 연통되는 하부관부가 구비되되, 상기 제1크기보다 작게 설정된 제3크기 미만의 수집물이 배출되도록 배출관부가 구비되고, 상기 제1크기 및 상기 제3크기 사이의 제2크기 범위의 수집물이 흡입되도록 상부관부가 구비되는 수집물분류부(미도시)를 포함할 수 있다. 더불어, 상기 미세플라스틱수집부(36)는 상기 상부관부의 토출단에 유입단이 연결되며 상기 제2크기 범위의 수집물이 흡입되도록 상기 흡입모터(미도시)가 구비되는 분급부(미도시)를 포함할 수 있다.

또한, 상기 미세플라스틱제거구동부(30)는 상기 제2전력저장부(31)의 출력단에 상기 접속배전함(32)을 경유하여 입력단이 전원 연결되며 출력 직류 전압을 감압하되 출력단이 상기 제2출력제어부(37)에 구비된 제2서브배터리부(37d)에 전원 연결되는 제3엘디씨부(37e,LDC)를 포함함이 바람직하다. 이때, 상기 제3엘디씨부(37e)의 입력단이 상기 접속배전함(32)의 출력단에 전원 연결됨이 바람직하다.

그리고, 상기 미세플라스틱제거구동부(30)는 상기 제2전력저장부(31), 상기 구동부(34A,34B) 및 상기 미세플라스틱수집부(36)에 전원 연결되는 상기 제2출력제어부(37)를 포함함이 바람직하다. 상세히, 상기 제2출력제어부(37)는 상기 제3엘디씨부(37e)의 출력단에 입력단이 전원 연결되는 상기 제2서브배터리부(37d)를 포함함이 바람직하다. 또한, 상기 제2출력제어부(37)는 상기 제2서브배터리부(37d)의 출력단에 입력단이 전원 연결되는 컨버터 회로로서 구비되는 컨버터부(37c)를 포함함이 바람직하다.

그리고, 상기 제2출력제어부(37)는 전압 승압 및 감압을 위한 전원을 공급하도록 선택적으로 전원 공급을 차단하는 복수개의 스위칭 회로로서 구비되는 제2컨트롤스위칭부(37a)를 포함함이 바람직하다. 여기서, 상기 제2컨트롤스위칭부(37a)는 상기 컨버터부(37c)의 출력단에 입력단이 전원 연결됨이 바람직하다. 또한, 상기 제2컨트롤스위칭부(37a)는 출력단이 상기 제2전력저장부(31)의 입력단에 전원 연결되고, 이와 더불어, 출력단이 상기 제2자동전압레귤레이터(38A) 및 상기 제3자동전압레귤레이터(38B)의 각 입력단에 개별적으로 전원 연결됨이 바람직하다. 또한, 상기 제2컨트롤스위칭부(37a)는 출력단이 상기 미세플라스틱수집부(36)의 입력단에 전원 연결됨이 바람직하다. 이때, 상기 제2컨트롤스위칭부(37a)는 출력단이 상기 제2전력저장부(31), 상기 미세플라스틱수집부(36), 상기 제2자동전압레귤레이터(38A) 및 상기 제3자동전압레귤레이터(38B)의 각 입력단에 개별적으로 각각 전원 연결됨이 바람직하다.

여기서, 상기 미세플라스틱제거구동부(30)는 상기 제2출력제어부(37)에 구비된 상기 제2컨트롤스위칭부(37a)의 출력단에 입력단이 연결되는 상기 제2자동전압레귤레이터(38A)를 포함함이 바람직하다. 또한, 상기 미세플라스틱제거구동부(30)는 상기 제2출력제어부(37)에 구비된 상기 제2컨트롤스위칭부(37a)의 출력단에 상기 제2자동전압레귤레이터(38A)와 병렬로 입력단이 연결되는 상기 제3자동전압레귤레이터(38B)를 포함함이 바람직하다.

그리고, 상기 제2자동전압레귤레이터(38A)의 출력단은 상기 구동부(34A,34B)에 구비된 상기 제1드라이버회로(34c)의 입력단에 전원 연결되고, 상기 제3자동전압레귤레이터(38B)의 출력단은 상기 구동부(34A,34B)에 구비된 상기 제2드라이버회로(34d)의 입력단에 전원 연결됨이 바람직하다.

한편, 상기 제2출력제어부(37)는 상기 제2컨트롤스위칭부(37a)에 통신 연결되고 상기 미세플라스틱수집부(36)에 통신 연결되며 상기 컨버터부(37c)의 출력단에 입력단이 전원 연결되는 제2전원제어장치(37b,PSCU)를 포함함이 바람직하다.

더욱이, 상기 미세플라스틱제거구동부(30)는 상기 구동부(34A,34B)가 냉각되도록 상기 제2컨트롤스위칭부(37a)의 출력단에 입력단이 전원 연결되는 쿨링팬(39A) 및 워터펌프(38B)를 더 포함할 수 있다.

한편, 상기 미세플라스틱제거구동부(30)는 상기 제2전력저장부(31)에서 상기 구동부(34A,34B)로 출력되는 전압을 측정하는 제2전압측정부를 더 포함할 수 있다. 그리고, 상기 제2전원제어장치(37b)는 상기 제2전압측정부에서 측정되는 전압이 기설정범위보다 작은 경우 상기 제2컨트롤스위칭부(37a)를 연결 제어하며, 상기 제2전압측정부에서 측정되는 전압이 기설정범위보다 높은 경우 상기 제2컨트롤스위칭부(37a)를 차단 제어할 수 있다.

이에 따라, 상기 제2전원제어장치(37b)는 상기 제2전압측정부에서 측정되는 전압이 기설정범위보다 작은 경우, 상기 제2전력저장부(31)에서 상기 구동부(34A,34B)로 전압이 출력됨과 더불어, 상기 제2서브배터리부(37d)로부터 상기 제2컨트롤스위칭부(37a)를 거쳐 상기 구동부(34A,34B)로 전압이 추가로 출력됨에 따라 상기 구동부(34A,34B)에 입력되는 전압 범위가 안정적으로 유지되어 제품의 수명이 현저히 개선될 수 있다.

한편, 상기 미세플라스틱제거구동부(30)는 상기 인버터부(35)에서 상기 미세플라스틱수집부(36)로 출력되는 전압을 측정하는 제3전압측정부를 더 포함할 수 있다. 그리고, 상기 제2전원제어장치(37b)는 상기 제3전압측정부에서 측정되는 전압이 기설정범위보다 작은 경우 상기 제2컨트롤스위칭부(37a)를 연결 제어하며, 상기 제3전압측정부에서 측정되는 전압이 기설정범위보다 높은 경우 상기 제2컨트롤스위칭부(37a)를 차단 제어할 수 있다.

이에 따라, 상기 제2전원제어장치(37b)는 상기 제3전압측정부에서 측정되는 전압이 기설정범위보다 작은 경우, 상기 제2전력저장부(31)에서 상기 인버터부(35)를 거쳐 상기 미세플라스틱수집부(36)로 전압이 출력됨과 더불어, 상기 제2서브배터리부(37d)로부터 상기 제2컨트롤스위칭부(37a)를 거쳐 상기 미세플라스틱수집부(36)로 전압이 추가로 출력됨에 따라 상기 미세플라스틱수집부(36)에 입력되는 전압 범위가 안정적으로 유지되어 제품의 수명이 현저히 개선될 수 있다.

이처럼, 본 발명은 상기 충전운송부(10)가 적용된 충전운송차량을 통한 상기 미세플라스틱제거구동부(30)가 적용된 미세플라스틱 제거장치의 운송중에 상기 충전운송부(10)의 엔진부에 동력 연결된 발전부(11)에 의해 생산되는 전력을 상기 미세플라스틱제거구동부(30)에 구비되는 제2전력저장부(31)로 공급하므로 상기 미세플라스틱제거구동부(30)의 충전을 위한 추가적인 시간 소요 및 비용을 제거하여 경제성이 현저히 개선될 수 있다.

한편, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 미세플라스틱 제거장치용 충전운송시스템에서 노화측정부를 나타낸 블록도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 미세플라스틱 제거장치용 충전운송시스템에서 개방회로전압을 나타낸 그래프이며, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 미세플라스틱 제거장치용 충전운송시스템에서 총 에너지 저장량 산출 방법을 나타낸 그래프이다. 이때, 본 발명에서 복수개의 배터리팩(13a,31a)의 노화측정은 상기 충전운송부(10) 및 상기 미세플라스틱제거구동부(30)에 대하여 각각 개별 독립적으로 수행됨으로 이해함이 바람직하다.

여기서, 상기 제1전력저장부(13) 및 상기 제2전력저장부(31)는 상호간 병렬로 전원 연결되는 복수개의 배터리팩(13a,31a)을 각각 포함함이 바람직하다. 이때, 각 상기 배터리팩(13a,31a)은 납축전지, 니켈카드뮴전지, 리튬폴리머전지, 리튬이온전지, 니켈수소전지 등과 같은 전자의 충전이 가능한 2차 전지를 포함한다. 또한, 각 상기 배터리팩(13a,31a)는 배터리모듈 및 배터리셀을 각각 포함할 수 있다.

그리고, 본 발명의 미세플라스틱 제거장치용 충전운송시스템(100)이 적용된 차량의 이동중에 배터리팩의 건강상태를 검사하여 총 에너지 저장량을 산출한 후 재활용 가능한 재사용 배터리를 선별할 수 있다.

여기서, 상기 미세플라스틱 제거장치용 충전운송시스템(100)은 각 상기 배터리팩(13a,31a)에 전원 연결되며 각 상기 배터리팩(13a,31a)에 노화측정을 위한 전원을 충방전하도록 구비되는 검사전원공급부(40)을 포함함이 바람직하다. 또한, 상기 미세플라스틱 제거장치용 충전운송시스템(100)은 각 상기 배터리팩(13a,31a)의 충전 및 방전의 반복 수행을 통해 전압을 측정하고, 측정된 각 상기 배터리팩(13a,31a)의 전압을 기반으로 총 에너지 저장량을 산출하는 노화측정부(50)를 포함함이 바람직하다.

여기서, 상기 노화측정부(50)는 상기 검사전원공급부(40)의 충전 및 방전 실행에 따라 각 상기 배터리팩(13a,31a)의 전압을 순차적으로 개별 측정하며, 측정된 전압에 따라 각 상기 배터리팩(13a,31a)의 기설정된 개방회로전압-배터리충전상태 특성 곡선에서 배터리충전상태를 산출하고, 각 상기 배터리팩(13a,31a)의 총 에너지 저장량을 순차적으로 개별 산출함이 바람직하다.

더욱이, 상기 노화측정부(50)는 각 상기 배터리팩(13a,31a)에 회로 연결되며 개방회로전압을 측정하는 복수개의 전류센서(미도시)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 노화측정부(50)는 각 상기 배터리팩(13a,31a)의 온도 정보를 실시간 측정하도록 구비되는 온도센서(미도시)를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 온도센서(미도시)는 각 상기 배터리팩(13a,31a)에 회로 연결될 수도 있으며 각 상기 배터리팩(13a,31a)의 온도를 측정하도록 상기 제1전원분배장치(13b) 및 상기 제2전원분배장치(31b)로부터 온도신호를 전송받도록 통신 연결될 수도 있다. 더불어, 상기 노화측정부(50)는 각 상기 배터리팩(13a,31a)의 단자 이탈 및 배터리 충격 등을 감지하도록 구비되는 자이로센서(미도시)를 더 포함할 수도 있다. 이때, 상기 온도센서(미도시) 및 상기 자이로센서(미도시)를 통해 측정된 각 데이터가 상기 디스플레이부(170)로 전송될 수 있다.

한편, 상기 검사전원공급부(40)는 각 상기 배터리팩(13a,31a)에 전원 연결되며 각 상기 배터리팩(13a,31a)에 노화측정을 위한 전원을 충방전하도록 구비되는 공급배터리(미도시)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 공급배터리(미도시)는 배터리팩으로서 구비될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 검사전원공급부(40)는 상기 공급배터리(미도시)와 상기 각 상기 배터리팩(13a,31a) 사이에 전원 연결되며, 상기 공급배터리(미도시)의 전원을 각 상기 배터리팩(13a,31a)로 공급하는 직류컨트롤러(미도시)를 더 포함할 수 있다. 이를 통해, 상기 공급배터리(미도시)에 저장된 전원을 배터리 노화측정을 위해 각 상기 배터리팩(13a,31a)에 충전 및 방전하여 각 상기 배터리팩(13a,31a)의 노화를 측정할 수 있다.

그리고, 상기 검사전원공급부(40)는 각 상기 배터리팩(13a,31a)에 전원 연결되되 각 상기 배터리팩(13a,31a)의 노화측정시 발생하는 방전 전기를 저장하는 버퍼배터리(미도시)를 더 포함할 수도 있다. 이때, 상기 버퍼배터리(미도시)는 배터리팩으로서 구비될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

여기서, 상기 버퍼배터리(미도시)는 상기 직류컨트롤러(미도시)에 연결될 수 있으며 각 상기 배터리팩(13a,31a)에 전원 연결될 수 있다. 이를 통해, 상기 공급배터리(미도시)로부터 배터리 노화측정을 위해 각 상기 배터리팩(13a,31a)에 충전된 전기가 방전됨에 따라 상기 버퍼배터리(미도시)에 저장된다. 이때, 상기 버퍼배터리(미도시)는 각 상기 배터리팩(13a,31a)의 노화측정시 발생하는 방전 전기를 저장하며, 저장된 전원을 상기 디스플레이부(170), 상기 쿨링팬(39A) 및 상기 워터펌프(38B) 등에 재공급하도록 구비될 수 있다. 즉, 각 상기 배터리팩(13a,31a)의 노화 및 저장 가능한 총 에너지 저장량을 측정하는 데 있어서 반드시 필요한 과정인 각 상기 배터리팩(13a,31a)의 방전 전기를 상기 버퍼배터리(미도시)에 일시 저장하여 상기 운송컨테이너(110) 내부의 적정온도 유지 기능으로 사용하고, 차량의 운전에 필요한 보조 전원으로 사용하며, 운반트럭이 전기자동차 또는 수소연료전지자동차인 경우에는 구동에너지의 일부를 지원할 수 있도록 하여 전기에너지의 낭비를 최소화할 수 있다.

여기서, 상기 검사전원공급부(40)는 차량 내부 배터리로서 구비될 수 있으며, 교체형 배터리 세트로서 구비될 수도 있으며, 경우에 따라 상기 발전부(11), 상기 제1완속충전부(16) 또는 상기 제2완속충전부(33)에 연결되어 전원을 공급받을 수도 있다.

그리고, 상기 노화측정부(50)는 각 상기 배터리팩(13a,31a)에 연결된 각 상기 배터리팩(13a,31a)의 충방전의 반복 수행을 통해 전압을 순차적으로 개별 측정하고, 측정된 전압을 기반으로 총 에너지 저장량을 산출함이 바람직하다. 이때, 각 상기 배터리팩(13a,31a)별 노화상태 측정이 상호 독립적으로 수행됨이 바람직하다.

여기서, 상기 노화측정부(50)는 각 상기 배터리팩(13a,31a) 간의 전위차가 평준화되는 동안의 전압을 측정할 수 있다. 이때, 노화측정을 위해 별도로 구비되는 검사제어부(미도시)를 통해 상기 제1전원제어장치(14b) 및 상기 제2전원제어장치(37b)에 병렬연결신호를 인가함에 따라 각 상기 배터리팩(13a,31a)이 상호간 병렬 연결되어 저장된 전압의 전위차가 평준화될 수 있다.

또한, 상기 노화측정부(50)는 각 상기 배터리팩(13a,31a) 간의 전위차가 평준화된 시점에 측정된 개방회로전압에 대한 특성 곡선의 기울기를 통해 배터리충전상태를 1차 산출함이 바람직하다. 여기서, 상기 검사제어부(미도시)는 전위차가 상호 병렬 평준화된 각 상기 배터리팩(13a,31a)의 초기잔량이 기설정범위로 설정되도록 각 상기 재사용 배터리에 전원을 충방전 제어함이 바람직하다. 이때, 상기 기설정범위는 30~40%로 설정됨이 바람직하다.

그리고, 상기 검사제어부(미도시)는 상기 제1전원제어장치(14b) 및 상기 제2전원제어장치(37b)에 병렬연결신호를 인가하여 각 상기 배터리팩(13a,31a) 간의 전위차가 상기 기설정범위로 평준화되면 상기 제1전원제어장치(14b) 및 상기 제2전원제어장치(37b)에 직렬연결신호를 인가함이 바람직하다.

이때, 상기 검사제어부(미도시)가 상기 제1전원제어장치(14b) 및 상기 제2전원제어장치(37b)에 직렬연결신호를 인가함에 따라 각 상기 배터리팩(13a,31a)와 상기 검사전원공급부(40)가 상호간 직렬 연결되어 전원의 충방전이 실행될 수 있다.

여기서, 상기 노화측정부(50)는 상기 제1전원제어장치(14b) 및 상기 제2전원제어장치(37b)에 직렬연결신호가 인가된 상태에서 상기 검사전원공급부(40)의 충전 및 방전 실행에 따라 각 상기 배터리팩(13a,31a)의 전압을 측정함이 바람직하다.

상세히, 상기 검사제어부(미도시)는 각 상기 배터리팩(13a,31a)에 순차적으로 전원을 개별 충전 및 방전하도록 제어함이 바람직하다. 더불어, 상기 노화측정부(50)는 상기 검사전원공급부(40)의 충전 및 방전 실행에 따라 각 상기 배터리팩(13a,31a)의 전압을 순차적으로 개별 측정함이 바람직하다.

이때, 상기 노화측정부(50)는 측정된 전압에 따라 상기 배터리팩(13a,31a)의 기설정된 개방회로전압-배터리충전상태(OCV-SOC) 특성 곡선에서 배터리충전상태(SOC)를 산출하고, 각 상기 배터리팩(13a,31a)의 총 에너지 저장량을 순차적으로 개별 산출함이 바람직하다. 이때, 상기 노화측정부(50)는 릴레이 회로로서 구비되어 각 상기 배터리팩(13a,31a)에 회로 연결될 수 있으며, 이를 통해 각 상기 배터리팩(13a,31a)별 노화상태 측정이 상호 독립적으로 수행됨이 바람직하다.

상세히, 각각의 배터리팩(13a,31a)의 총 에너지 저장량을 산출하는 과정을 설명하면, 먼저, 상기 검사제어부(미도시)는 상기 검사전원공급부(40)에 각 상기 재사용 배터리에 제1 충방전과 제2 충방전을 실행하고, 상기 노화측정부(50)는 상기 제1 충방전 직후와 전압 안정기 도달전 사이의 제1 시간 경과 후 상기 배터리팩(13a,31a)의 개방회로에 따른 제1 전압과, 상기 제2 충방전 직후와 전압 안정기 도달 사이의 상기 제 1시간과 동일한 제 2시간 경과 후 상기 제사용 배터리(1)의 개방회로에 따른 제2 전압을 측정함이 바람직하다.

그리고, 상기 노화측정부(50)는 상기 배터리팩(13a,31a)의 기설정된 개방회로전압-배터리충전상태(OCV-SOC) 특성 곡선에서 상기 제1 전압에 대한 제1 SOC 값(SOC₁)과 상기 제2 전압에 대한 제2 SOC 값(SOC₂)을 산출하고, 상기 제1 SOC 값과 상기 제2 SOC 값을 이용하여 상기 배터리팩(13a,31a)의 총 에너지 저장량을 산출함이 바람직하다. 이때, 상기 검사제어부(미도시)는 상기 검사전원공급부(40)에 충전신호 및 방전신호를 순차적으로 인가하되, 상기 충전신호가 인가되는 시간의 합이 상기 방전신호가 인가되는 시간의 합 미만으로 설정됨이 바람직하다. 이를 통해, 각 상기 배터리(1)에 충전되는 시간을 단축하고 방전되는 시간을 길게 하여 배터리 노화 측정에 소요되는 시간이 현저히 단축되므로 경제성이 개선될 수 있다.

그리고, 상기 재사용 배터리 노화측정 시스템(200)은 측정 시기마다 전압, 충전상태(SOC) 값, 총 에너지 저장량을 데이터로서 저장하는 데이터저장부(41)를 포함함이 바람직하다. 이때, 상기 데이터저장부(41)는 상기 디스플레이부(170)에 회로 연결되어 상기 배터리팩(13a,31a)의 충전 및 교체 시기를 표시하여 충전 및 교체 시기를 결정하는데 이용할 수 있다.

한편, 이하에서 상기 재사용 배터리 노화측정 시스템(200)을 이용한 재사용 배터리 노화 고속측정 방법을 설명한다. 이러한 재사용 배터리 노화 고속측정 방법은, 각 상기 배터리팩(13a,31a)의 개방회로전압(OCV,Open Circuit Voltage)을 상기 전류센서(123)를 통해 개별 측정 및 선별하는 단계를 포함함이 바람직하다. 이를 통해, 각 상기 배터리팩(13a,31a) 를 정상품과, 충전불량상태, 수명한계상태인 것을 1차적으로 선별하여 사용 가능한 각 상기 배터리팩(13a,31a)를 상기 운송컨테이너(110)에 적재할 수 있다.

그리고, 재사용 배터리 노화 고속측정 방법은, 상기 검사제어부(미도시)가 상기 제1전원제어장치(14b) 및 상기 제2전원제어장치(37b)에 병렬연결신호를 인가하여 각 상기 배터리팩(13a,31a)에 접속된 각 상기 배터리팩(13a,31a) 간의 전위차가 평준화되는 동안의 전압을 측정하는 단계를 포함함이 바람직하다.

여기서, 도 4를 참조하면, 각 상기 배터리팩(13a,31a) 간의 전위차가 평준화되는 동안의 전압(V_OCV)은 아래의 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.

그리고, 재사용 배터리 노화 고속측정 방법은, 상기 검사제어부(미도시)가 상기 제1전원제어장치(14b) 및 상기 제2전원제어장치(37b)에 병렬연결신호를 인가하여 각 상기 재사용 배터리 간의 전위차가 평준화되는 도중에, 상기 검사제어부(미도시)가 상기 제1전원제어장치(14b) 및 상기 제2전원제어장치(37b)에 직렬연결신호를 인가하는 단계를 포함함이 바람직하다.

또한, 재사용 배터리 노화 고속측정 방법은, 상기 검사제어부(미도시)가 상기 제1전원제어장치(14b) 및 상기 제2전원제어장치(37b)에 직렬연결신호를 인가한 상태에서 상기 노화측정부(50)가 측정된 개방회로전압에 대한 특성 곡선의 기울기를 통해 배터리충전상태를 산출하는 단계를 포함할 수 있다. 즉, 각 상기 배터리팩(13a,31a)가 상호 병렬 연결된 상태에서는 개방회로전압의 정확도가 떨어지므로, 각 상기 배터리팩(13a,31a)를 상호 병렬 연결 하여 상호간의 전위차가 평준화되어 가는 도중에 일시적으로 각 상기 배터리팩(13a,31a) 간의 연결을 직렬로 전환한 후 개방회로전압을 측정할 수 있다. 따라서, 상기 검사제어부(미도시)가 상기 제1전원제어장치(14b) 및 상기 제2전원제어장치(37b)에 병렬연결신호 및 직렬연결신호를 기설정주기로 교번 인가하며 각 상기 배터리팩(13a,31a) 간의 전위차가 평준화되어 가는 도중에 개방회로전압을 정확하게 측정할 수 있다.

여기서, 상기 노화측정부(50)에서 측정된 각 상기 배터리팩(13a,31a)의 전압(V_xOCV)은 아래의 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.

이때,

는 상기 검사제어부(미도시)가 상기 제1전원제어장치(14b) 및 상기 제2전원제어장치(37b)에 병렬연결신호 및 직렬연결신호를 교번 인가하는 기설정주기를 의미한다.

또한, 재사용 배터리 노화 고속측정 방법은, 상기 노화측정부(50)가 각 상기 배터리팩(13a,31a) 간의 전위차가 평준화된 시점에 측정된 개방회로전압에 대한 특성 곡선의 기울기를 통해 배터리충전상태(SOC,State of Charge)를 1차 산출하는 단계를 포함함이 바람직하다.

그리고, 도 5를 참조하면, 각 상기 배터리팩(13a,31a) 간의 전위차의 평준화가 종료된 시점의 전압(V_t)은 아래의 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다.

즉, 각 상기 배터리팩(13a,31a) 간의 전위차의 평준화가 종료된 시점의 전압(V_t)은 각 상기 배터리팩(13a,31a) 간의 전압값의 합으로 산출될 수 있다.

이에 따라, 상기 검사제어부(미도시)가 상기 제1전원제어장치(14b) 및 상기 제2전원제어장치(37b)에 병렬연결신호를 인가하여 각 상기 배터리팩(13a,31a) 간의 전위차가 평준화되는 동안 각 상기 배터리팩(13a,31a)의 배터리충전상태가 1차 산출될 수 있다.

한편, 재사용 배터리 노화 고속측정 방법은, 전위차가 상호 병렬 평준화된 각 상기 배터리팩(13a,31a)의 초기잔량이 기설정범위로 설정되도록 상기 검사제어부(미도시)가 각 상기 배터리팩(13a,31a)에 전원을 충방전 제어하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 상기 기설정범위는 30~40%로 설정됨이 바람직하다.

또한, 재사용 배터리 노화 고속측정 방법은, 상기 검사제어부(미도시)가 상기 제1전원제어장치(14b) 및 상기 제2전원제어장치(37b)에 병렬연결신호를 인가하여 각 상기 배터리팩(13a,31a) 간의 전위차가 상기 기설정범위로 평준화되면 상기 제1전원제어장치(14b) 및 상기 제2전원제어장치(37b)에 직렬연결신호를 인가하며, 상기 노화측정부(50)가 상기 제1전원제어장치(14b) 및 상기 제2전원제어장치(37b)에 직렬연결신호가 인가된 상태에서 상기 검사전원공급부(40)의 충전 및 방전 실행에 따라 각 상기 배터리팩(13a,31a)의 전압을 측정하는 단계를 포함할 수 있다.

물론, 경우에 따라 상기 검사제어부(미도시)가 상기 제1전원제어장치(14b) 및 상기 제2전원제어장치(37b)에 병렬연결신호를 인가하지 않고 각 상기 배터리팩(13a,31a) 간의 전위차가 상이한 상태에서 각 상기 배터리팩(13a,31a)의 전압을 순차적으로 개별 측정할 수도 있다. 즉, 각 상기 배터리팩(13a,31a)를 상기 검사전원공급부(40)에 의해 완충된 초기상태에서 방전되며 배터리충전상태 및 노화가 측정되던 종래와 달리, 각 상기 배터리팩(13a,31a)의 초기잔량이 완충이 아닌 기설정범위로 설정되므로 상기 배터리팩(13a,31a)의 총에너지량을 낮춰 안전한 운송이 가능하다.

여기서, 재사용 배터리 노화 고속측정 방법은, 상기 검사제어부(미도시)가 각 상기 배터리팩(13a,31a)에 전원을 상호 독립적으로 순차 개별 충전 및 방전하도록 제어하고, 상기 노화측정부가 상기 검사전원공급부(40)의 충전 및 방전 실행에 따라 각 상기 배터리팩(13a,31a)의 전압을 순차적으로 개별 측정하며, 측정된 전압에 따라 각 상기 배터리팩(13a,31a)의 기설정된 개방회로전압-배터리충전상태 특성 곡선에서 배터리충전상태를 2차 산출하고, 각 상기 배터리팩(13a,31a)의 총 에너지 저장량을 순차적으로 개별 산출하는 단계를 포함할 수 있다.

이때, 도 6을 참조하면, 상기 검사제어부(미도시)는 상기 검사전원공급부(40)에 충전신호 및 방전신호를 순차적으로 인가하되, 상기 충전신호가 인가되는 시간의 합이 상기 방전신호가 인가되는 시간의 합 미만으로 설정됨이 바람직하다.

상세히, 재사용 배터리(이하 '배터리')의 개방회로전압(OCV,Open Circuit Voltage)-배터리충전상태(SOC,State of Charge) 특성 곡선(이하OCV-SOC 특성 곡선)이 도시되어 있다. 본 특성 곡선은 일 실시예에 불과하며 배터리마다 달라 질 수 있다. 배터리는 충전상태(이하SOC)에 따라 전압이 변동하는 특성이 있는데, OCV-SOC 특성 곡선으로 이를 나타낸다. OCV-SOC 특성 곡선은 배터리 생산 업체에서 배터리 출하시 제공하고 있다. OCV-SOC 특성 곡선이 없는 경우에는 실험실 등에서 미리 배터리에 대한 실험을 진행하고 해당 배터리에 대한 현재 상태의 OCV-SOC 특성 곡선을 얻을 수 있다. 이때, 본 실시예서는 그래프 형태로 OCV-SOC 특성 곡선을 제시하고 있으나 테이블 형태로 제공하기도 한다. 테이블에 제공된 OCV값과 SOC 값을 대응시켜 OCV-SOC 특성 곡선을 작성할 수 있음은 물론이다. 이러한 OCV-SOC 특성 곡선을 이용하면 배터리의 개방회로전압을 측정하면 현재 배터리의 SOC 값을 추정할 수 있다.

그리고, 배터리의 충전 및 방전 상태의 전압은 완전충전상태와 방전상태에서 비선형적으로 변하며, 이때 SOC 값을 완충상태에서의 총 에너지 저장량에 대한 현재 상태의 에너지 저장량의 비(%)로 나타내고 있다.

이하에서는, 일반적인 배터리의 총 에너지 저장량 산출 방법에 대해서 설명하기로 한다. 먼저, 배터리에 남아 있는 총 에너지 저장량을 측정하는 방법으로서, 배터리의 충전이나 방전을 100% 수준으로 하지 않고, 제1 특정 시간에서 SOC 값(SOC₁)과 또 다른 제2 특정 시간에서 SOC 값(SOC₂)을 산출하고 그 차이를 통해 아래의 수학식 4를 이용하여 총 에너지 저장량(Q_max)을 계산하는 방법이 제안되고 있다.

여기서,

이다.

그러나, 제1 특정 시간에서의 SOC 값(SOC₁)과 제2 특정 시간에서의 SOC 값(SOC₂)을 산출하기 위해서 OCV-SOC 특성 곡선을 이용하게 되는데, 정확한 개방회로전압을 측정하기 위해서는 배터리의 충방전이 발생하지 않은 상태에서 전압이 일정한 값으로 안정화되는 전압 안정기를 거쳐야 한다.

따라서, 제1 특정 시간에서의 SOC 값(SOC₁)과 제2 특정 시간에서의 SOC 값(SOC₂)을 측정하기 위해 최소 두 번의 전압 안정기 시간이 지나야 하기 때문에 배터리의 총 에너지 저장량(Q_max)을 산출하는데 많은 시간이 소요되게 된다.

그리고, 제1 방전이 이루어지는 동안에는 배터리의 전압이 급격히 떨어지고 제1 방전이 정지되면 전압이 급격히 상승한 후 매우 천천히 전압 안정기에 도달함을 알 수 있다. 이때 제1 특정 시간에서의 SOC 값(SOC₁)을 OCV-SOC 특성 곡선을 통해 산출한다. 이후 다시 제2 방전을 가한 후 정지되면 다시 전압이 급격히 상승한 후 매우 천천히 전압 안정기에 도달하고 다시 제2 특정 시간에서의 SOC 값(SOC₂)을 OCV-SOC 특성 곡선을 통해 산출한다. 이와 같이, 최소 두 번의 전압 안정기 시간이 지나야 하기 때문에 배터리의 총 에너지 저장량(Q_max)을 산출하는데 많은 시간이 소요됨을 알 수 있다.

따라서, 본 발명은 SOC₁ 값과 SOC₂ 값을 산출하는 시간을 최소화하여 배터리에 남아있는 총 에너지 저장량을 산출함으로써 배터리를 효율적으로 관리할 수 있는 방법을 제시한다.

한편, 상기 수학식 4에 따르면, 제1 특정 시점에서의 SOC₁ 값과 제2 특정 시점에서의 SOC₂ 값의 차(SOC₁-SOC₂)를 알면 총 에너지 저장량을 산출할 수 있음을 알 수 있다. 일반적인 방법에 따르면, 제1 방전을 실행한 후 전압 안정기에서 전압을 측정하여 SOC₁ 값을 산출하고 제2 방전을 실행한 후 다시 전압 안정기에서 전압을 측정하여 SOC₂ 값을 산출하여 두 값의 차로 상기 수학식 4에 따라 총 에너지 저장량을 산출하게 되는데, 제1 방전을 실행한 후 많은 시간이 흐르지 않고 다시 제2 방전을 실행하는 경우 전압이 회복되는 패턴이 동일하거나 매우 유사하기 때문에 굳이 전압 안정기에서 SOC 값을 산출하지 않고 제1 방전 및 제2 방전 직후 동일한 전압 회복 시간에서 전압을 측정하고 이를 통해 SOC₁′과 SOC₂′을 산출하고 그 차로 상기 수학식 4에 따라 총 에너지 저장량을 산출할 수 있다.

이하에서는, 이러한 원리에 따라 본 실시예에 따른 배터리 관리 방법을 설명하기로 한다. 먼저, 배터리에 대해 제1 충방전을 실행한다. 여기서, 충방전이라 하면, 배터리에 충전을 진행하거나 방전을 진행하는 것으로서, 제1 충방전 실행 단계에서 충전을 진행한 경우에는 제2 충방전 실행 단계에서도 동일한 충전을 진행하고, 제1 충방전 실행 단계에서 방전을 진행한 경우에는 제2 충방전 실행 단계에서도 동일한 방전을 진행한다. 본 실시예에서는 방전을 실행한 것을 중심으로 설명하기로 한다.

한편, 본 실시예에 있어서, 충방전을 실행한다는 의미는, 배터리의 상태를 확인하기 위해 인위적으로 배터리에 충전 또는 방전을 가는 경우 뿐만 아니라 배터리의 사용 중에 자연스럽게 발생하는 충전 또는 방전도 포함한다. 예를 들면, 전기 자동차나 하이브리드 자동차에 사용되는 배터리인 경우 자동차 운행 중 배터리에 자연스럽게 발생하는 충전이나 방전을 이용하여 배터리의 관리 상태를 확인할 수 있다. 다음에, 제1 충방전 직후와 전압 안정기 도달 전 사이의 제1 시간 경과 후 배터리의 개방회로에 따른 제1 전압을 측정한다. 제1 방전을 실행한 후 전압 안정기 도달 전의 전압이 급격히 회복되는 시점에서 배터리의 개방회로에 따른 제1 전압을 측정한다. 일반적인 방법에 따르면 제1 방전 후 전압 안정기에서 제1 전압을 측정하나 본 실시예에서는 제1 방전 실행 후 많은 시간을 지체하지 않고 제1 충방전 직후와 전압 안정기 도달 전에 바로 제1 전압을 측정한다.

다음에, 제1 충방전 후 배터리에 대해 제2 충방전을 실행한다. 상술한 바와 같이, 제1 방전을 실행한 후 많은 시간이 흐르지 않고 다시 제2 방전을 실행한다. 즉, 방전 실행 후 전압이 회복하는 패턴이 동일하거나 유사하게 나타날 수 있는 SOC 값 수준에서 제2 방전을 실행하는 것이다.

이때, 배터리에 자연스럽게 발생하는충전이나 방전을 이용하여 배터리의 관리 상태를 확인하는 경우, 배터리의 사용 중에 자연스럽게 일어나는 제1 방전이나 제1 충전에 대해 많은 시간이 흐르지 않고 발생하는 제2 방전이나 제2 충전을 선택함으로써 본 단계를 실행할 수 잇다.

본 실시예에서는, 제1 방전 실행 후 본래의 전압 안정기 내의 어느 시점에서 배터리에 대해 제2 방전을 실행하여 SOC 값의 산출 시간을 단축하였다. 다음에, 제2 충방전 직후와 전압 안정기 도달 전 사이의 제1 시간과 동일한 제2 시간 경과 후 배터리의 개방회로에 따른 제2 전압을 측정한다. 제2 방전을 실행한 후 전압 안정기 도달 전의 전압이 급격히 회복되는 시점에서 제1 시간과 동일한 제2 시간 경과 후 배터리의 개방회로에 따른 제2 전압 을 측정한다. 제1 방전에 따른 전압 회복 시의 제1 시간과 동일하게 제2 방전에 따른 전압 회복 시의 제2 시간에 제2 전압을 측정함으로써 제1 방전 및 제2 방전에 따른 전압 안정기에서 각각 측정한 전압의 차와 동일한 비율로 전압의 차를 갖게된다.

이와 같이, 제1 방전 실행 후 전압 안정기에 도달하지 않더라도 제2 방전을 실행하여 각각의 전압을 측정함으로써 SOC 값 및 총 에너지 저장량(Q_max) 산출 시간을 크게 줄일 수 있다. 다음에, 배터리의 기 설정된 OCV-SOC 특성 곡선에서 제1 전압에 대한 제1 SOC(State Of Charge)의 값(SOC₁)과 제2 전압에 대한 제2 SOC(State Of Charge)의 값(SOC₂)을 산출한다. OCV-SOC 특성 곡선이나 테이블을 이용하여 제1 전압값에 상응하는 제1 SOC(State Of Charge)의 값(SOC₁)과 제2 전압값에 상응하는 제2 전압에 대한 제2 SOC(State Of Charge)의 값(SOC₂)을 산출한다.

그리고, 제1 SOC 값(SOC₁)과 제2 SOC 값(SOC₂)을 이용하여 배터리의 총 에너지 저장량(Qmax)를 산출한다. 배터리의 총 에너지 저장량(Qmax)는 상술한 상기 수학식 4를 통해 산정될 수 있는데, 먼저, 전류 적산법에 따라 제2 방전에 따른 배터리의 에너지 변화량(ΔQ)을 산정한다. 상술한 바와 같이, 제1 전압과 제2 전압이 제1 방전 및 제2 방전에 따른 전압 안정기에서 측정된 것이 아닐지라도, 상기 수학식 4에 따르면, 총 에너지 저장량(Qmax)은 제1 특정 시점에서의 SOC₁ 값과 제2 특정 시점에서의 SOC₂ 값의 차(SOC₁-SOC₂)에 의해 결정될 수 있기 때문에 보다 정확한 총 에너지 저장량(Q_max)을 산출할 수 있다. 따라서, 상술한 바에 따라 산출된 배터리의 총 에너지 저장량(Q_max)은 배터리의 노후화 정도가 반영된 값으로써 이 값을 이용하여 배터리의 충전 또는 교체 시기를 결정할 수 있다. 이때, 이상의 배터리 관리 방법은 전기 자동차, 하이드리드 자동차 등의 자동차뿐만 아니라 배터리를 사용하는 다양한 전자기기에도 적용될 수 있다.

한편, 재사용 배터리 노화 고속측정 방법은, 상술된 각 상기 배터리팩(13a,31a) 간의 전위차가 평준화된 시점에 1차 산출된 배터리충전상태와, 상기 전원공급부의 충전 및 방전 실행에 따라 2차 산출된 배터리충전상태를 보정하도록 온도 단일 확장 칼만 필터(Temperature Adaptive Extended Kalman Filter) 방식을 통해 배터리 노화상태(SOH,State of Health)를 추가 측정하는 단계를 포함할 수 있다. 여기서, 온도 단일 확장 칼만 필터 방식은 측정시 온도편차, 주변온도의 편차, 충방전시 온도편차 등 온도에 민감한 상기 배터리팩(13a,31a)의 알고리즘을 칼만필터에 선반영하는 알고리즘을 의미한다. 이때, 적산전류법은 배터리 노화상태를 측정하는데 긴 시간이 소요되며 많은 에너지가 요구되며 추정오차가 크게 나타나 산출된 배터리 노화상태가 보정될 필요가 있었다. 이를 해결하기 위해, 이중 확장 칼만 필터 방식에 의해 배터리 노화상태가 측정될 수 있으나 최소 100시간 이상의 시간이 소요되므로 온도 단일 확장 칼만 필터 방식을 적용하여 노화상태 측정시간을 단축할 수 있다. 이때, 온도 단일 확장 칼만 필터(Temperature Adaptive Extended Kalman Filter) 방식은 산출된 개방회로전압을 기반으로 엔트로피 변화율을 보정하여 배터리 노화상태를 산출 및 보정할 수 있다.

이처럼, 차량 운행중에 배터리팩(13a,31a)의 충방전 반복 수행을 통해 측정된 전압으로 총 에너지 저장량을 산출하여 노화상태를 판별하므로 운송 시간을 배터리팩을 검사 및 노후화된 배터리팩(13a,31a)을 선별하는 시간으로 사용하여 소요되는 총 시간이 최소화되어 경제성이 현저히 개선될 수 있다. 즉, 배터리팩(13a,31a)을 선별 및 운송하는 과정에 소요되는 총 시간이 현저히 단축되어 경제성이 현저히 개선될 수 있다.

또한, 복수개의 배터리팩(13a,31a)의 전위차를 평준화하도록 상기 검사제어부(미도시)가 상기 제1전원제어장치(14b) 및 상기 제2전원제어장치(37b)에 병렬연결신호를 인가하고 상기 검사전원공급부(40)를 충전 또는 방전 제어하여 초기잔량이 기설정범위로 설정된 후 측정되는 배터리팩(13a,31a)의 개방회로전압을 통해 배터리충전상태를 산출하므로 배터리 노화측정의 정확도가 현저히 개선될 수 있다.

그리고, 상기 검사제어부(미도시)가 상기 전원절환부(130)에 병렬연결신호를 인가하여 각 배터리팩(13a,31a) 간의 전위차가 평준화되는 동안의 개방회로전압을 상기 노화측정부(50)가 측정한 후 각 배터리팩(13a,31a) 간의 전위차가 평준화된 시점에 측정된 개방회로전압에 대한 특성 곡선의 기울기를 통해 배터리충전상태를 1차 산출하므로 측정정밀도가 현저히 개선될 수 있다.

더욱이, 병렬 연결된 각 배터리팩(13a,31a) 간의 전위차가 기설정범위로 평준화되면 상기 검사제어부(미도시)가 상기 제1전원제어장치(14b) 및 상기 제2전원제어장치(37b)에 직렬연결신호를 인가한 상태에서 상기 노화측정부(50)가 상기 검사전원공급부(40)의 충전 및 방전 실행에 따라 각 배터리팩(13a,31a)의 전압을 순차적으로 개별 측정하여 각 배터리팩(13a,31a)별 노화상태 판별이 상호 독립적으로 수행되어 검사정밀성이 현저히 개선될 수 있다.

즉, 상기 검사제어부(미도시)가 복수개의 배터리팩(13a,31a)에 전원을 순차적으로 개별 충전 및 방전 제어하면 상기 노화측정부(50)가 상기 검사전원공급부(40)의 충전 및 방전 실행에 따른 각 상기 배터리팩(13a,31a)의 전압을 순차적으로 개별 측정하여 총 에너지 저장량을 산출하므로 각 배터리팩(13a,31a)별 노화상태 판별이 상호 독립적으로 수행되어 검사정밀성이 현저히 개선될 수 있다.

더욱이, 전위차가 상호 병렬 평준화된 각 상기 배터리팩(13a,31a)의 초기잔량이 기설정범위로 설정되도록 각 배터리팩(13a,31a)에 전원이 충전 또는 방전된 후 배터리의 노화가 측정되므로 배터리 노화 측정을 정확하게 실시하면서도 배터리팩(13a,31a)들의 총에너지량을 낮춰 운송시 안전성이 현저히 개선될 수 있다.

그리고, 각 상기 배터리팩(13a,31a)의 노화상태 판별 및 저장 가능한 총 에너지 저장량 산출과정에서 발생하는 방전 전기를 상기 버퍼배터리(미도시)에 저장하여 추가적인 보조 전원으로 공급하므로 에너지효율이 현저히 개선될 수 있다.

이때, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "구비하다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 각 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 청구항에서 청구하는 범위를 벗어남 없이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형 실시되는 것은 가능하며, 이러한 변형 실시는 본 발명의 범위에 속한다.

100: 미세플라스틱 제거장치용 충전운송시스템
10: 충전운송부 11: 발전부
12: 제1자동전압레귤레이터 13: 제1전력저장부
14: 제1출력제어부 15: 제1서브배터리부
16: 제1완속충전부 17: 디스플레이부
20: 전원연결전선 30: 미세플라스틱제거구동부
31: 제2전력저장부 32: 접속배전함
33: 제2완속충전부 34: 구동부
35: 인버터부 36: 미세플라스틱수집부
37: 제2출력제어부 40: 검사전원공급부
50: 노화측정부

Claims

엔진부에 동력 연결되어 전력이 생산되는 발전부와, 상기 발전부의 출력단에 입력단이 전원 연결되고 출력되는 전압이 선택적으로 가변 및 변환 조절되도록 출력전압을 조절하는 제1자동전압레귤레이터와, 상기 제1자동전압레귤레이터의 출력단에 입력단이 전원 연결되고 상기 발전부에서 생산된 전력을 저장하는 제1전력저장부와, 상기 제1자동전압레귤레이터 및 상기 제1전력저장부에 전원 연결되며 출력 전압이 균일하게 출력되도록 제어하는 제1출력제어부를 포함하는 충전운송부; 및
상기 제1전력저장부에 전원 연결된 전원연결전선을 경유하여 전원 연결되어 전송받은 전력을 저장하는 제2전력저장부와, 상기 충전운송부에 구비된 상기 제1전력저장부에 상기 전원연결전선을 경유하여 전원 연결된 상기 제2전력저장부로부터 전원을 공급받아 미세플라스틱을 제거하기 위해 구동되도록 상기 제2전력저장부의 출력단에 입력단이 전원 연결되는 구동부와, 상기 제2전력저장부의 출력단에 입력단이 전원 연결되며 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 인버터부와, 상기 인버터부의 출력단에 입력단이 전원 연결되며 미세플라스틱 제거용 흡입모터를 포함하는 미세플라스틱수집부와, 상기 제2전력저장부, 상기 구동부 및 상기 미세플라스틱수집부에 전원 연결되는 제2출력제어부와, 상기 제2출력제어부의 출력단에 입력단이 전원 연결되고 상기 구동부의 입력단에 상기 제2전력저장부의 출력단과 병렬로 출력단이 전원 연결되는 제2자동전압레귤레이터를 포함하는 미세플라스틱제거구동부를 포함하는 미세플라스틱 제거장치용 충전운송시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 충전운송부는 상기 제1전력저장부의 출력단에 입력단이 전원 연결됨과 더불어 상기 제1출력제어부의 출력단에 입력단이 병렬로 전원 연결되고 상기 전원연결전선의 입력단에 출력단이 전원 연결되며 출력 직류 전압을 승압하는 컨버터 회로로서 구비되는 직류-직류 승압컨버터를 포함하고,
상기 제1출력제어부는 상기 직류-직류 승압컨버터의 입력단에 출력단이 전원 연결되되 선택적으로 전원 공급을 차단하는 스위칭 회로로서 구비되는 제1컨트롤스위칭부를 포함함을 특징으로 하는 미세플라스틱 제거장치용 충전운송시스템.
제 2 항에 있어서,
상기 제1출력제어부는 상기 제1컨트롤스위칭부, 상기 제1전력저장부 및 상기 직류-직류 승압컨버터에 통신 연결되는 제1전원제어장치와, 상기 제1전력저장부에서 상기 직류-직류 승압컨버터로 출력되는 전압을 측정하는 제1전압측정부를 포함하고,
상기 제1전원제어장치는 상기 제1전압측정부에서 측정되는 전압이 기설정범위보다 작은 경우 상기 제1컨트롤스위칭부를 연결 제어하며, 상기 제1전압측정부에서 측정되는 전압이 기설정범위보다 높은 경우 상기 제1컨트롤스위칭부를 차단 제어함을 특징으로 하는 미세플라스틱 제거장치용 충전운송시스템.
제 3 항에 있어서,
상기 충전운송부는 상기 제1출력제어부의 입력단에 출력단이 전원 연결되는 제1서브배터리부를 더 포함하되, 상기 제1컨트롤스위칭부는 상기 제1서브배터리부의 출력단에 입력단이 전원 연결되고,
외부전력원에 선택적으로 전원 연결되도록 구비되는 제1접속플러그에 입력단이 전원 연결되고 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 제1오비씨부가 구비되고 상기 제1오비씨부의 출력단에 입력단이 연결되어 출력 직류 전압을 감압하되 출력단이 상기 제1전력저장부 및 상기 제1서브배터리부에 각각 전원 연결되는 제1엘디씨부가 구비되는 제1완속충전부를 더 포함함을 특징으로 하는 미세플라스틱 제거장치용 충전운송시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 제1전력저장부 및 상기 제2전력저장부는 상호간 병렬로 전원 연결되는 복수개의 배터리팩을 각각 포함하고,
각 상기 배터리팩에 전원 연결되며 각 상기 배터리팩에 노화측정을 위한 전원을 충방전하도록 구비되는 검사전원공급부와, 각 상기 배터리팩의 충전 및 방전의 반복 수행을 통해 전압을 측정하고, 측정된 각 상기 배터리팩의 전압을 기반으로 총 에너지 저장량을 산출하는 노화측정부를 더 포함하되,
상기 노화측정부는 상기 검사전원공급부의 충전 및 방전 실행에 따라 각 상기 배터리팩의 전압을 순차적으로 개별 측정하며, 측정된 전압에 따라 각 상기 배터리팩의 기설정된 개방회로전압-배터리충전상태 특성 곡선에서 배터리충전상태를 산출하고, 각 상기 배터리팩의 총 에너지 저장량을 순차적으로 개별 산출함을 특징으로 하는 미세플라스틱 제거장치용 충전운송시스템.