KR102426969B1 - Hybrid ship - Google Patents

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Abstract

배터리 시스템의 온도가 일정 온도 이상이 되도록 배터리 시스템의 온도를 관리하는 하이브리드 선박이 제공된다. 하이브리드 선박은, 선박을 작동시키는 데에 이용되는 제1 전력을 생산하는 연료 전지; 선박을 작동시키는 데에 이용되는 제2 전력을 저장하는 배터리; 제1 전력과 제2 전력 중 적어도 하나의 전력을 이용하여, 선박의 운항 계획에 따라 선박을 추진시키는 추진부; 및 배터리의 온도를 모니터링하여, 배터리의 온도가 기준값보다 낮을 때 연료 전지를 가동시켜 열 에너지를 생성하며, 열 에너지를 배터리에 공급하여 배터리의 온도를 상승시키는 온도 관리 장치를 포함한다.A hybrid vessel is provided that manages the temperature of the battery system so that the temperature of the battery system is equal to or higher than a predetermined temperature. The hybrid vessel includes: a fuel cell that produces first electric power used to operate the vessel; a battery for storing secondary power used to operate the vessel; a propulsion unit for propelling the vessel according to the operation plan of the vessel by using at least one of the first electric power and the second electric power; and a temperature management device for monitoring the temperature of the battery, generating thermal energy by operating the fuel cell when the temperature of the battery is lower than the reference value, and supplying the thermal energy to the battery to increase the temperature of the battery.

Description

하이브리드 선박 {Hybrid ship}Hybrid ship

본 발명은 선박에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 하이브리드 발전 시스템을 구비하는 선박에 관한 것이다.The present invention relates to a ship. More particularly, it relates to a ship equipped with a hybrid power generation system.

연료 전지(fuel cell)는 연료(예를 들어, 수소, 천연가스 등)의 산화에 의해 발생되는 화학 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 전지를 말한다. 이러한 연료 전지는 대기오염 물질을 거의 배출하지 않기 때문에, 친환경적인 에너지로 각광을 받고 있다.A fuel cell refers to a cell that converts chemical energy generated by oxidation of fuel (eg, hydrogen, natural gas, etc.) into electrical energy. Since these fuel cells hardly emit air pollutants, they are in the spotlight as eco-friendly energy.

선박의 전력원으로 연료 전지 시스템을 이용할 경우, 해양에서도 오염 물질을 저감시키는 것이 가능해지며, 높은 열효율로 인한 에너지 절감 효과도 얻을 수 있다. 그래서 오늘날 세계 각국에서는 친환경 선박으로 연료 전지 시스템을 이용하는 선박을 개발하는 데에 박차를 가하고 있다.When a fuel cell system is used as a power source for a ship, it is possible to reduce pollutants even in the ocean, and energy saving effect due to high thermal efficiency can also be obtained. So, today, countries around the world are spurring the development of ships using fuel cell systems as eco-friendly ships.

한국공개특허 제10-2017-0049845호 (공개일: 2017.05.11.)Korea Patent Publication No. 10-2017-0049845 (published on: 2017.05.11.)

연료 전지 시스템을 전력원으로 이용하는 선박의 경우, 비상시 전력원으로 이용하기 위해, 연료 전지 시스템에 의해 생산되는 전기로 충전될 수 있는 배터리 시스템을 구비하여, 하이브리드 선박으로 구축될 수 있다.In the case of a ship using a fuel cell system as a power source, a battery system that can be charged with electricity produced by the fuel cell system may be provided in order to be used as a power source in an emergency, and may be constructed as a hybrid ship.

그런데 배터리 시스템은 온도가 낮아지면 방전이 발생하면서 수명이 급격하게 저하될 수 있다. 따라서 배터리 시스템의 온도를 항상 영상의 온도로 유지하는 것이 배터리 시스템의 수명을 연장하는 데에 도움이 될 수 있다.However, when the temperature of the battery system is lowered, discharge may occur and the lifespan of the battery system may be rapidly reduced. Therefore, always maintaining the temperature of the battery system at a zero temperature may help to extend the life of the battery system.

본 발명에서 해결하고자 하는 과제는, 배터리 시스템의 온도가 일정 온도 이상이 되도록 배터리 시스템의 온도를 관리하는 하이브리드 선박을 제공하는 것이다.An object to be solved by the present invention is to provide a hybrid ship that manages the temperature of the battery system so that the temperature of the battery system is above a certain temperature.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 하이브리드 선박의 일 면(aspect)은, 선박을 작동시키는 데에 이용되는 제1 전력을 생산하는 연료 전지, 및 상기 선박을 작동시키는 데에 이용되는 제2 전력을 저장하는 배터리를 구비하며, 선내에 구비되는 부하 장비로 상기 제1 전력과 상기 제2 전력 중 적어도 하나의 전력을 공급하는 전력부; 상기 제1 전력과 상기 제2 전력 중 적어도 하나의 전력을 상기 부하 장비로 전달하는 배전부; 상기 제1 전력과 상기 제2 전력 중 적어도 하나의 전력을 이용하여, 상기 선박의 운항 계획에 따라 상기 선박을 추진시키는 추진부; 및 상기 배터리의 온도를 모니터링하여, 상기 배터리의 온도가 기준값보다 낮을 때 상기 연료 전지를 가동시켜 열 에너지를 생성하며, 상기 열 에너지를 상기 배터리에 공급하여 상기 배터리의 온도를 상승시키는 온도 관리 장치를 포함하며, 상기 부하 장비는 상기 전력부를 제어하는 제어 장비를 구비한다.One aspect of the hybrid ship of the present invention for achieving the above object is a fuel cell for generating a first electric power used to operate the ship, and a second electric power used to operate the ship. a power unit having a battery to store and supplying at least one of the first power and the second power to load equipment provided in the ship; a power distribution unit transmitting at least one of the first power and the second power to the load equipment; a propulsion unit for propelling the vessel according to the operation plan of the vessel by using at least one of the first electric power and the second electric power; and a temperature management device for monitoring the temperature of the battery, generating thermal energy by operating the fuel cell when the temperature of the battery is lower than a reference value, and supplying the thermal energy to the battery to increase the temperature of the battery. Including, the load equipment is provided with a control equipment for controlling the power unit.

상기 온도 관리 장치는 상기 열 에너지를 생성할 때에 상기 연료 전지를 BOP 전력을 생산하는 모드로 가동시킬 수 있다.The temperature management device may operate the fuel cell in a mode for generating BOP power when generating the thermal energy.

상기 온도 관리 장치는 상기 연료 전지의 온도를 모니터링하여, 상기 연료 전지의 온도가 상기 기준값보다 낮을 때, 상기 연료 전지를 가동시켜 상기 연료 전지의 내부에 고여 있는 물이 동결되는 것을 방지하거나, 히터를 이용하여 상기 연료 전지를 가열하여 상기 연료 전지의 내부에 고여 있는 물이 동결되는 것을 방지할 수 있다.The temperature management device monitors the temperature of the fuel cell and, when the temperature of the fuel cell is lower than the reference value, operates the fuel cell to prevent freezing of water accumulated in the fuel cell, or to use a heater. It is possible to prevent freezing of water accumulated in the fuel cell by heating the fuel cell by using the same.

상기 온도 관리 장치는 상기 연료 전지의 온도를 상기 기준값 이상으로 상승시킨 후, 상기 연료 전지의 내부에 고여 있는 물이 제거되도록 제어할 수 있다.After the temperature of the fuel cell is increased to the reference value or more, the temperature management device may control to remove water accumulated in the fuel cell.

상기 제어 장비는 배터리 관리 시스템(Battery Management System), 에너지 관리 시스템(Energy Management System) 및 전력 관리 시스템(Power Management System) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The control device may include at least one of a battery management system, an energy management system, and a power management system.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.The details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 선박을 개략적으로 도시한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 선박의 내부 구성을 구체적으로 도시한 상세도이다.
도 3 및 도 4는 평상시 전력부와 배전부의 동작 상태를 보여주는 예시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 하이브리드 선박을 개략적으로 도시한 개념도이다.
도 6은 하이브리드 선박에 구비되는 온도 관리 장치의 내부 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 7은 하이브리드 선박에 구비되는 온도 관리 장치의 작동 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다.1 is a conceptual diagram schematically illustrating a hybrid ship according to an embodiment of the present invention.
2 is a detailed view specifically showing the internal configuration of a hybrid ship according to an embodiment of the present invention.
3 and 4 are exemplary views showing the operation state of the power unit and the power distribution unit in normal times.
5 is a conceptual diagram schematically illustrating a hybrid vessel according to another embodiment of the present invention.
6 is a block diagram schematically illustrating an internal configuration of a temperature management device provided in a hybrid vessel.
7 is a flowchart schematically illustrating a method of operating a temperature management device provided in a hybrid vessel.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Advantages and features of the present invention and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments published below, but may be implemented in various different forms, and only these embodiments make the publication of the present invention complete, and common knowledge in the art to which the present invention pertains It is provided to fully inform those who have the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.

소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위 뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다.Reference to an element or layer “on” or “on” another element or layer includes not only directly on the other element or layer, but also with intervening other layers or elements. include all On the other hand, reference to an element "directly on" or "directly on" indicates that no intervening element or layer is interposed.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성요소들과 다른 소자 또는 구성요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.Spatially relative terms "below", "beneath", "lower", "above", "upper", etc. It can be used to easily describe the correlation between an element or components and other elements or components. The spatially relative terms should be understood as terms including different orientations of the device during use or operation in addition to the orientation shown in the drawings. For example, when an element shown in the figures is turned over, an element described as "beneath" or "beneath" another element may be placed "above" the other element. Accordingly, the exemplary term “below” may include both directions below and above. The device may also be oriented in other orientations, and thus spatially relative terms may be interpreted according to orientation.

비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.Although first, second, etc. are used to describe various elements, components, and/or sections, it should be understood that these elements, components, and/or sections are not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one element, component, or sections from another. Accordingly, it goes without saying that the first element, the first element, or the first section mentioned below may be the second element, the second element, or the second section within the spirit of the present invention.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of describing the embodiments and is not intended to limit the present invention. In this specification, the singular also includes the plural, unless specifically stated otherwise in the phrase. As used herein, “comprises” and/or “comprising” refers to the presence of one or more other components, steps, operations and/or elements mentioned. or addition is not excluded.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used with the meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In addition, terms defined in a commonly used dictionary are not to be interpreted ideally or excessively unless clearly defined in particular.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. A description will be omitted.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 선박을 개략적으로 도시한 개념도이다.1 is a conceptual diagram schematically illustrating a hybrid ship according to an embodiment of the present invention.

본 실시예에서 하이브리드 선박(hybrid ship; 10)은 복수개의 발전 시스템을 전력원으로 이용하는 선박을 말한다. 일례로 하이브리드 선박(10)은 연료 전지 시스템과 배터리 시스템을 전력원으로 이용할 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 하이브리드 선박(10)은 연료 전지 시스템(fuel cell system)과 배터리 시스템(battery system) 외에 태양광 시스템을 전력원으로 더 이용하는 것도 가능하다.In this embodiment, the hybrid ship ( 10 ) refers to a ship using a plurality of power generation systems as a power source. For example, the hybrid vessel 10 may use a fuel cell system and a battery system as power sources. However, the present embodiment is not limited thereto. The hybrid vessel 10 may further use a solar system as a power source in addition to a fuel cell system and a battery system.

도 1에 따르면, 하이브리드 선박(10)은 선체(100), 연료 탱크(200), 전력부(300), 배전부(400), 추진부(500), 부하 장비(600) 및 제어부(800)를 포함하여 구성될 수 있다.According to FIG. 1 , a hybrid ship 10 includes a hull 100 , a fuel tank 200 , a power unit 300 , a power distribution unit 400 , a propulsion unit 500 , a load equipment 600 and a control unit 800 . It may be composed of

연료 탱크(200)는 선체(100)의 내부에 구비되어 선체(100)에 추진력을 공급하는 데에 이용되는 연료를 저장하는 역할을 한다. 연료 탱크(200)에 저장되는 연료는 액체 연료(예를 들어, 액화 천연 가스(LNG))일 수 있으나, 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 연료 탱크(200)에 저장되는 연료는 기체 연료(예를 들어, 수소)인 것도 가능하다.The fuel tank 200 is provided inside the hull 100 and serves to store fuel used to supply propulsion to the hull 100 . The fuel stored in the fuel tank 200 may be a liquid fuel (eg, liquefied natural gas (LNG)), but the present embodiment is not limited thereto. The fuel stored in the fuel tank 200 may be gaseous fuel (eg, hydrogen).

연료 탱크(200)는 하이브리드 선박(10)에 복수개 구비될 수 있다. 연료 탱크(200)가 하이브리드 선박(10)에 복수개 구비되는 경우, 몇몇은 액체 연료(예를 들어, 액화 천연 가스)를 저장할 수 있으며, 몇몇은 기체 연료(예를 들어, 수소)를 저장할 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다.A plurality of fuel tanks 200 may be provided in the hybrid vessel 10 . When a plurality of fuel tanks 200 are provided in the hybrid vessel 10, some may store liquid fuel (eg, liquefied natural gas), and some may store gaseous fuel (eg, hydrogen). . However, the present embodiment is not limited thereto.

전력부(300)는 추진부(500), 부하 장비(600), 제어부(800) 등으로 전력을 공급하는 역할을 한다. 전력부(300)는 이를 위해 전력을 생산하거나 저장할 수 있으며, 생산 또는 저장된 전력을 추진부(500), 부하 장비(600), 제어부(800) 등으로 공급할 수 있다.The power unit 300 serves to supply power to the propulsion unit 500 , the load equipment 600 , the control unit 800 , and the like. The power unit 300 may generate or store power for this purpose, and may supply the generated or stored power to the propulsion unit 500 , the load equipment 600 , the control unit 800 , and the like.

전력부(300)는 본 실시예에서 연료 전지 시스템과 배터리 시스템을 포함할 수 있다. 연료 전지 시스템은 연료 탱크(200)에서 발생된 기화 가스(BOG; Boil Off Gas)를 이용하여 제1 전력을 생산할 수 있으며, 이 제1 전력을 추진부(500), 부하 장비(600), 제어부(800) 등으로 공급할 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 연료 전지 시스템은 별도의 탱크(또는 연료 탱크(200))에 저장되는 수소를 이용하여 제1 전력을 생산하는 것도 가능하다.The power unit 300 may include a fuel cell system and a battery system in this embodiment. The fuel cell system may generate first electric power by using Boil Off Gas (BOG) generated in the fuel tank 200 , and the first electric power is applied to the propulsion unit 500 , the load equipment 600 , and the control unit. (800), etc. can be supplied. However, the present embodiment is not limited thereto. The fuel cell system may also generate the first power using hydrogen stored in a separate tank (or the fuel tank 200 ).

배터리 시스템은 제2 전력을 저장하며, 이 제2 전력을 추진부(500), 부하 장비(600), 제어부(800) 등으로 공급할 수 있다. 배터리 시스템은 연료 전지 시스템에 의해 생산되는 전력을 제2 전력으로 저장할 수 있으나, 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다.The battery system stores the second power, and may supply the second power to the propulsion unit 500 , the load equipment 600 , the control unit 800 , and the like. The battery system may store electric power generated by the fuel cell system as the second electric power, but the present embodiment is not limited thereto.

배전부(400)는 전력부(300)에 의해 공급되는 전력을 추진부(500), 부하 장비(600), 제어부(800) 등으로 전달하는 역할을 한다. 배전부(400)는 이를 위해 배선, 스위치(switch), 컨버터(converter) 등을 포함할 수 있다.The power distribution unit 400 serves to transmit the power supplied by the power unit 300 to the propulsion unit 500 , the load equipment 600 , the control unit 800 , and the like. The power distribution unit 400 may include wiring, a switch, a converter, and the like for this purpose.

추진부(500)는 전력부(300)에 의해 공급되는 전력으로 추진력을 발생시키는 역할을 한다. 선체(100)는 이러한 추진부(500)의 추진력으로 해상에서 항해하는 것이 가능해진다.The propulsion unit 500 serves to generate propulsion with power supplied by the power unit 300 . The hull 100 becomes possible to navigate in the sea with the propulsion force of the propulsion unit 500 .

부하 장비(600)는 평상시 선내 유지를 위한 각종 장비와 연결될 수 있도록 제공되는 것이다. 이러한 부하 장비(600)는 콘센트 형태의 것을 포함하는 장치로 구현될 수 있다. 상기에서 선내 유지를 위한 각종 장비는 선박 운항에 필요한 장비로서, 배수 설비용 펌프, 연료 공급용 펌프, 블로워(blower), 공조 장치, 전등, GPS 수신기, 레이더 장치, 선박 자동 식별 장치, 자기 나침반, 무선 설비, 선박 위치 발신 장치 등이 이에 해당될 수 있다.The load equipment 600 is provided so that it can be connected with various equipment for maintenance on board the ship. The load equipment 600 may be implemented as a device including an outlet type. In the above, various equipment for in-board maintenance are equipment necessary for ship operation, and include a pump for drainage equipment, a pump for fuel supply, a blower, an air conditioner, a light, a GPS receiver, a radar device, a ship automatic identification device, a magnetic compass, A wireless facility, a ship location transmitting device, etc. may correspond to this.

부하 장비(600)는 직류 전원, 교류 전원 등을 장비에 공급하여 선내 유지가 이루어지도록 할 수 있다. 이때 부하 장비(600)는 직류 전원으로 12V DC, 24V DC 등을 장비에 공급할 수 있으며, 교류 전원으로 220V AC 등을 장비에 공급할 수 있다.The load equipment 600 may supply DC power, AC power, and the like to the equipment to maintain the ship. In this case, the load equipment 600 may supply 12V DC, 24V DC, etc. to the equipment as a DC power source, and may supply 220V AC or the like to the equipment as an AC power source.

부하 장비(600)는 전력부(300)를 제어하기 위한 제어 장비(미도시)를 포함할 수 있다. 부하 장비(600)는 제어 장비로 배터리 관리 시스템(Battery Management System), 에너지 관리 시스템(Energy Management System), 전력 관리 시스템(Power Management System) 등을 포함할 수 있다.The load device 600 may include a control device (not shown) for controlling the power unit 300 . The load device 600 is a control device and may include a battery management system, an energy management system, a power management system, and the like.

제어부(800)는 전력 전달 방해 요인을 감지하고, 전력부(300) 및 배전부(400)에 구비되는 스위치를 제어하는 역할을 한다.The control unit 800 detects a power transmission obstruction factor, and serves to control switches provided in the power unit 300 and the power distribution unit 400 .

제어부(800)는 부하 장비(600)에 포함될 수 있으며, 부하 장비(600)와 별도로 구비되는 것도 가능하다. 제어부(800)는 부하 장비(600)와 별도로 구비되는 경우, 전력부(300)를 통하여 전력을 공급받거나 별도의 전력을 공급받을 수도 있다.The control unit 800 may be included in the load device 600 , and may be provided separately from the load device 600 . When the control unit 800 is provided separately from the load equipment 600 , power may be supplied through the power unit 300 or may be supplied with separate power.

이하, 도 2를 통하여 전력부(300), 배전부(400), 추진부(500) 및 부하 장비(600)의 세부 구성을 설명하기로 한다.Hereinafter, detailed configurations of the power unit 300 , the power distribution unit 400 , the propulsion unit 500 , and the load equipment 600 will be described with reference to FIG. 2 .

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 선박의 내부 구성을 구체적으로 도시한 상세도이다.2 is a detailed view specifically showing the internal configuration of a hybrid ship according to an embodiment of the present invention.

도 2에 따르면, 전력부(300)는 제1 배터리(311), 제2 배터리(312), 제1 연료 전지(321), 제2 연료 전지(322), 제1 DC/DC 컨버터(331), 제2 DC/DC 컨버터(332), 제3 DC/DC 컨버터(333) 및 제4 DC/DC 컨버터(334)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 2 , the power unit 300 includes a first battery 311 , a second battery 312 , a first fuel cell 321 , a second fuel cell 322 , and a first DC/DC converter 331 . , the second DC/DC converter 332 , the third DC/DC converter 333 and the fourth DC/DC converter 334 may be included.

도 2의 예시에서는 제1 배터리(311), 제2 배터리(312) 등 두 개의 배터리 시스템이 하이브리드 선박(10)에 구축되는 것으로 도시되어 있으나, 본 실시예에서 배터리 시스템의 개수는 이에 한정되지 않는다.In the example of FIG. 2 , two battery systems such as the first battery 311 and the second battery 312 are illustrated as being built in the hybrid ship 10 , but the number of battery systems in this embodiment is not limited thereto. .

마찬가지로, 제1 연료 전지(321), 제2 연료 전지(322) 등 두 개의 연료 전지 시스템이 하이브리드 선박(10)에 구축되는 것으로 도시되어 있으나, 본 실시예에서 연료 전지 시스템의 개수는 이에 한정되지 않는다.Similarly, although two fuel cell systems such as the first fuel cell 321 and the second fuel cell 322 are illustrated as being built in the hybrid ship 10, the number of fuel cell systems in this embodiment is not limited thereto. does not

제1 배터리(311) 및 제2 배터리(312)는 제2 전력을 저장하고, 저장된 제2 전력을 배전부(400)로 전달하는 역할을 한다. 제1 배터리(311) 및 제2 배터리(312)의 제2 전력은 각각 제1 DC/DC 컨버터(331) 및 제3 DC/DC 컨버터(333)에 의하여 전압 변환 후에 배전부(400)로 전달될 수 있다.The first battery 311 and the second battery 312 serve to store second power and transmit the stored second power to the power distribution unit 400 . The second power of the first battery 311 and the second battery 312 is transferred to the power distribution unit 400 after voltage conversion by the first DC/DC converter 331 and the third DC/DC converter 333 , respectively. can be

제1 배터리(311) 및 제2 배터리(312)는 제1 연료 전지(321) 및 제2 연료 전지(322)로부터 공급된 제1 전력을 이용하여 충전될 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 배터리(311) 및 제2 배터리(312)는 별도의 경로를 통하여 공급되는 전력을 이용하여 충전되는 것도 가능하다.The first battery 311 and the second battery 312 may be charged using first power supplied from the first fuel cell 321 and the second fuel cell 322 . However, the present embodiment is not limited thereto. The first battery 311 and the second battery 312 may be charged using power supplied through a separate path.

제1 연료 전지(321) 및 제2 연료 전지(322)는 연료 탱크(200)에서 발생된 기화 가스로 제1 전력을 생산할 수 있으며, 생산된 제1 전력을 배전부(400)로 전달하는 역할을 할 수 있다. 앞서 설명한 바 있지만, 제1 연료 전지(321) 및 제2 연료 전지(322)는 별도의 탱크에 저장되는 수소를 이용하여 제1 전력을 생산하는 것도 가능하다.The first fuel cell 321 and the second fuel cell 322 may generate first electric power from the vaporized gas generated in the fuel tank 200 , and serve to transmit the produced first electric power to the power distribution unit 400 . can do. As described above, the first fuel cell 321 and the second fuel cell 322 may also generate first power using hydrogen stored in separate tanks.

제1 연료 전지(321) 및 제2 연료 전지(322)의 제1 전력은 제2 DC/DC 컨버터(332) 및 제4 DC/DC 컨버터(334)에 의하여 전압 변환 후에 배전부(400)로 전달될 수 있다.The first power of the first fuel cell 321 and the second fuel cell 322 is converted to a voltage by the second DC/DC converter 332 and the fourth DC/DC converter 334 and then to the power distribution unit 400 . can be transmitted.

배전부(400)는 배전반(DC main SWBD; 410) 및 제1 DC/AC 컨버터(421)를 포함할 수 있다.The distribution unit 400 may include a distribution board (DC main SWBD) 410 and a first DC/AC converter 421 .

배전반(410)은 전력부(300)의 전력이 유입되면 이를 추진부(500)와 부하 장비(600)로 공급하는 역할을 한다. 배전반(410)은 하이브리드 선박(10)에 복수개 구비될 수 있으며, 스위치를 통해 상호 연결되도록 구성될 수 있다.The switchboard 410 serves to supply power from the power unit 300 to the propulsion unit 500 and the load equipment 600 when the power is introduced. A plurality of switchboards 410 may be provided in the hybrid vessel 10 and may be configured to be interconnected through a switch.

제1 DC/AC 컨버터(421)는 전력부(300)로부터 공급되는 직류 전력을 교류 전력으로 변환하는 역할을 한다. 제1 DC/AC 컨버터(421)는 평상시 전력부(300)로부터 공급되는 직류 전력을 교류 전력으로 변환할 수 있다. 부하 장비(600)는 제1 DC/AC 컨버터(421)로부터 공급되는 교류 전력을 자신에 맞게 변환하여 이용할 수 있다.The first DC/AC converter 421 serves to convert DC power supplied from the power unit 300 into AC power. The first DC/AC converter 421 may convert DC power normally supplied from the power unit 300 into AC power. The load equipment 600 may use the AC power supplied from the first DC/AC converter 421 by converting it to suit itself.

추진부(500)는 두 개의 추진 모터(AC motor; 510, 520)와 두 개의 DC/AC 컨버터(511, 521)를 포함할 수 있다. 추진부(500)에 구비되는 추진 모터와 DC/AC 컨버터의 개수는 한 개이거나 세 개 이상인 것도 가능하다.The propulsion unit 500 may include two propulsion motors (AC motors; 510 and 520 ) and two DC/AC converters ( 511 , 521 ). The number of the propulsion motor and the DC/AC converter provided in the propulsion unit 500 may be one or three or more.

제2 DC/AC 컨버터(511)와 제3 DC/AC 컨버터(521)는 배전반(410)을 통해 공급되는 직류 전력을 교류 전력으로 변환하는 역할을 한다. 그리고 추진 모터(510, 520)는 제2 DC/AC 컨버터(511)와 제3 DC/AC 컨버터(521)로부터 공급되는 교류 전력을 이용하여 추진력을 발생시키는 역할을 한다.The second DC/AC converter 511 and the third DC/AC converter 521 serve to convert DC power supplied through the switchboard 410 into AC power. In addition, the propulsion motors 510 and 520 serve to generate propulsion by using AC power supplied from the second DC/AC converter 511 and the third DC/AC converter 521 .

부하 장비(600)는 선내 유지를 위한 동작을 수행할 수 있다. 선내에는 서로 다른 전력을 이용하는 다양한 장비가 구비될 수 있다. 예를 들어, 제1 부하 장비(610), 제2 부하 장비(620) 및 제3 부하 장비(630)는 각각 직류 12V(12V DC), 직류 24V(24V DC) 및 교류 220V(220V AC)를 이용하는 장비일 수 있다. 배전부(400)로부터 공급되는 교류 전력을 직류 전력으로 변환하기 위해, 제1 부하 장비(610), 제2 부하 장비(620) 등에는 AC/DC 컨버터(611, 621)가 연결될 수 있다.The load equipment 600 may perform an operation for maintaining the ship. A variety of equipment using different electric power may be provided in the ship. For example, the first load equipment 610, the second load equipment 620, and the third load equipment 630 are DC 12V (12V DC), DC 24V (24V DC) and AC 220V (220V AC), respectively. It may be the equipment you use. In order to convert AC power supplied from the power distribution unit 400 into DC power, AC/DC converters 611 and 621 may be connected to the first load device 610 , the second load device 620 , and the like.

도 3 및 도 4는 평상시 전력부와 배전부의 동작 상태를 보여주는 예시도이다.3 and 4 are exemplary views showing the operation state of the power unit and the power distribution unit in normal times.

도 3 및 도 4를 참조하면, 전력부(300)의 전력은 배전부(400)를 통하여 추진부(500) 및 부하 장비(600)로 공급될 수 있다.3 and 4 , the power of the power unit 300 may be supplied to the propulsion unit 500 and the load equipment 600 through the power distribution unit 400 .

배전부(400)에는 배전반(410)의 배전 스위치(411)를 중심으로 양측에 제4 스위치(SW4) 및 제5 스위치(SW5)가 구비될 수 있는데, 도 3에 도시된 바와 같이 제4 스위치(SW4)를 통하여 부하 장비(600)로 전력이 공급될 수 있으며, 도 4에 도시된 바와 같이 제5 스위치(SW5)를 통하여 부하 장비(600)로 전력이 공급되는 것도 가능하다.The distribution unit 400 may be provided with a fourth switch SW4 and a fifth switch SW5 on both sides around the distribution switch 411 of the distribution board 410 , as shown in FIG. 3 , the fourth switch Power may be supplied to the load equipment 600 through SW4 , and power may be supplied to the load equipment 600 through the fifth switch SW5 as shown in FIG. 4 .

제4 스위치(SW4)와 제5 스위치(SW5)는 인터로크(interlock) 관계를 형성한다. 따라서 제4 스위치(SW4)가 닫힘 상태(closed)가 되면, 제5 스위치(SW5)는 열림 상태(open)가 된다. 반대로 제4 스위치(SW4)가 열림 상태가 되면, 제5 스위치(SW5)는 닫힘 상태가 된다.The fourth switch SW4 and the fifth switch SW5 form an interlock relationship. Accordingly, when the fourth switch SW4 is in the closed state, the fifth switch SW5 is in the open state. Conversely, when the fourth switch SW4 is in the open state, the fifth switch SW5 is in the closed state.

효율적인 운전 및 유지 보수를 위하여 배전 스위치(411), 제4 스위치(SW4) 및 제5 스위치(SW5)의 동작에 따라 제1 배터리(311) 및 제1 연료 전지(321)의 전력만이 부하 장비(600)로 공급되도록 하거나, 제2 배터리(312) 및 제2 연료 전지(322)의 전력만이 부하 장비(600)로 공급되도록 할 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 배터리(311), 제2 배터리(312), 제1 연료 전지(321) 및 제2 연료 전지(322)의 전력이 모두 부하 장비(600)로 공급되도록 하는 것도 가능하다.For efficient operation and maintenance, only the power of the first battery 311 and the first fuel cell 321 according to the operation of the power distribution switch 411, the fourth switch SW4, and the fifth switch SW5 is the load equipment. 600 , or only the power of the second battery 312 and the second fuel cell 322 may be supplied to the load equipment 600 . However, the present embodiment is not limited thereto. It is also possible to supply power from the first battery 311 , the second battery 312 , the first fuel cell 321 , and the second fuel cell 322 to the load equipment 600 .

이상 도 1 내지 도 4에서는 연료 전지 시스템과 배터리 시스템을 발전 계통으로 이용하는 하이브리드 선박(10)에 대하여 설명하였다.The hybrid ship 10 using a fuel cell system and a battery system as a power generation system has been described above with reference to FIGS. 1 to 4 .

배터리 시스템은 온도가 낮아지면 방전이 발생하면서 수명이 급격하게 저하될 수 있다. 따라서 배터리 시스템의 온도를 항상 영상의 온도로 유지하는 것이 배터리 시스템의 수명을 연장하는 데에 도움이 될 수 있다.When the temperature of the battery system is lowered, discharge may occur and the lifespan of the battery system may be rapidly reduced. Therefore, always maintaining the temperature of the battery system at a zero temperature may help to extend the life of the battery system.

한편 연료 전지 시스템의 내부에는 연료 전지 시스템의 가동시 생성되는 물이 고여 있을 수 있다. 연료 전지 시스템의 온도가 낮아질 경우, 고여 있던 물이 얼어서 배관을 파괴하거나 플러깅(plugging)시킬 수 있다.Meanwhile, water generated during operation of the fuel cell system may be stagnant inside the fuel cell system. When the temperature of the fuel cell system is lowered, the stagnant water can freeze, destroying or plugging pipes.

본 실시예에서 하이브리드 선박(10)은 배터리 시스템의 온도와 연료 전지 시스템의 온도가 일정 온도 이상이 되도록 배터리 시스템의 온도와 연료 전지 시스템의 온도를 관리하는 장치를 구비할 수 있다. 이하에서는 이에 대해 설명한다.In the present embodiment, the hybrid vessel 10 may include a device for managing the temperature of the battery system and the temperature of the fuel cell system so that the temperature of the battery system and the temperature of the fuel cell system are equal to or higher than a predetermined temperature. Hereinafter, this will be described.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 하이브리드 선박을 개략적으로 도시한 개념도이다.5 is a conceptual diagram schematically illustrating a hybrid vessel according to another embodiment of the present invention.

도 5에 따르면, 하이브리드 선박(10)은 선체(100), 연료 탱크(200), 전력부(300), 배전부(400), 추진부(500), 부하 장비(600), 제어부(800) 및 온도 관리 장치(900)를 포함하여 구성될 수 있다.According to FIG. 5 , the hybrid ship 10 includes a hull 100 , a fuel tank 200 , a power unit 300 , a power distribution unit 400 , a propulsion unit 500 , a load equipment 600 , and a control unit 800 . and a temperature management device 900 .

온도 관리 장치(900)는 배터리 시스템 즉, 전력부(300)에 구비되는 제1 배터리(311)와 제2 배터리(312)의 온도가 일정 온도 이상이 되도록 관리하는 기능을 수행한다. 이를 위해 온도 관리 장치(900)는 도 6에 도시된 바와 같이 측정부(910), 비교부(920) 및 온도 유지 제어부(930)를 포함하여 구성될 수 있다.The temperature management apparatus 900 performs a function of managing the temperature of the first battery 311 and the second battery 312 provided in the battery system, that is, the power unit 300 to be above a predetermined temperature. To this end, the temperature management apparatus 900 may be configured to include a measurement unit 910 , a comparison unit 920 , and a temperature maintenance control unit 930 as shown in FIG. 6 .

도 6은 하이브리드 선박에 구비되는 온도 관리 장치의 내부 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다. 이하 설명은 도 6을 참조한다.6 is a block diagram schematically illustrating an internal configuration of a temperature management device provided in a hybrid vessel. The following description refers to FIG. 6 .

도 6의 (a)를 참조하면, 측정부(910)는 일정 시간마다 제1 배터리(311), 제2 배터리(312) 등의 온도를 측정하는 기능을 수행한다. 측정부(910)는 온도계로 구현되어 제1 배터리(311), 제2 배터리(312) 등에 부착되거나, 제1 배터리(311), 제2 배터리(312) 등이 구비되어 있는 배터리 룸(battery room)에 설치될 수 있다.Referring to FIG. 6A , the measuring unit 910 performs a function of measuring the temperature of the first battery 311 , the second battery 312 , and the like every predetermined time. The measurement unit 910 is implemented as a thermometer and is attached to the first battery 311 , the second battery 312 , or the like, or a battery room in which the first battery 311 , the second battery 312 , and the like are provided. ) can be installed.

비교부(920)는 측정부(910)에 의해 측정된 제1 배터리(311), 제2 배터리(312) 등의 온도와 기준값을 비교하는 기능을 수행한다. 비교부(920)는 이러한 비교를 통해 제1 배터리(311), 제2 배터리(312) 등의 온도가 기준값(예를 들어, 영상 3도) 이상인지 여부를 판단할 수 있다. 비교부(920)는 온도계로부터 측정값을 수신하여 처리하는 마이크로 컨트롤러(MCU)(또는 마이크로 프로세서(MCU))로 구현되어, 하이브리드 선박(10)의 통제실에 설치될 수 있다.The comparator 920 compares the temperature of the first battery 311 and the second battery 312 measured by the measuring unit 910 with a reference value. The comparator 920 may determine whether the temperatures of the first battery 311 and the second battery 312 are equal to or greater than a reference value (eg, 3 degrees of image) through this comparison. The comparator 920 may be implemented as a microcontroller (MCU) (or microprocessor (MCU)) that receives and processes the measured value from the thermometer, and may be installed in the control room of the hybrid vessel 10 .

측정부(910)와 비교부(920)는 하나의 장치로 통합될 수 있다. 이 경우 온도 관리 장치(900)는 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이 측정부(910)와 비교부(920) 대신에 모니터링부(940)를 구비할 수 있다.The measuring unit 910 and the comparing unit 920 may be integrated into one device. In this case, the temperature management apparatus 900 may include a monitoring unit 940 instead of the measuring unit 910 and the comparator 920 as shown in FIG. 6B .

모니터링부(940)는 제1 배터리(311), 제2 배터리(312) 등의 온도를 측정하여 제1 배터리(311), 제2 배터리(312) 등의 온도가 기준값 이상인지 여부를 판단하는 기능을 수행한다. 모니터링부(940)는 배터리 관리 시스템(BMS; Battery Management System) 또는 에너지 관리 시스템(EMS; Energy Management System)으로 구현될 수 있다.The monitoring unit 940 has a function of measuring the temperature of the first battery 311 and the second battery 312 to determine whether the temperature of the first battery 311 or the second battery 312 is equal to or greater than a reference value. carry out The monitoring unit 940 may be implemented as a battery management system (BMS) or an energy management system (EMS).

온도 유지 제어부(930)는 제1 배터리(311), 제2 배터리(312) 등의 온도가 기준값 미만인 것으로 판단되면, 제1 배터리(311), 제2 배터리(312) 등의 온도가 기준값 이상이 되도록 제어하는 기능을 수행한다.When it is determined that the temperature of the first battery 311 and the second battery 312 is less than the reference value, the temperature maintenance control unit 930 determines that the temperature of the first battery 311 or the second battery 312 is higher than or equal to the reference value. It performs the function of controlling as much as possible.

온도 유지 제어부(930)는 제1 배터리(311), 제2 배터리(312) 등의 온도가 기준값 미만인 것으로 판단되는 경우, 제1 연료 전지(321), 제2 연료 전지(322) 등을 가동하여 열 에너지를 생성하고, 이 열 에너지를 제1 배터리(311), 제2 배터리(312) 등이 설치되어 있는 배터리 룸에 공급하여 제1 배터리(311), 제2 배터리(312) 등의 온도가 기준값 이상이 되도록 제어할 수 있다.When it is determined that the temperature of the first battery 311 and the second battery 312 is less than the reference value, the temperature maintenance control unit 930 operates the first fuel cell 321 , the second fuel cell 322 , etc. Heat energy is generated, and the heat energy is supplied to the battery room in which the first battery 311 and the second battery 312 are installed, so that the temperature of the first battery 311 and the second battery 312 is increased. It can be controlled to exceed the reference value.

제1 배터리(311), 제2 배터리(312) 등의 온도를 상승시키고자 하는 경우, 제1 연료 전지(321), 제2 연료 전지(322) 등은 최저 부하 모드, 즉 연료 전지 가동에 필요한 BOP(Balance Of Plant) 전력을 생산하는 모드로 가동하면서 열 에너지를 생산할 수 있다. 이때 제1 연료 전지(321), 제2 연료 전지(322) 등에 의해 발생되는 열 에너지는 배터리 룸에 공급되어, 제1 배터리(311), 제2 배터리(312) 등의 온도가 영하로 떨어지는 것을 방지할 수 있다.When it is desired to increase the temperature of the first battery 311 and the second battery 312 , the first fuel cell 321 , the second fuel cell 322 , etc. are in the lowest load mode, that is, necessary for operating the fuel cell. Thermal energy can be produced while operating in a mode that produces Balance Of Plant (BOP) power. At this time, thermal energy generated by the first fuel cell 321 , the second fuel cell 322 , etc. is supplied to the battery room so that the temperature of the first battery 311 , the second battery 312 , etc. falls below zero. can be prevented

한편 본 실시예에서는 제1 배터리(311), 제2 배터리(312) 등이 설치되어 있는 배터리 룸에 히터(heater)를 설치하고, 이 히터를 가동시켜 제1 배터리(311), 제2 배터리(312) 등의 온도를 상승시키는 것도 가능하다.Meanwhile, in this embodiment, a heater is installed in the battery room where the first battery 311, the second battery 312, etc. are installed, and the heater is operated to operate the first battery 311, the second battery ( 312), etc., it is also possible to raise the temperature.

한편 온도 관리 장치(900)는 연료 전지 시스템 즉, 전력부(300)에 구비되는 제1 연료 전지(321)와 제2 연료 전지(322)의 온도가 일정 온도 이상이 되도록 관리하는 기능도 수행할 수 있다.Meanwhile, the temperature management device 900 may also perform a function of managing the temperature of the first fuel cell 321 and the second fuel cell 322 provided in the fuel cell system, that is, the power unit 300 to be above a predetermined temperature. can

온도 관리 장치(900)가 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이 구성되는 경우, 각 구성은 다음과 같은 기능을 수행할 수 있다.When the temperature management device 900 is configured as shown in FIG. 6A , each configuration may perform the following functions.

측정부(910)는 일정 시간마다 제1 연료 전지(321), 제2 연료 전지(322) 등의 온도를 측정하는 기능을 수행한다.The measurement unit 910 performs a function of measuring the temperature of the first fuel cell 321 and the second fuel cell 322 every predetermined time.

비교부(920)는 측정부(910)에 의해 측정된 제1 연료 전지(321), 제2 연료 전지(322) 등의 온도와 기준값을 비교하여, 제1 연료 전지(321), 제2 연료 전지(322) 등의 온도가 기준값 이상인지 여부를 판단하는 기능을 수행한다.The comparison unit 920 compares the temperatures of the first fuel cell 321 and the second fuel cell 322 measured by the measurement unit 910 with reference values, and the first fuel cell 321 and the second fuel It performs a function of determining whether the temperature of the battery 322 or the like is equal to or greater than a reference value.

온도 유지 제어부(930)는 제1 연료 전지(321), 제2 연료 전지(322) 등의 온도가 기준값 미만인 것으로 판단되면, 제1 연료 전지(321), 제2 연료 전지(322) 등의 온도가 기준값 이상이 되도록 제어하는 기능을 수행한다.When it is determined that the temperature of the first fuel cell 321 and the second fuel cell 322 is less than the reference value, the temperature maintenance control unit 930 determines the temperature of the first fuel cell 321 and the second fuel cell 322 . It performs the function of controlling so that is greater than or equal to the reference value.

온도 유지 제어부(930)는 제1 연료 전지(321), 제2 연료 전지(322) 등의 온도가 기준값 미만인 것으로 판단되는 경우, 제1 연료 전지(321), 제2 연료 전지(322) 등을 가동할 수 있다. 제1 연료 전지(321), 제2 연료 전지(322) 등이 가동되면 자체적으로 열 에너지가 생성되어 제1 연료 전지(321), 제2 연료 전지(322) 등의 온도를 상승시키는 것이 가능해질 수 있다.When it is determined that the temperature of the first fuel cell 321 and the second fuel cell 322 is less than the reference value, the temperature maintenance control unit 930 controls the first fuel cell 321, the second fuel cell 322, etc. can be operated When the first fuel cell 321 , the second fuel cell 322 , etc. are operated, thermal energy is generated by itself, making it possible to increase the temperature of the first fuel cell 321 , the second fuel cell 322 , etc. can

한편 본 실시예에서는 제1 연료 전지(321), 제2 연료 전지(322) 등이 설치되어 있는 룸에 히터(heater)를 설치하고, 이 히터를 가동시켜 제1 연료 전지(321), 제2 연료 전지(322) 등의 온도를 상승시키는 것도 가능하다.On the other hand, in the present embodiment, a heater is installed in a room in which the first fuel cell 321, the second fuel cell 322, etc. are installed, and the heater is operated to operate the first fuel cell 321, the second fuel cell 322, and the like. It is also possible to increase the temperature of the fuel cell 322 or the like.

온도 관리 장치(900)가 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이 구성되는 경우, 각 구성은 다음과 같은 기능을 수행할 수 있다.When the temperature management device 900 is configured as shown in FIG. 6B , each configuration may perform the following functions.

모니터링부(940)는 일정 시간마다 제1 연료 전지(321), 제2 연료 전지(322) 등의 온도를 측정하여, 제1 연료 전지(321), 제2 연료 전지(322) 등의 온도가 기준값 이상인지 여부를 판단하는 기능을 수행한다.The monitoring unit 940 measures the temperature of the first fuel cell 321 , the second fuel cell 322 , and the like every predetermined time, so that the temperature of the first fuel cell 321 and the second fuel cell 322 is determined. It performs a function of determining whether or not it is greater than a reference value.

온도 유지 제어부(930)는 제1 연료 전지(321), 제2 연료 전지(322) 등의 온도가 기준값 미만인 것으로 판단되면, 제1 연료 전지(321), 제2 연료 전지(322) 등의 온도가 기준값 이상이 되도록 제어하는 기능을 수행한다.When it is determined that the temperature of the first fuel cell 321 and the second fuel cell 322 is less than the reference value, the temperature maintenance control unit 930 determines the temperature of the first fuel cell 321 and the second fuel cell 322 . It performs the function of controlling so that is greater than or equal to the reference value.

한편 앞서 설명한 바와 같이 제1 연료 전지(321), 제2 연료 전지(322) 등의 내부에는 전력을 생산할 때에 생성되는 물이 고여 있을 수 있다. 제1 연료 전지(321), 제2 연료 전지(322) 등에 고여 있는 물은 제1 연료 전지(321), 제2 연료 전지(322) 등의 온도가 영하가 될 경우, 동결되어 배관을 파괴하거나 플러깅시킬 수 있다.Meanwhile, as described above, water generated when generating electric power may be stagnant in the first fuel cell 321 , the second fuel cell 322 , and the like. When the temperature of the first fuel cell 321 and the second fuel cell 322 is below zero, the water accumulated in the first fuel cell 321 and the second fuel cell 322 is frozen to destroy the pipe or can be plugged in.

본 실시예에서는 제1 연료 전지(321), 제2 연료 전지(322) 등의 일측에 배출구를 형성하여, 제1 연료 전지(321), 제2 연료 전지(322) 등의 온도를 일정 온도 이상이 되도록 상승시킨 후, 배출구를 막고 있는 마개를 탈착시켜 물이 외부로 배출되도록 하는 것도 가능하다.In the present embodiment, an exhaust port is formed on one side of the first fuel cell 321 and the second fuel cell 322 , so that the temperature of the first fuel cell 321 and the second fuel cell 322 is set to a predetermined temperature or higher. After raising it so that it becomes possible, it is also possible to detach the stopper blocking the outlet so that the water is discharged to the outside.

다음으로 온도 관리 장치(900)의 작동 방법에 대하여 설명한다. 도 7은 하이브리드 선박에 구비되는 온도 관리 장치의 작동 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다.Next, an operation method of the temperature management device 900 will be described. 7 is a flowchart schematically illustrating a method of operating a temperature management device provided in a hybrid vessel.

이하에서는 제1 배터리(311), 제2 배터리(312) 등의 온도를 관리하는 경우에 대하여 설명할 것이나, 제1 연료 전지(321), 제2 연료 전지(322) 등의 온도를 관리하는 경우도 동일한 방식이 적용될 수 있음은 물론이다.Hereinafter, the case of managing the temperature of the first battery 311 and the second battery 312 will be described, but the case of managing the temperature of the first fuel cell 321 and the second fuel cell 322 , etc. Of course, the same method may also be applied.

먼저, 측정부(910)가 일정 시간마다 제1 배터리(311), 제2 배터리(312) 등의 온도를 측정한다(S1010).First, the measuring unit 910 measures the temperature of the first battery 311, the second battery 312, and the like every predetermined time (S1010).

이후, 비교부(920)가 제1 배터리(311), 제2 배터리(312) 등의 온도와 기준값을 비교하여, 제1 배터리(311), 제2 배터리(312) 등의 온도가 기준값 이상인지 여부를 판단한다(S1020).Thereafter, the comparator 920 compares the temperature of the first battery 311 and the second battery 312 with a reference value, and determines whether the temperature of the first battery 311 or the second battery 312 is equal to or greater than the reference value. It is determined whether or not (S1020).

제1 배터리(311), 제2 배터리(312) 등의 온도가 기준값 이상인 것으로 판단되면, 온도 유지 제어부(930)는 아무런 기능을 수행하지 않는다.When it is determined that the temperature of the first battery 311 and the second battery 312 is equal to or greater than the reference value, the temperature maintenance control unit 930 does not perform any function.

반면 제1 배터리(311), 제2 배터리(312) 등의 온도가 기준값 미만인 것으로 판단되면, 온도 유지 제어부(930)는 제1 배터리(311), 제2 배터리(312) 등의 온도가 기준값 이상이 되도록 제1 배터리(311), 제2 배터리(312) 등의 온도를 상승시킨다(S1030). 온도 유지 제어부(930)는 제1 연료 전지(321), 제2 연료 전지(322) 등을 BOP 전력 생산 모드를 가동시키고, 이때 발생되는 열 에너지를 제1 배터리(311), 제2 배터리(312) 등이 설치되어 있는 배터리 룸에 공급하여, 제1 배터리(311), 제2 배터리(312) 등의 온도를 상승시킬 수 있다.On the other hand, when it is determined that the temperature of the first battery 311 and the second battery 312 is less than the reference value, the temperature maintenance control unit 930 controls the temperature of the first battery 311 and the second battery 312 to be higher than the reference value. Thus, the temperature of the first battery 311 and the second battery 312 is increased (S1030). The temperature maintenance control unit 930 operates the BOP power production mode for the first fuel cell 321 , the second fuel cell 322 , and the like, and transfers thermal energy generated at this time to the first battery 311 , the second battery 312 , and the like. ), etc. may be supplied to the installed battery room to increase the temperature of the first battery 311 , the second battery 312 , and the like.

이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although embodiments of the present invention have been described with reference to the above and the accompanying drawings, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can implement the present invention in other specific forms without changing the technical spirit or essential features. You will understand that there is Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.

10: 하이브리드 선박 100: 선체
200: 연료 탱크 300: 전력부
311, 312: 배터리 321, 322: 연료 전지
331, 332, 333, 334: DC/DC 컨버터 400: 배전부
410: 배전반 421: DC/AC 컨버터
500: 추진부 510, 520: 추진 모터
600: 부하 장비 611, 621: AC/DC 컨버터
800: 제어부 900: 온도 관리 장치
910: 측정부 920: 비교부
930: 온도 유지 제어부 940: 모니터링부10: hybrid vessel 100: hull
200: fuel tank 300: power unit
311, 312: battery 321, 322: fuel cell
331, 332, 333, 334: DC/DC converter 400: power distribution unit
410: switchboard 421: DC/AC converter
500: propulsion unit 510, 520: propulsion motor
600: load equipment 611, 621: AC/DC converter
800: control unit 900: temperature management device
910: measurement unit 920: comparison unit
930: temperature maintenance control unit 940: monitoring unit

Claims (5)

선박을 작동시키는 데에 이용되는 제1 전력을 생산하는 연료 전지, 및 상기 선박을 작동시키는 데에 이용되는 제2 전력을 저장하며 상기 연료 전지와 서로 다른 공간에 구축되는 배터리를 구비하며, 선내에 구비되는 부하 장비로 상기 제1 전력과 상기 제2 전력 중 적어도 하나의 전력을 공급하는 전력부;
상기 제1 전력과 상기 제2 전력 중 적어도 하나의 전력을 상기 부하 장비로 전달하는 배전부;
상기 제1 전력과 상기 제2 전력 중 적어도 하나의 전력을 이용하여, 상기 선박의 운항 계획에 따라 상기 선박을 추진시키는 추진부; 및
상기 배터리의 온도를 모니터링하여, 상기 배터리의 온도가 기준값보다 낮을 때 상기 연료 전지를 BOP(Balance Of Plant) 전력을 생산하는 모드로 가동시켜 열 에너지를 생성하며, 상기 열 에너지를 상기 배터리에 공급하여 상기 배터리의 온도를 상승시키는 온도 관리 장치를 포함하며,
상기 부하 장비는 상기 전력부를 제어하는 제어 장비를 구비하고,
상기 온도 관리 장치는 상기 연료 전지의 온도가 기준값보다 낮을 때 상기 연료 전지를 BOP 전력을 생산하는 모드로 가동시키며, 상기 연료 전지의 온도가 기준값 이상으로 높아지면 상기 연료 전지의 내부에 고여 있는 물을 제거하는 하이브리드 선박.A fuel cell for generating first electric power used to operate a ship, and a battery for storing second electric power used for operating the ship, the battery being built in a different space from the fuel cell, a power unit for supplying at least one of the first power and the second power to the provided load equipment;
a power distribution unit transmitting at least one of the first power and the second power to the load equipment;
a propulsion unit for propelling the vessel according to the operation plan of the vessel by using at least one of the first electric power and the second electric power; and
By monitoring the temperature of the battery, when the temperature of the battery is lower than the reference value, the fuel cell is operated in a mode for producing Balance Of Plant (BOP) power to generate thermal energy, and supplying the thermal energy to the battery It includes a temperature management device for increasing the temperature of the battery,
The load equipment includes a control equipment for controlling the power unit,
The temperature management device operates the fuel cell in a mode for producing BOP power when the temperature of the fuel cell is lower than the reference value, and when the temperature of the fuel cell increases above the reference value, the water accumulated in the fuel cell is removed. A hybrid vessel to remove. 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 온도 관리 장치는 상기 연료 전지의 온도를 모니터링하여, 상기 연료 전지의 온도가 상기 기준값보다 낮을 때, 히터를 이용하여 상기 연료 전지를 가열하여 상기 연료 전지의 내부에 고여 있는 물이 동결되는 것을 방지하는 하이브리드 선박.The method of claim 1,
The temperature management device monitors the temperature of the fuel cell and, when the temperature of the fuel cell is lower than the reference value, heats the fuel cell using a heater to prevent freezing of water accumulated in the fuel cell hybrid vessel. 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 제어 장비는 배터리 관리 시스템(Battery Management System), 에너지 관리 시스템(Energy Management System) 및 전력 관리 시스템(Power Management System) 중 적어도 하나를 포함하는 하이브리드 선박.The method of claim 1,
The control equipment is a hybrid vessel including at least one of a battery management system (Battery Management System), an energy management system (Energy Management System), and a power management system (Power Management System).
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