KR102499189B1 - 독립 보조 전원 시스템의 제어 방법 - Google Patents

독립 보조 전원 시스템의 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량의 보조 배터리를 충전하고, 보조 배터리에 충전한 전기를 다른 장치에 공급하는 동작을 제어하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은, 메인 배터리 모듈과, 보조 배터리 모듈과, 상기 메인 배터리 모듈과 상기 보조 배터리 모듈 사이를 연결하거나 연결을 해제하는 컨버터 모듈과, 태양광 발전 모듈과, 열전 발전 모듈과, 상기 태양광 발전 모듈과 상기 메인 배터리 모듈 사이 및 상기 태양광 발전 모듈과 상기 보조 배터리 모듈 사이를 연결하는 제 1 레귤레이터 모듈과, 상기 열전 발전 모듈과 상기 메인 배터리 모듈 및 상기 열전 발전 모듈과 상기 보조 배터리 모듈 사이를 연결하는 제 2 레귤레이터 모듈과, 제어 모듈을 포함하는 독립 보조 전원 시스템에 있어서, 상기 보조 배터리 모듈의 충전을 제어하고, 상기 보조 배터리 모듈에 충전한 전기 에너지를 이용하여, 상기 메인 배터리 모듈의 충전과, 상기 공조기의 전원을 제어하는 방법을 제공한다.

Description

독립 보조 전원 시스템의 제어 방법 { CONTROL METHOD OF INDEPENDENT AUXILIARY POWER SYSTEM }
본 발명은 차량의 보조 배터리를 충전하고, 보조 배터리에 충전한 전기를 다른 장치에 공급하는 동작을 제어하는 방법에 관한 것이다.
차량의 전장 부품은 차량을 구성하는 장치 중 전기를 이용하는 모든 장치이다. 전장 부품은, 시동, 충전, 점화, 냉각, 예열, 연료 공급, 자동 순항 제어, 엔진 관리 등을 제어하는 엔진 전장 부품과, 변속, 4륜 구동, 제동, 현가, 조향 등을 제어하는 섀시 전장 부품과, 조명, 계기, 에어백, 공조, 트립 등을 제어하는 바디 전장 부품으로 분류할 수 있다.
차량의 구동 성능과 편의성을 향상하기 위하여, 차량에 설치하는 전장 부품의 개수가 증가하고 있다. 또한 자율 주행 기술이 발달함에 따라, 이를 처리하기 위한 전장 부품의 수요도 늘어나고 있다.
전장 부품의 개수가 증가함에 따라, 차량에서 소비하는 전력도 함께 증가한다. 즉, 차량에 설치하는 전장 부품의 증가에 따라, 전장 부품에 전기를 안정적으로 공급하는 문제점과, 전력 소모를 저감하며 효율적으로 공급하는 문제점을 해결할 필요가 있다.
차량의 전원 시스템은, 메인 배터리(main battery)와 보조 배터리(auxiliary battery)를 포함할 수 있다.
메인 배터리는, 차량에 설치하는 전장 부품에 전기를 공급할 수 있다. 보조 배터리는, 전장 부품에서 순간적으로 높은 부하가 발생할 때와, 비정기적으로 부하가 발생할 때 전기를 공급할 수 있다.
보조 배터리는, 메인 배터리로부터 전기를 공급 받아 충전하거나, 차량의 엔진을 시동하여 충전할 수 있다. 이와 함께 태양광, 열, 진동 등 여러 에너지원을 발전 수단으로 삼은 에너지 하베스팅(energy harversting) 기술을 이용하여, 보조 배터리를 충전할 수 있다.
에너지 하베스팅 기술을 차량에 적용하여 압전 발전 소자를 이용하여 타이어의 공기압을 측정하는 장치에 전기를 공급하는 사례나, 작은 용량의 태양광 발전을 이용하여 환기 장치에 전기를 공급하는 사례를 볼 수 있다.
그러나 하나 이상의 에너지원을 포함하여 에너지 하베스팅 기술을 적용한 전원 제어 시스템에서, 에너지원 별로 발전량을 관리하고, 발전한 전기를 보조 배터리와 전장 부품에 각각 공급하는 작업을 제어하는 기술의 부재로, 배터리를 빈번하게 충전하고 방전하여 충전 효율이 감소하고, 차량의 연비 또한 줄어드는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 하나 이상의 에너지원을 포함하여 에너지 하베스팅 기술을 적용한 독립 보조 전원 시스템에서, 에너지원 별로 발전량을 관리하고, 발전한 전기를 보조 배터리와 전장 부품에 각각 공급하는 작업을 제어하는 방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 메인 배터리 모듈과, 보조 배터리 모듈과, 상기 메인 배터리 모듈과 상기 보조 배터리 모듈 사이를 연결하거나 연결을 해제하는 컨버터 모듈과, 태양광 발전 모듈과, 열전 발전 모듈과, 상기 태양광 발전 모듈과 상기 메인 배터리 모듈 사이 및 상기 태양광 발전 모듈과 상기 보조 배터리 모듈 사이를 연결하는 제 1 레귤레이터 모듈과, 상기 열전 발전 모듈과 상기 메인 배터리 모듈 및 상기 열전 발전 모듈과 상기 보조 배터리 모듈 사이를 연결하는 제 2 레귤레이터 모듈과, 제어 모듈을 포함하는 독립 보조 전원 시스템에 있어서, (S1) 상기 제어 모듈이, 상기 보조 배터리 모듈의 잔존 용량 지정 범위를 수신하는 단계와; (S2) 상기 제어 모듈이, 상기 태양광 발전 모듈에서 발전한 직류 전기의 전압 크기인 제 1 전압을 측정하고, 상기 보조 배터리 모듈에 충전한 직류 전기의 전압 크기인 제 2 전압을 측정하며, 상기 보조 배터리 모듈의 잔존 용량인 제 1 잔존 용량을 측정하는 단계와; (S3) 상기 제어 모듈이, 상기 제 1 전압이 제 1 기준 전압 이상이고, 상기 제 2 전압이 제 2 기준 전압 이상일 때 상기 제 1 레귤레이터 모듈과 상기 제 2 레귤레이터 모듈이 동작 가능한 것으로 판단하고, 그렇지 않은 경우 상기 제 1 레귤레이터 모듈과 상기 제 2 레귤레이터 모듈이 동작 불가능한 것으로 판단하는 단계와; (S4) 상기 제어 모듈이, 상기 제 1 레귤레이터 모듈과 상기 제 2 레귤레이터 모듈이 동작 가능한 것으로 판단한 경우, 상기 제 1 레귤레이터 모듈과 상기 제 2 레귤레이터 모듈을 턴 온 시키는 단계와; (S5) 상기 제어 모듈이, 상기 제 1 잔존 용량을 측정한 다음, 상기 제 1 잔존 용량이 상기 보조 배터리 모듈의 잔존 용량 지정 범위의 상한 값을 초과한 경우 (S6) 단계를 진행하고, 그렇지 않은 경우 상기 (S4) 단계를 다시 진행하는 단계와; (S6) 상기 제어 모듈이, 상기 제 1 레귤레이터 모듈과 상기 제 2 레귤레이터 모듈을 턴 오프 시키는 단계를 포함하는 독립 보조 전원 시스템의 제어 방법을 제공한다.
그리고, 상기 (S1) 단계에서, 상기 보조 배터리 모듈의 잔존 용량 지정 범위는, 하한 값이 92%이고, 상한 값이 95%인, 독립 보조 전원 시스템의 제어 방법을 제공한다.
그리고, 상기 (S2) 단계에서, 상기 제어 모듈이, 상기 태양광 발전 모듈의 출력 전력인 제 1 출력 전력과, 상기 열전 발전 모듈의 온도 변화인 제 1 온도를 측정하는 과정을 더 포함하는, 독립 보조 전원 시스템의 제어 방법을 제공한다.
그리고, 상기 (S3) 단계에서, 상기 제 1 기준 전압은 20V이고, 상기 제 2 기준 전압은 12V인, 독립 보조 전원 시스템의 제어 방법을 제공한다.
그리고, 상기 (S3) 단계에서, 상기 제어 모듈이, 상기 제 1 잔존 용량이 상기 보조 배터리 모듈의 잔존 용량 지정 범위에 포함되고, 상기 제 1 출력 전력이 50W 이상인 경우 상기 태양광 발전 모듈이 동작 가능한 것으로 판단하고, 그렇지 않은 경우 상기 태양광 발전 모듈이 동작 불가능한 것으로 판단하는 과정을 더 포함하는, 독립 보조 전원 시스템의 제어 방법을 제공한다.
그리고, 상기 (S3) 단계에서, 상기 제어 모듈이, 상기 제 1 잔존 용량이 상기 보조 배터리 모듈의 잔존 용량 지정 범위에 포함되고, 상기 제 1 온도가 100°C 이상인 경우 상기 열전 발전 모듈이 동작 가능한 것으로 판단하고, 그렇지 않은 경우 상기 열전 발전 모듈이 동작 불가능한 것으로 판단하는 과정을 더 포함하는, 독립 보조 전원 시스템의 제어 방법을 제공한다.
그리고, 상기 (S4) 단계에서, 상기 제어 모듈이, 상기 태양광 발전 모듈이 동작 가능한 것으로 판단한 경우, 상기 태양광 발전 모듈을 발전시키는 과정을 더 포함하는, 독립 보조 전원 시스템의 제어 방법을 제공한다.
그리고, 상기 (S4) 단계에서, 상기 제어 모듈이, 상기 열전 발전 모듈이 동작 가능한 것으로 판단한 경우, 상기 열전 발전 모듈을 발전시키는 과정을 더 포함하는, 독립 보조 전원 시스템의 제어 방법을 제공한다.
그리고, 상기 (S6) 단계에서, 상기 제어 모듈이, 상기 태양광 발전 모듈과 상기 열전 발전 모듈의 동작을 정지시키고, 상기 컨버터 모듈을 턴 온 시키는 과정을 더 포함하는, 독립 보조 전원 시스템의 제어 방법을 제공한다.
그리고, (R1) 상기 제어 모듈이, 상기 제 1 잔존 용량을 측정한 다음, 상기 제 1 잔존 용량이 제 1 충전 값을 초과한 경우 (R2) 단계를 진행하고, 그렇지 않은 경우 종료하는 단계와; (R2) 상기 제어 모듈이, 상기 컨버터 모듈을 초기화하는 단계와; (R3) 상기 제어 모듈이, 상기 컨버터 모듈을 턴 온 시키는 단계와; (R4) 상기 제어 모듈이, 상기 제 1 잔존 용량을 측정한 다음, 상기 제 1 잔존 용량이 제 2 충전 값 미만인 경우 상기 컨버터 모듈을 턴 오프 시키고, 그렇지 않은 경우 상기 (R3) 단계를 다시 진행하는 단계를 더 포함하는 독립 보조 전원 시스템의 제어 방법을 제공한다.
그리고, 상기 (R1) 단계에서, 상기 제 1 충전 값은 50%이고, 상기 제 2 충전값은 30%인, 독립 보조 전원 시스템의 제어 방법을 제공한다.
그리고, (Q1) 상기 제어 모듈이, 상기 제 1 잔존 용량을 측정한 다음, 상기 제 1 잔존 용량이 제 3 충전 값을 초과한 경우 (Q3) 단계를 진행하고, 그렇지 않은 경우 종료하는 단계와; (Q2) 상기 제어 모듈이, 공조기의 설정 온도를 초기화하는 단계와; (Q3) 상기 제어 모듈이, 차량 내외부의 온도 차이 측정 값이 제 2 온도를 초과한 경우 (Q4) 단계를 진행하고, 그렇지 않은 경우 (Q5) 단계를 진행하는 단계와; (Q4) 상기 제어 모듈이, 상기 보조 배터리 모듈에서 상기 공조기로 전기 에너지를 공급하도록 하는 단계와; (Q5) 상기 제어 모듈이, 상기 보조 배터리 모듈에서 자외선 살균기로 전기 에너지를 공급하도록 하는 단계를 포함하는 독립 보조 전원 시스템의 제어 방법을 제공한다.
그리고, 상기 (Q1) 단계에서, 상기 제 3 충전값은 30%인,독립 보조 전원 시스템의 제어 방법을 제공한다.
그리고, 상기 (Q5) 단계에서, 상기 자외선 살균기는, 275nm 내지 305nm의 파장 대역을 가진 자외선을 30분 동안 3회 이상 조사하는, 독립 보조 전원 시스템의 제어 방법을 제공한다.
본 발명은, 독립 보조 전원 시스템에서 보조 배터리 모듈을 이용하여 메인 배터리 모듈을 충전하고, 공조기 등 전장 부품에 전기 에너지를 공급하는 방법을 제어함으로써, 메인 배터리 모듈과 보조 배터리 모듈의 충전 효율을 향상할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 독립 보조 전원 시스템을 간략하게 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 독립 보조 전원 시스템의 보조 배터리 모듈 충전 제어 방법을 간략하게 나타낸 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 독립 보조 전원 시스템의 메인 배터리 모듈 충전 제어 방법을 간략하게 나타낸 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 독립 보조 전원 시스템의 공조기 전원 제어 방법을 간략하게 나타낸 순서도이다.
본 발명은 취지를 벗어나지 않는 한도에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있고, 하나 이상의 실시 예를 가질 수 있다. 그리고 본 발명에서 “발명을 실시하기 위한 구체적인 내용” 및 “도면” 등에 기재한 실시 예는, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 예시이며, 본 발명의 권리 범위를 제한하거나 한정하는 것은 아니다.
따라서, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자가, 본 발명의 “발명을 실시하기 위한 구체적인 내용” 및 “도면” 등으로부터 용이하게 유추할 수 있는 것은, 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석할 수 있다.
또한, 도면에 표시한 각 구성 요소들의 크기와 형태는, 실시 예의 설명을 위해 과장되어 표현한 것 일 수 있으며, 실제로 실시되는 발명의 크기와 형태를 한정하는 것은 아니다.
본 발명의 명세서에서 사용되는 용어를 특별히 정의하지 않는 이상, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 독립 보조 전원 시스템을 간략하게 나타낸 블록도이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 독립 보조 전원 시스템(100)은, 메인 배터리 모듈(110)과, 보조 배터리 모듈(120)과, 컨버터 모듈(130)과, 태양광 발전 모듈(140)과, 열전 발전 모듈(150)과, 레귤레이터 모듈(160)과, 제어 모듈(170)을 포함할 수 있다.
메인 배터리 모듈(110)은, 차량에 설치하는 모든 전장 부품에 전기 에너지를 공급할 수 있다. 또는 본 발명의 일 실시 예에 따른 독립 보조 전원 시스템(100)을 전기 자동차에 사용하는 경우, 메인 배터리 모듈(110)은 차량을 구동하는 모터에 전기 에너지를 공급할 수 있다.
보조 배터리 모듈(120)은, 차량에 설치하는 모든 전장 부품에서 순간적으로 높은 부하가 발생할 때와, 비정기적으로 부하가 발생할 때 전기 에너지를 공급할 수 있다. 또는 본 발명의 일 실시 예에 따른 독립 보조 전원 시스템(100)을 전기 자동차에 사용하는 경우, 메인 배터리 모듈(110)은 차량에 설치하는 모든 전장 부품에 전기 에너지를 공급할 수 있다.
컨버터 모듈(130)은, 메인 배터리 모듈(110)과 보조 배터리 모듈(120) 사이를 연결할 수 있다. 컨버터 모듈(130)은, 턴-온(turn on) 상태에서 메인 배터리 모듈(110)과 보조 배터리 모듈(120) 사이를 연결할 수 있고, 턴-오프(turn off) 상태에서 연결을 해제할 수 있다. 컨버터 모듈(130)은 저전압 DC-DC 컨버터(Low Voltage DC-DC Converter)일 수 있다.
메인 배터리 모듈(110)은 컨버터 모듈(130)을 통해, 보조 배터리 모듈(120)로 전기 에너지를 공급하여, 보조 배터리 모듈(120)을 충전할 수 있다. 또는 보조 배터리 모듈(120)은 컨버터 모듈(130)을 통해, 메인 배터리 모듈(110)로 전기 에너지를 공급하여, 메인 배터리 모듈(110)을 충전할 수 있다.
태양광 발전 모듈(140)은, 하나 이상의 태양 전지 셀을 포함할 수 있다. 태양광이 태양 전지 셀에 도달할 때 광전효과가 발생하여, 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환할 수 있다.
열전 발전 모듈(150)은, 차량에서 발생하는 열 에너지를 전기 에너지로 변환할 수 있다.
레귤레이터 모듈(160)은, 태양광 발전 모듈(140)과 열전 발전 모듈(150)에서 발전한 교류 전기(Alternating Current, AC)를 정류하거나, 일정한 전압을 가진 직류 전기(Direct Current, DC)로 조정할 수 있다.
레귤레이터 모듈(160)은 제 1 레귤레이터 모듈(161)과 제 2 레귤레이터 모듈(162)을 포함할 수 있다.
제 1 레귤레이터 모듈(161)은, 태양광 발전 모듈(140)과 메인 배터리 모듈(110) 사이, 태양광 발전 모듈(140)과 보조 배터리 모듈(120) 사이를 연결할 수 있고, 태양광 발전 모듈(140)에서 발전한 전기 에너지를 메인 배터리 모듈(110) 또는 보조 배터리 모듈(120)로 공급할 수 있다.
제 2 레귤레이터 모듈(162)은, 열전 발전 모듈(150)과 메인 배터리 모듈(110), 열전 발전 모듈(150)과 보조 배터리 모듈(120) 사이를 연결할 수 있고, 열전 발전 모듈(150)에서 발전한 전기 에너지를 메인 배터리 모듈(110) 또는 보조 배터리 모듈(120)로 공급할 수 있다.
제어 모듈(170)은, 메인 배터리 모듈(110)과 보조 배터리 모듈(120)의 충전과 방전을 제어할 수 있다. 또한 태양광 발전 모듈(140)과 열전 발전 모듈(150)에서 발전한 전기 에너지를, 메인 배터리 모듈(110)과 보조 배터리 모듈(120)에 공급하는 것을 제어할 수 있다.
공조기(200)와 자외선 살균기(300)는 독립 보조 전원 시스템(100)과 연결되어, 이로부터 전기 에너지를 공급 받을 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 독립 보조 전원 시스템(100)의 제어 방법은, 보조 배터리 모듈(120)의 충전을 제어하고, 보조 배터리 모듈(120)에 충전한 전기 에너지를 이용하여, 메인 배터리 모듈(110)의 충전과, 공조기(200)의 전원을 제어하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 독립 보조 전원 시스템(100)의 제어 방법은, 보조 배터리 모듈(120) 충전 제어 방법과, 메인 배터리 모듈(110) 충전 제어 방법과, 공조기 전원 제어 방법으로 구분할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 독립 보조 전원 시스템의 보조 배터리 모듈 충전 제어 방법을 간략하게 나타낸 순서도이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 독립 보조 전원 시스템(100)의 보조 배터리 모듈(120) 충전 제어 방법은, 보조 배터리 모듈(120)의 충전을 제어할 수 있으며, 제 1 내지 제 6 단계(S1 ~ S6)를 포함할 수 있다.
제 1 단계(S1)는, 제어 모듈(170)이 보조 배터리 모듈(120)의 잔존 용량(State of Charge, SOC) 지정 범위를 수신하는 단계이다.
잔존 용량(SOC)은 배터리 모듈의 충전 상태를 나타내며, 전체 용량 대비 충전한 용량을 나타낼 수 있다. 잔존 용량(SOC)이 지정 범위의 하한 값 미만일 때 보조 배터리 모듈(120)의 충전을 시작할 수 있고, 잔존 용량(SOC)이 지정 범위의 상한 값을 초과할 때 보조 배터리 모듈(120)의 충전을 정지할 수 있다.
제어 모듈(170)은, 독립 보조 전원 시스템(100)의 외부에서 보조 배터리 모듈(120)의 잔존 용량 지정 범위(SOC-R)를 수신하거나, 입력 받을 수 있다. 이때 보조 배터리 모듈(120)의 잔존 용량 지정 범위(SOC-R)는, 하한 값(LL)과 상한 값(UL)을 포함할 수 있다. 예를 들어 하한 값(LL)은 92%일 수 있고, 상한 값(UL)은 95%일 수 있다.
제 2 단계(S2)는, 제어 모듈(170)이 보조 배터리 모듈(120)과, 태양광 발전 모듈(140)과, 열전 발전 모듈(150)의 상태를 측정하는 단계이다.
제어 모듈(170)은, 태양광 발전 모듈(140)에서 발전한 직류 전기(DC)의 전압 크기인 제 1 전압(V1)을 측정할 수 있다. 그리고 제어 모듈(170)은, 보조 배터리 모듈(120)에 충전한 직류 전기(DC)의 전압 크기인 제 2 전압(V2)을 측정할 수 있다.
또한 제어 모듈(170)은, 보조 배터리 모듈(120)의 잔존 용량(SOC)인 제 1 잔존 용량(SOC1)을 측정할 수 있다. 그리고 제어 모듈(170)은, 태양광 발전 모듈(140)의 출력 전력인 제 1 출력 전력(P1)을 측정할 수 있고, 열전 발전 모듈(150)의 온도 변화인 제 1 온도(T1)를 측정할 수 있다.
제 3 단계(S3)는, 제어 모듈(170)이 태양광 발전 모듈(140)과, 열전 발전 모듈(150)과, 레귤레이터 모듈(160)의 동작 가능 여부를 판단하는 단계이다.
제어 모듈(170)은, 제 1 전압(V1)이 제 1 기준 전압(SV1) 이상이고, 제 2 전압(V2)이 제 2 기준 전압(SV2) 이상인 경우 제 1 레귤레이터 모듈(161)과 제 2 레귤레이터 모듈(162)이 동작 가능한 것으로 판단할 수 있고, 그렇지 않은 경우 제 1 레귤레이터 모듈(161)과 제 2 레귤레이터 모듈(162)이 동작 불가능한 것으로 판단할 수 있다. 예를 들어, 제 1 기준 전압(SV1)은 20V이고, 제 2 기준 전압(SV2)은 12V일 수 있다.
또한 제어 모듈(170)은, 제 1 잔존 용량(SOC1)이 보조 배터리 모듈(120)의 잔존 용량 지정 범위(SOC-R)의 하한 값(LL)과 상한 값(UL) 사이이고, 제 1 출력 전력(P1)이 50W 이상인 경우 태양광 발전 모듈(140)이 동작 가능한 것으로 판단할 수 있으며, 그렇지 않은 경우 태양광 발전 모듈(140)이 동작 불가능한 것으로 판단할 수 있다.
그리고 제어 모듈(170)은, 제 1 잔존 용량(SOC1)이 보조 배터리 모듈(120)의 잔존 용량 지정 범위(SOC-R)의 하한 값(LL)과 상한 값(UL) 사이이고, 제 1 온도(T1)가 100°C 이상인 경우 열전 발전 모듈(150)이 동작 가능한 것으로 판단할 수 있으며, 그렇지 않은 경우 열전 발전 모듈(150)이 동작 불가능한 것으로 판단할 수 있다.
제 4 단계(S4)는, 제어 모듈(170)이 보조 배터리 모듈(120)의 충전을 진행하는 단계이다.
제어 모듈(170)은, 제 1 레귤레이터 모듈(161)과 제 2 레귤레이터 모듈(162)이 동작 가능한 것으로 판단한 경우, 제 1 레귤레이터 모듈(161)과 제 2 레귤레이터 모듈(162)을 턴 온(turn on) 시켜, 태양광 발전 모듈(140) 또는 열전 발전 모듈(150)에서 발전한 전기 에너지를 보조 배터리 모듈(120)로 공급하도록 할 수 있다.
또한 제어 모듈(170)은, 태양광 발전 모듈(140) 또는 열전 발전 모듈(150)이 동작 가능한 것으로 판단한 경우, 태양광 발전 모듈(140) 또는 열전 발전 모듈(150)을 발전시켜, 전기 에너지를 보조 배터리 모듈(120)로 공급하도록 할 수 있다.
제 5 단계(S5)는, 제어 모듈(170)이 보조 배터리 모듈(120)의 잔존 용량이 상한 값(UL)에 도달했는지 확인하는 단계이다.
제어 모듈(170)은, 제 1 잔존 용량(SOC1)을 측정한 다음, 보조 배터리 모듈(120)의 잔존 용량 지정 범위(SOC-R)의 상한 값(UL)을 초과하였는지를 확인할 수 있다.
제어 모듈(170)은, 제 1 잔존 용량(SOC1)이 상한 값(UL)을 초과한 경우 제 6 단계(S6)를 진행할 수 있고, 그렇지 않은 경우 제 4 단계(S4)로 다시 진행하여 제 1 레귤레이터 모듈(161)과 제 2 레귤레이터 모듈(162)의 턴 온(turn on) 상태를 유지하고, 태양광 발전 모듈(140) 또는 열전 발전 모듈(150)을 발전시켜, 전기 에너지를 보조 배터리 모듈(120)로 공급하도록 할 수 있다.
제 6 단계(S6)는, 제어 모듈(170)이 보조 배터리 모듈(120)의 충전을 정지하는 단계이다.
제어 모듈(170)은, 제 1 잔존 용량(SOC1)이 보조 배터리 모듈(120)의 잔존 용량 지정 범위(SOC-R)의 상한 값(UL)을 초과하였다고 확인한 다음, 태양광 발전 모듈(140)과, 열전 발전 모듈(150)과, 제 1 레귤레이터 모듈(161)과, 제 2 레귤레이터 모듈(162)을 턴 오프(turn off) 시켜 동작을 정지시킬 수 있다.
또한 제어 모듈(170)은, 컨버터 모듈(130)을 턴 온(turn on) 시켜, 보조 배터리 모듈(120)에서 메인 배터리 모듈(110)로 전기 에너지를 공급하여, 메인 배터리 모듈(110)을 충전하도록 할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 독립 보조 전원 시스템의 메인 배터리 모듈 충전 제어 방법을 간략하게 나타낸 순서도이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 독립 보조 전원 시스템(100)의 메인 배터리 모듈(110) 충전 제어 방법은, 보조 배터리 모듈(120)에서 메인 배터리 모듈(110)로 전기 에너지를 공급하여, 메인 배터리 모듈(110)의 충전을 제어할 수 있으며, 제 1 내지 제 4 단계(R1 ~ R4)를 포함할 수 있다.
제 1 단계(R1)는, 제어 모듈(170)이 제 1 잔존 용량(SOC1)을 측정하는 단계이다.
제어 모듈(170)은, 제 1 잔존 용량(SOC1)을 측정한 다음, 제 1 잔존 용량(SOC1)이 제 1 충전 값(C1)을 초과하였는지를 판단할 수 있다. 예를 들어 제 1 충전 값(C1)은 50%일 수 있다.
제어 모듈(170)은, 제 1 잔존 용량(SOC1)이 제 1 충전 값(C1)을 초과한 경우 제 2 단계(R2)를 진행할 수 있다. 그렇지 않은 경우, 제어 모듈(170)은 메인 배터리 모듈(110) 충전 제어 방법(R1 ~ R4)을 종료할 수 있다.
제 2 단계(R2)는, 제어 모듈(170)이 컨버터 모듈(130)을 초기화하고 점검하는 단계이다.
제어 모듈(170)은, 보조 배터리 모듈(120)에서 메인 배터리 모듈(110)로 전기 에너지를 공급할 수 있도록, 컨버터 모듈(130)을 초기화할 수 있다.
제 3 단계(R3)는, 제어 모듈(170)이 메인 배터리 모듈(120)의 충전을 진행하는 단계이다.
제어 모듈(170)은, 컨버터 모듈(130)을 턴 온(turn on) 시켜, 보조 배터리 모듈(120)에서 메인 배터리 모듈(110)로 전기 에너지를 공급하여, 메인 배터리 모듈(110)을 충전하도록 할 수 있다.
제 4 단계(R4)는, 제어 모듈(170)이 메인 배터리 모듈(120)의 충전 가능 여부를 확인하는 단계이다.
제어 모듈(170)은, 제 1 잔존 용량(SOC1)을 측정한 다음, 제 1 잔존 용량(SOC1)이 제 2 충전 값(C2) 미만이거나, 메인 배터리 모듈(110)의 충전을 시작한지 10분이 경과되었거나, 독립 보조 전원 시스템(100)의 외부에서 충전 정지 입력(IGN)을 수신한 경우, 컨버터 모듈(130)을 턴 오프(turn off) 시켜 보조 배터리 모듈(120)에서 메인 배터리 모듈(110)로 전기 에너지를 공급하는 것을 정지함으로써, 메인 배터리 모듈(110) 충전 제어 방법(R100 ~ R400)을 종료할 수 있다. 예를 들어 제 2 충전 값(C2)은 30%일 수 있다.
그렇지 않은 경우 제어 모듈(170)은, 제 3 단계(R3)를 다시 진행하여, 메인 배터리 모듈(110)을 충전하도록 할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 독립 보조 전원 시스템의 공조기 전원 제어 방법을 간략하게 나타낸 순서도이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 독립 보조 전원 시스템(100)의 공조기 전원 제어 방법은, 보조 배터리 모듈(120)에서 공조기(200)로 전기 에너지를 공급하여, 공조기(200)를 가동할 수 있으며, 제 1 내지 제 5 단계(Q1 ~ Q5)를 포함할 수 있다.
제 1 단계(Q1)는, 제어 모듈(170)이 제 1 잔존 용량(SOC1)을 측정하는 단계이다.
제어 모듈(170)은, 제 1 잔존 용량(SOC1)을 측정한 다음, 제 1 잔존 용량(SOC1)이 제 3 충전 값(C3)을 초과하였는지를 판단할 수 있다. 예를 들어 제 3 충전 값(C3)은 30%일 수 있다.
제어 모듈(170)은, 제 1 잔존 용량(SOC1)이 제 3 충전 값(C3)을 초과한 경우 제 2 단계(Q2)를 진행할 수 있다. 그렇지 않은 경우, 제어 모듈(170)은 공조기 전원 제어 방법(Q1 ~ Q5)을 종료할 수 있다.
제 2 단계(Q2)는, 제어 모듈(170)이 공조기(200)를 초기화하고 점검하는 단계이다.
제어 모듈(170)은, 공조기(200)의 설정 온도를 초기화할 수 있다.
제 3 단계(Q3)는, 제어 모듈(170)이 차량 내외부의 온도 차이를 측정하는 단계이다.
제어 모듈(170)은, 차량 내외부의 온도 차이 측정 값(TD)이 제 2 온도(T2)를 초과한 경우 제 4 단계(Q4)를 진행할 수 있다. 그렇지 않은 경우 제어 모듈(170)은, 제 5 단계(Q5)를 진행할 수 있다.
제 4 단계(Q4)는, 제어 모듈(170)이 공조기(200)를 동작시키는 단계이다.
제어 모듈(170)은, 보조 배터리 모듈(120)에서 공조기(200)로 전기 에너지를 공급하여, 공조기(200)가 동작하도록 할 수 있다.
제 4 단계(Q4)를 종료한 다음, 제어 모듈(170)은 제 3 단계(Q3)를 다시 진행할 수 있다.
제 5 단계(Q5)는, 제어 모듈(170)이 자외선 살균기(300)를 동작시키는 단계이다.
제어 모듈(170)은, 보조 배터리 모듈(120)에서 자외선 살균기(300)로 전기 에너지를 공급하여, 자외선 살균기(300)가 동작하도록 할 수 있다. 예를 들어 제어 모듈(170)은, 자외선 살균기(300)가 30분 동안 3회 이상 자외선을 조사할 수 있도록, 15V 이상의 전압을 가진 전기를 보조 배터리 모듈(120)에서 자외선 살균기(300)로 공급할 수 있다. 그리고 자외선 살균기(300)는 275nm 내지 305nm의 파장 대역을 가진 자외선을 방출할 수 있다.
이상을 통해 본 발명의 실시 예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않고 효과를 저해하지 않는 한, 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다. 또한 그러한 실시 예가 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
100 : 독립 보조 전원 시스템 110 : 메인 배터리 모듈
120 : 보조 배터리 모듈 130 : 컨버터 모듈
140 : 태양광 발전 모듈 150 : 열전 발전 모듈
160 : 레귤레이터 모듈 161 : 제 1 레귤레이터 모듈
162 : 제 2 레귤레이터 모듈 170 : 제어 모듈
200 : 공조기 300 : 자외선 살균기
S1 ~ S6 : 보조 배터리 모듈 충전 제어 방법
R1 ~ R4 : 메인 배터리 모듈 충전 제어 방법
Q1 ~ Q5 : 공조기 전원 제어 방법

Claims (14)

  1. 메인 배터리 모듈과, 보조 배터리 모듈과, 상기 메인 배터리 모듈과 상기 보조 배터리 모듈 사이를 연결하거나 연결을 해제하는 컨버터 모듈과, 태양광 발전 모듈과, 열전 발전 모듈과, 상기 태양광 발전 모듈과 상기 메인 배터리 모듈 사이 및 상기 태양광 발전 모듈과 상기 보조 배터리 모듈 사이를 연결하는 제 1 레귤레이터 모듈과, 상기 열전 발전 모듈과 상기 메인 배터리 모듈 및 상기 열전 발전 모듈과 상기 보조 배터리 모듈 사이를 연결하는 제 2 레귤레이터 모듈과, 제어 모듈을 포함하는 독립 보조 전원 시스템에 있어서,
    (S1) 상기 제어 모듈이, 상기 보조 배터리 모듈의 잔존 용량 지정 범위를 수신하는 단계와;
    (S2) 상기 제어 모듈이, 상기 태양광 발전 모듈에서 발전한 직류 전기의 전압 크기인 제 1 전압을 측정하고, 상기 보조 배터리 모듈에 충전한 직류 전기의 전압 크기인 제 2 전압을 측정하며, 상기 보조 배터리 모듈의 잔존 용량인 제 1 잔존 용량을 측정하는 단계와;
    (S3) 상기 제어 모듈이, 상기 제 1 전압이 제 1 기준 전압 이상이고, 상기 제 2 전압이 제 2 기준 전압 이상일 때 상기 제 1 레귤레이터 모듈과 상기 제 2 레귤레이터 모듈이 동작 가능한 것으로 판단하고, 그렇지 않은 경우 상기 제 1 레귤레이터 모듈과 상기 제 2 레귤레이터 모듈이 동작 불가능한 것으로 판단하는 단계와;
    (S4) 상기 제어 모듈이, 상기 제 1 레귤레이터 모듈과 상기 제 2 레귤레이터 모듈이 동작 가능한 것으로 판단한 경우, 상기 제 1 레귤레이터 모듈과 상기 제 2 레귤레이터 모듈을 턴 온 시키는 단계와;
    (S5) 상기 제어 모듈이, 상기 제 1 잔존 용량을 측정한 다음, 상기 제 1 잔존 용량이 상기 보조 배터리 모듈의 잔존 용량 지정 범위의 상한 값을 초과한 경우 (S6) 단계를 진행하고, 그렇지 않은 경우 상기 (S4) 단계를 다시 진행하는 단계와;
    (S6) 상기 제어 모듈이, 상기 제 1 레귤레이터 모듈과 상기 제 2 레귤레이터 모듈을 턴 오프 시키는 단계
    를 포함하는 독립 보조 전원 시스템의 제어 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 (S1) 단계에서,
    상기 보조 배터리 모듈의 잔존 용량 지정 범위는, 하한 값이 92%이고, 상한 값이 95%인,
    독립 보조 전원 시스템의 제어 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 (S2) 단계에서,
    상기 제어 모듈이, 상기 태양광 발전 모듈의 출력 전력인 제 1 출력 전력과, 상기 열전 발전 모듈의 온도 변화인 제 1 온도를 측정하는 과정을 더 포함하는,
    독립 보조 전원 시스템의 제어 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 (S3) 단계에서,
    상기 제 1 기준 전압은 20V이고, 상기 제 2 기준 전압은 12V인,
    독립 보조 전원 시스템의 제어 방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 (S3) 단계에서,
    상기 제어 모듈이, 상기 제 1 잔존 용량이 상기 보조 배터리 모듈의 잔존 용량 지정 범위에 포함되고, 상기 제 1 출력 전력이 50W 이상인 경우 상기 태양광 발전 모듈이 동작 가능한 것으로 판단하고, 그렇지 않은 경우 상기 태양광 발전 모듈이 동작 불가능한 것으로 판단하는 과정을 더 포함하는,
    독립 보조 전원 시스템의 제어 방법.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 (S3) 단계에서,
    상기 제어 모듈이, 상기 제 1 잔존 용량이 상기 보조 배터리 모듈의 잔존 용량 지정 범위에 포함되고, 상기 제 1 온도가 100°C 이상인 경우 상기 열전 발전 모듈이 동작 가능한 것으로 판단하고, 그렇지 않은 경우 상기 열전 발전 모듈이 동작 불가능한 것으로 판단하는 과정을 더 포함하는,
    독립 보조 전원 시스템의 제어 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 (S4) 단계에서,
    상기 제어 모듈이, 상기 태양광 발전 모듈이 동작 가능한 것으로 판단한 경우, 상기 태양광 발전 모듈을 발전시키는 과정을 더 포함하는,
    독립 보조 전원 시스템의 제어 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 (S4) 단계에서,
    상기 제어 모듈이, 상기 열전 발전 모듈이 동작 가능한 것으로 판단한 경우, 상기 열전 발전 모듈을 발전시키는 과정을 더 포함하는,
    독립 보조 전원 시스템의 제어 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 (S6) 단계에서,
    상기 제어 모듈이, 상기 태양광 발전 모듈과 상기 열전 발전 모듈의 동작을 정지시키고, 상기 컨버터 모듈을 턴 온 시키는 과정을 더 포함하는,
    독립 보조 전원 시스템의 제어 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    (R1) 상기 제어 모듈이, 상기 제 1 잔존 용량을 측정한 다음, 상기 제 1 잔존 용량이 제 1 충전 값을 초과한 경우 (R2) 단계를 진행하고, 그렇지 않은 경우 종료하는 단계와;
    (R2) 상기 제어 모듈이, 상기 컨버터 모듈을 초기화하는 단계와;
    (R3) 상기 제어 모듈이, 상기 컨버터 모듈을 턴 온 시키는 단계와;
    (R4) 상기 제어 모듈이, 상기 제 1 잔존 용량을 측정한 다음, 상기 제 1 잔존 용량이 제 2 충전 값 미만인 경우 상기 컨버터 모듈을 턴 오프 시키고, 그렇지 않은 경우 상기 (R3) 단계를 다시 진행하는 단계
    를 더 포함하는 독립 보조 전원 시스템의 제어 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 (R1) 단계에서,
    상기 제 1 충전 값은 50%이고, 상기 제 2 충전값은 30%인,
    독립 보조 전원 시스템의 제어 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    (Q1) 상기 제어 모듈이, 상기 제 1 잔존 용량을 측정한 다음, 상기 제 1 잔존 용량이 제 3 충전 값을 초과한 경우 (Q3) 단계를 진행하고, 그렇지 않은 경우 종료하는 단계와;
    (Q2) 상기 제어 모듈이, 공조기의 설정 온도를 초기화하는 단계와;
    (Q3) 상기 제어 모듈이, 차량 내외부의 온도 차이 측정 값이 제 2 온도를 초과한 경우 (Q4) 단계를 진행하고, 그렇지 않은 경우 (Q5) 단계를 진행하는 단계와;
    (Q4) 상기 제어 모듈이, 상기 보조 배터리 모듈에서 상기 공조기로 전기 에너지를 공급하도록 하는 단계와;
    (Q5) 상기 제어 모듈이, 상기 보조 배터리 모듈에서 자외선 살균기로 전기 에너지를 공급하도록 하는 단계
    를 포함하는 독립 보조 전원 시스템의 제어 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 (Q1) 단계에서,
    상기 제 3 충전값은 30%인,
    독립 보조 전원 시스템의 제어 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 (Q5) 단계에서,
    상기 자외선 살균기는, 275nm 내지 305nm의 파장 대역을 가진 자외선을 30분 동안 3회 이상 조사하는,
    독립 보조 전원 시스템의 제어 방법.
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