KR20080093369A

KR20080093369A - 차량용 태양전지 시스템 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR20080093369A
Application number: KR1020080033067A
Authority: KR
Inventors: 장길상; 이대웅
Original assignee: 한라공조주식회사
Priority date: 2007-04-16
Filing date: 2008-04-10
Publication date: 2008-10-21
Also published as: DE112008000930B4; CN101663765B; DE112008000930T5; US8122981B2; CN101663765A; KR101407941B1; US20100116565A1

Abstract

본 발명은 차량용 태양전지 시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는, 태양전지에서 발생하는 전력량의 변동이 클 때에도 전압을 변경하지 않고 전력량에 따라 변동전압장치와 정전압장치로 전력을 선택적으로 분배하여 직접 사용함으로써, 에너지 효율을 높힐 수 있고 전압컨버터 없이 구성이 가능하여 부품수를 절감할 수 있으며, 태양전지의 발생전압이 낮을 때에도 보조배터리에 의해 정전압장치를 상시작동으로 운영하여 태양전지 전력의 활용을 극대화함과 아울러 태양전지의 전압변동에 따른 장치의 손상을 방지하고 태양전지와 차량 주배터리의 잉여전력을 보조배터리의 충전에 활용하여 시스템의 작동시간 및 용량을 증대할 수 있는 차량용 태양전지 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.

태양전지, 보조배터리, 차량 주배터리, 변동전압장치, 정전압장치

Description

차량용 태양전지 시스템 및 그 제어방법{Solar cell system for Vehicles and its control method}

일반적으로 차량에는 전자기기의 발달로 인하여 전기를 사용하는 차량용품이 점차 많아짐과 동시에 그에따른 전력소모량도 많아지는 실정에 있다.

종래에는 차량에 주배터리를 장착해 두고 시동을 걸 때 주배터리의 전력을 사용하고 시동이 걸고난 후에는 엔진과 연결된 제너레이터(발전기)가 전력을 발생 시켜 주배터리에 전력을 충전하며 각종 전기용품/부품에 전력을 공급하였다. 이 경우 생산되는 전력이 한정되어 있어서 많은 전기용품(공조장치의 팬, 시트공조용 팬, 공기청정기, 이온발생기, 산소발생기, 냉난방기, 냉온장고, 각종 AV기기 등)을 사용하면 차량의 출력이 떨어지고 연료소비가 많아지며, 또한 차량 및 주배터리에 무리를 주는 단점이 있고 주배터리의 방전시에는 스스로 해결하지 못하였다.

아울러, 시동을 걸지 않은 상태에서는 주배터리의 전력량이 한정되어 있기 때문에 각종 전기용품을 사용할 수 없는 등 많은 문제점이 있었다.

상기한 문제를 해결하기 위해 태양전지를 이용한 기술이 개발되고 있으며, 그 중 미국특허 제6,439,658호는 차량의 썬루프에 태양전지를 설치하고 차량시트에는 환기용 팬을 설치하여 차량이 주차시 태양전지에서 발생된 전력으로 시트의 환기를 하여 시트의 온도를 떨어뜨린다. 시트의 환기팬은 콘트롤러에 의해 조절되며 입력으로는 시트의 온도센서로 시트의 온도가 높아지면 이를 낮추기 위해 팬이 작동된다. 또한 잉여전력이 있을 시에는 차량의 블로워에 전력을 공급해 차량실내의 환기를 하도록 하고 있다.

그리고, 미국특허 제6,290,593호는 차량의 엔진 정지시에 태양전지에서 발생한 전력을 차량환기용 팬에 공급하거나 차량의 배터리를 충전하는데 사용한다. 또한 수동으로 작동되는 스위치에 의해 사용자가 태양전지에서 발생한 전력을 차량환기에 사용하거나 배터리 충전에 사용하도록 하고 있다.

그러나, 태양전지에서 발생하는 전력의 변동이 심하기 때문에, 상기 종래기술은, 차량내에 설치된 전력소모장치가 여러개 일 경우, 여러개의 전력소모장치를 가동하기 위해 전압 컨버터(DC/DC Converter)를 장착해서 전압을 조정해야 하는 문제로 인해 비용이 증대되고 전압변환을 통해 에너지 효율이 저하되는 문제가 있다.

또한, 태양전지 시스템에서 발생하는 전압이 낮아 대용량 장치나 다른 기능의 장치 사용이 어렵고, 아울러 태양전지 발생전압이 낮고 태양광의 변동으로 전압 변동시 전압에 민감한 장치의 손상이 발생하거나 내구성이 떨어지는 문제가 있었다.

그리고, 차량 엔진 시동후에는 태양전지의 활용이 어렵고, 태양전지의 발생전력이 작아 필요한 공기정화, 환기 등의 기능을 충분히 사용하지 못하는 문제도 있었다.

상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 태양전지에서 발생하는 전력량의 변동이 클 때에도 전압을 변경하지 않고 전력량에 따라 변동전압장치와 정전압장치로 전력을 선택적으로 분배하여 직접 사용함으로써, 에너지 효율을 높힐 수 있고 전압컨버터 없이 구성이 가능하여 부품수를 절감할 수 있으며, 태양전지의 발생전압이 낮을 때에도 보조배터리에 의해 정전압장치를 상시작동으로 운영하여 태양전지 전력의 활용을 극대화함과 아울러 태양전지의 전압변동에 따른 장치의 손상을 방지하고 태양전지와 차량 주배터리의 잉여전력을 보조배터리의 충전 에 활용하여 시스템의 작동시간 및 용량을 증대할 수 있는 차량용 태양전지 시스템 및 그 제어방법을 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 차량에 설치됨과 아울러 태양에너지를 전기에너지로 변환하여 전력을 발생시키는 태양전지와, 상기 태양전지와 제1스위치를 통해 연결되는 차량 주배터리와, 상기 태양전지와 제2스위치를 통해 연결됨과 아울러 상기 차량 주배터리와는 상기 제1스위치 및 제2스위치를 통해 연결되어 상기 태양전지나 차량 주배터리의 잉여전력을 저장하는 보조배터리와, 상기 태양전지와 제3스위치를 통해 연결됨과 아울러 상기 차량 주배터리와는 상기 제1스위치 및 제3스위치를 통해 연결되어 전압의 변동시에도 작동하는 변동전압장치와, 상기 보조배터리와 작동스위치를 통해 연결됨과 아울러 일정한 전압을 요구하는 정전압장치와, 상기 태양전지에서 발생하는 전력량에 따라 상기 제1,2,3스위치를 제어하여 전력을 선택적으로 분배하는 전력분배수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 태양전지에서 발생하는 전압(V1)과 제1설정값을 비교하는 제1단계(S1)와, 상기 제1단계(S1)의 비교 결과, 상기 태양전지의 전압(V1)이 제1설정값 보다 크면, 제2스위치를 온 시켜 보조배터리를 충전하는 제2단계(S2)와, 상기 제1단계(S1)의 비교 결과, 상기 태양전지의 전압(V1)이 제1설정값 보다 작으면, 제3,4스위치를 온 시켜 변동전압장치들을 가동하는 제3단계(S3)와, 상기 제2단계(S2)를 진행한 후, 상기 보조배터리의 전압(V2)과 제2설정값을 비교하는 제4단계(S4)와, 상 기 제4단계(S4)의 비교 결과, 상기 보조배터리의 전압(V2)이 제2설정값 보다 크면, 작동스위치를 온 시켜 정전압장치들을 가동하는 제5단계(S5)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명은, 상기 태양전지에서 발생하는 전력량의 변동이 클 때에도 전압을 변경하지 않고 전력량에 따라 변동전압장치와 정전압장치로 전력을 선택적으로 분배하여 직접 사용함으로써, 에너지 효율을 높힐 수 있고 전압컨버터 없이 구성이 가능하여 부품수를 절감함은 물론 에너지 변환 손실을 줄일 수 있다.

또한, 상기 태양전지에서 발생하는 전력을 차량의 환기, 공기정화, 냉난방 및 편의장치에 활용하여 운전자가 차량에 탑승시 조절된 환경을 제공할 수 있으므로 운전자의 편의장치 활용에 대한 요구에 부응할 수 있고, 쾌적한 실내환경을 제공할 수 있다.

그리고, 상기 태양전지의 발생전압이 낮거나 태양광 세기의 변동에 의해 전압 및 전력의 변동시에도 상기 보조배터리에 의해 공기청정기와 같은 정전압장치를 상시 작동할 수 있게 됨으로써 태양전지 전력의 활용을 극대화 할 수 있고, 전압 변동에 따른 장치의 손상을 방지할 수 있다.

또한. 차량의 엔진 및 차량 주배터리를 활용한 차량의 잉여 전력과 태양전지에서 발생하는 전력을 상기 보조배터리의 충전에 활용하여 시스템의 작동시간을 늘리고 용량을 증대할 수 있으며, 이에 따라 엔진 정지후에도 여러가지 장치 및 대용량 장치를 가동할 수 있어서 차량의 환기, 공기정화, 냉난방 및 편의장치의 가동률 을 높힐 수 있다.

그리고, 비상시 상기 태양전지에서 발생하는 전력을 차량 주배터리의 충전에 활용함으로써 차량의 신뢰성을 향상할 수 있다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

종래에 있어서와 동일한 구성 및 작용에 대한 반복되는 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명에 따른 차량용 태양전지 시스템을 나타내는 전체구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 차량용 태양전지 시스템의 제어방법을 나타내는 흐름도이며, 도 3은 본 발명에 따른 차량용 태양전지 시스템이 차량에 설치된 상태를 나타내는 개략도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 태양전지 시스템은, 태양전지(1)와, 차량 주배터리(3)와, 보조배터리(2)와, 변동전압장치(20)와, 정전압장치(10)와 전력분배수단(5)으로 구성된다.

먼저, 상기 태양전지(1)는 차량의 지붕 또는 본네트 등에 설치되며 차량의 외부에서 가해지는 태양에너지를 전기에너지로 변환하여 전력을 발생시키게 된다. 아울러 상기 태양전지(1)의 일측에는 전기의 역류를 방지하는 다이오드(1a)가 설치된다.

그리고, 상기 차량 주배터리(3)는 차량의 시동을 걸 때 전력을 공급하고 시동을 걸고난 후에는 엔진과 연결된 제너레이터(발전기)를 통해 발생되는 전력에 의해 충전 되면서 각종 전기용품/부품에 전력을 공급하는 역할을 한다.

이러한 차량 주배터리(3)는 상기 태양전지(1)와 제1스위치(6)를 통해 연결된다.

그리고, 상기 보조배터리(2)는 상기 태양전지(1)와 제2스위치(7)를 통해 연결됨과 아울러 상기 차량 주배터리(3)와는 상기 제1스위치(6) 및 제2스위치(7)를 통해 연결되어 상기 태양전지(1)나 차량 주배터리(3)의 잉여전력을 저장(충전)하게 된다.

즉, 상기 보조배터리(2)는 상기 태양전지(1)의 발생전압(V1)이 상기 보조배터리(2)를 충전할 수 있는 최소전압(약 12V) 보다 클 경우에는 상기 제2스위치(7)가 온(ON) 되어 상기 태양전지(1)로부터 전력을 도입하여 충전을 하게 되고, 작을 경우에는 상기 제2스위치(7)가 오프(OFF) 되어 태양전지(1)와의 연결이 차단된다. 이때, 상기 보조배터리(2)의 전압(V2)이 아래에서 설명될 정전압장치(10)를 가동할 수 있는 최소 전압(약 10V) 이상으로 충전된 경우에는 상기 정전압장치(10)를 가동하게 된다.

또한, 엔진의 시동시와 같이 상기 차량 주배터리(3)의 충전량이 충분할 경우에는 상기 제1,2스위치(6,7)를 온 시켜 차량 주배터리(3)의 잉여전력을 보조배터리(2)의 충전에 활용하거나 다른 장치를 구동하게 된다.

그리고, 상기 정전압장치(10)는 상기 보조배터리(2)와 작동스위치(11,12,13)를 통해 연결된다. 상기 정전압장치(10)는 일정한 전압을 요구하는 장치로써, 공기청정기, 이온발생기, 산소발생기, 열선, 편의장치 등을 들수 있다.

이러한 정전압장치(10)들은 각각 독립된 작동스위치(11,12,13)를 통해 상기 보조배터리(2)와 연결된다. 도면에서는, 상기 공기청정기와 이온발생기를 제1작동스위치(11)를 통해 보조배터리(2)에 연결하고, 상기 산소발생기는 제2작동스위치(12)를 통해 보조배터리(2)에 연결하며, 상기 열선과 편의장치는 제3작동스위치(13)를 통해 보조배터리(2)에 연결한 경우를 도시하였지만, 이는 일예를 나타낸 것일 뿐 다양한 변경이 가능하다.

한편, 상기 정전압장치(10)들은 일정전압이 공급되어야 가동하기 때문에 상기 보조배터리(2)의 전압(V2)이 정전압장치(10)들을 가동할 수 있는 최소 전압 이상으로 충전된 경우에 상기 제1,2,3작동스위치(11,12,13)가 선택적으로 온 되어 가동된다.

아울러, 상기 보조배터리(2)는 상기 태양전지(1) 뿐만 아니라 엔진시동시 차량 주배터리(3)로부터 충전되기 때문에 항상 충분하게 충전된 상태를 유지하게 되므로 엔진정지 및 주차시에도 상기 공기청정기와 같은 정전압장치(10)들을 상시 작동할 수 있게 되어 운전자가 차량에 탑승시 쾌적하게 조절된 환경을 제공할 수 있는 것이다.

그리고, 상기 변동전압장치(20)는 상기 태양전지(1)와 제3스위치(8)를 통해 연결됨과 아울러 상기 차량 주배터리(3)와는 상기 제1스위치(6) 및 제3스위치(8)를 통해 연결된다. 상기 변동전압장치(20)는 전압에 민감하지 않아서 낮은 전압에서 부터 높은 전압까지 불규칙적인 전압이 도입되더라도 문제없이 가동이 가능한 장치로써, 공조장치용 블로어와 시트용 블로어 중 적어도 어느 하나로 구성된다.

한편, 상기 변동전압장치(20)로 상기 공조장치용 블로어 및 시트용 블로어가 모두 구성된 경우, 상기 공조장치용 블로어는 상기 태양전지(1)와 상기 제3스위치(8)를 통해 연결됨과 아울러 상기 차량 주배터리(3)와는 상기 제1스위치(6) 및 제3스위치(8)를 통해 연결되고, 상기 시트용 블로어는 상기 태양전지(1)와 제4스위치(9)를 통해 연결됨과 아울러 상기 차량 주배터리(3)와는 상기 제1스위치(6) 및 제4스위치(9)를 통해 연결된다.

이러한, 상기 변동전압장치(20)는 낮은 전압으로도 가동이 가능 하기 때문에, 상기 태양전지(1)의 전압(V1)이 상기 보조배터리(2)를 충전할 수 있는 최소 전압 보다 작을 때 상기 제2스위치(7)는 오프 시키고, 제3,4스위치(8,9)를 온 시킴으로써 가동시킬 수 있다.

또한, 상기 차량 주배터리(3)의 충전량이 충분하여 전압이 충분히 높을 때에는 상기 보조배터리(2)의 충전 뿐만 아니라 상기 제1,3,4스위치(6,8,9)를 온 시켜 단수를 높일수록 비교적 많은 전력을 소모하는 상기 블로어와 같은 변동전압장치(20)까지 가동할 수 있다.

그리고, 상기 전력분배수단(5)은 상기 태양전지(1)에서 발생하는 전력량에 따라 상기 제1 내지 4스위치(6,7,8,9)를 제어하여 전력을 선택적으로 상기 변동전압장치(20)와 정전압장치(10)로 나누어 분배하게 된다.

즉, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 전력분배수단(5)은, 상기 태양전지(1)에서 발생하는 전압(V1)이 상기 보조배터리(2)를 충전 할 수 있는 최소 전압보다 클 경우, 상기 제2스위치(7)를 온 시키고 제3,4스위치(8,9)는 오프 시켜 상기 보조배터리(2)를 충전함과 아울러 상기 보조배터리(2)와 작동스위치(11,12,13)를 통해 연결 된 정전압장치(10)를 가동시키게 되고, 상기 태양전지(1)에서 발생하는 전압(V1)이 상기 보조배터리(2)를 충전 할 수 있는 최소 전압보다 작을 경우, 상기 제2스위치(7)를 오프 시키고 제3,4스위치(8,9)는 온 시켜 상기 변동전압장치(20)를 가동시키게 된다.

또한, 상기 전력분배수단(5)은, 엔진 시동시 또는 엔진 정지 중이더라도 차량 주배터리(3)의 충전량이 충분할 경우에는, 상기 제1,2스위치(6,7)를 온 시켜 잉여전력을 상기 보조배터리(2)의 충전에 활용하거나, 상기 제1,3,4스위치(6,8,9)를 온 시켜 잉여전력을 비교적 많은 전력을 소모하는 변동전압장치(20)까지 가동시키게 된다.

한편, 상기 전력분배수단(5)은, 상기 차량 주배터리(3)의 전압(V3)이 방전전압 한계 이하일 경우, 상기 제1스위치(6)는 온 시키고 상기 제2,3,4스위치(7,8,9)는 모두 오프 시켜 태양전지(1)에서 발생하는 전력을 모두 상기 차량 주배터리(3)의 충전에 활용하게 됨으로써 비상시에는 차량 주배터리(3)의 충전기능을 하여 차량의 신뢰성을 향상시키고 제너레이터의 부담을 줄여 연비를 줄일 수 있다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 차량용 태양전지 시스템의 제어방법을 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 태양전지(1)에서 발생하는 전압(V1)과 제1설정값을 비교하는 제1단계(S1)를 진행한다.

상기 제1단계(S1)의 비교 결과, 상기 태양전지(1)의 전압(V1)이 제1설정값 보다 크면, 제2스위치(7)를 온 시켜 보조배터리(2)를 충전하는 제2단계(S2)를 진행하고,

만일, 상기 제1단계(S1)의 비교 결과, 상기 태양전지(1)의 전압(V1)이 제1설정값 보다 작으면, 제3,4스위치(8,9)를 온 시켜 변동전압장치(20)들을 가동하는 제3단계(S3)를 진행한다.

상기 제1설정값은 상기 보조배터리(2)를 충전할 수 있는 최소 전압(약 12V)이다.

이처럼, 상기 태양전지(1)의 전압에 따라 상기 전력분배수단(5)이 전력을 어디로 분배할지 결정하게 되며, 이때 상기 전력분배수단(5)은 상기 태양전지(1)의 발생 전압(V1)이 상기 보조배터리(2)를 충전할 수 있는 최소 전압 보다 크면, 제2스위치(7)를 온 시키고 제3,4스위치(8,9)는 오프 시켜 보조배터리(2)를 충전함과 아울러 상기 상기 보조배터리(2)를 통해 상기 정전압장치(10)들을 가동하게 되고, 상기 태양전지(1)의 발생 전압(V1)이 상기 보조배터리(2)를 충전할 수 있는 최소 전압 보다 작으면, 제2스위치(7)를 오프 시키고 제3,4스위치(8,9)는 온 시켜 전압에 민감하지 않으면서 낮은 전압에서도 가동될 수 있는 상기 변동전압장치(20)들을 가동하게 되는 것이다.

계속해서, 상기 제2단계(S2)를 진행한 후, 상기 보조배터리(2)의 전압(V2)과 제2설정값을 비교하는 제4단계(S4)를 진행한다.

상기 제4단계(S4)의 비교 결과, 상기 보조배터리(2)의 전압(V2)이 제2설정값 보다 크면, 작동스위치(11,12,13)를 온 시켜 정전압장치(10)들을 가동하는 제5단 계(S5)를 진행하며, 상기 정전압장치(10)가 많이 설치된 경우에는 제1 내지 3작동스위치(11,12,13)를 선택적으로 온 시켜 정전압장치(10)들을 선택적으로 가동할 수 있다.

만일, 상기 제4단계(S4)의 비교 결과, 상기 보조배터리(2)의 전압(V2)이 제2설정값 보다 작으면, 상기 제1단계(S1)로 다시 복귀하여 제1단계(S1)를 진행하게 된다.

여기서, 상기 제2설정값은 상기 정전압장치(10)를 가동할 수 있는 최소 전압(약 10V)이다.

그리고, 상기 제5단계(S5)를 진행한 후, 차량 주배터리(3)의 전압(V3)과 제3설정값을 비교하는 제6단계(S6)를 진행한다.

상기 제6단계(S6)의 비교 결과, 상기 차량 주배터리(3)의 전압(V3)이 제3설정값 보다 크면, 제1스위치(6)와 제3,4스위치(8,9)를 온 시켜 상기 변동전압장치(20)들을 가동하는 제7단계(S7)를 진행하고,

상기 제6단계(S6)의 비교 결과, 상기 차량 주배터리(3)의 전압(V3)이 제3설정값 보다 작으면, 상기 차량 주배터리(3)의 전압(V3)과 제4설정값을 비교하는 제8단계(S8)를 진행한다.

여기서, 상기 제3설정값은 상기 차량 주배터리(3)의 충전량이 충분한지의 여부를 판단하기 위한 기준전압이다.

즉, 상기 차량 주배터리(3)의 전압(V3)을 측정하여 충전량이 충분한지의 여부를 알수 있으며, 충전량이 높을수록 전압이 높고 충전량이 낮을수록 전압이 낮 다. 따라서, 상기 차량 주배터리(3)의 전압(V3)을 측정하여 충전량이 충분할 경우에만 상기 제1,3,4스위치(6,8,9)를 온 시켜 비교적 많은 전력을 소모하는 상기 변동전압장치(20)들을 가동하게 되며, 이때 상기 보조배터리(2)의 전압이 낮을 경우에는 상기 제1,2스위치(6,7)를 온 시켜 상기 차량 주배터리(3)의 전압(V3)만큼 상기 보조배터리(2)를 충전할 수도 있다.

계속해서, 상기 제8단계(S8)의 비교 결과, 상기 차량 주배터리(3)의 전압(V3)이 제4설정값 보다 작으면, 상기 태양전지(1)의 전압(V1)과 차량 주배터리(3)의 전압(V3)을 비교하는 제9단계(S9)를 진행하고,

상기 제9단계(S9)의 비교 결과, 상기 태양전지(1)의 전압(V1)이 차량 주배터리(3)의 전압(V3) 보다 크면, 상기 제1스위치(6)를 온 시키고 제2,3,4스위치(7,8,9)는 오프 시켜 차량 주배터리(3)를 충전하는 제10단계(S10)를 진행한다.

만일, 상기 제8단계(S8)의 비교 결과, 상기 차량 주배터리(3)의 전압(V3)이 제4설정값 보다 크거나, 상기 제9단계(S9)의 비교 결과, 상기 태양전지(1)의 전압(V1)이 차량 주배터리(3)의 전압(V3) 보다 작으면, 각각 상기 제6단계(S6)로 다시 복귀하여 제6단계(S6)를 진행하게 된다.

여기서, 상기 제4설정값은 상기 차량 주배터리(3)가 방전 전압의 한계에 도달했는지의 여부를 판단하기 위한 기준전압이다.

즉, 상기 차량 주배터리(3)의 전압(V3)이 방전 전압의 한계 이하이고, 상기 태양전지(1)의 발생 전압(V1)이 차량 주배터리(3)의 전압(V3) 보다 클 경우에는 상기 태양전지(1)의 발생 전력이 모두 상기 차량 주배터리(3)의 충전에 활용됨으로 써, 비상시에 차량 주배터리(3)의 충전기능을 수행하여 차량의 신뢰성을 향상하게 된다.

그리고, 상기 제3단계(S3)를 진행한 후, 차량 주배터리(3)의 전압(V3)과 상기 제3설정값(차량 주배터리(3)의 충전량이 충분한지의 여부를 판단하기 위한 기준전압)을 비교하는 제11단계(S11)를 진행한다.

상기 제11단계(S11)의 비교 결과, 상기 차량 주배터리(3)의 전압(V3)이 상기 제3설정값 보다 크면, 제1스위치(6)와 제2스위치(7)를 온 시켜 상기 보조배터리(2)를 충전하는 제12단계(S12)를 진행하고,

상기 제11단계(S11)의 비교 결과, 상기 차량 주배터리(3)의 전압(V3)이 상기 제3설정값 보다 작으면, 상기 차량 주배터리(3)의 전압(V3)과 상기 제4설정값(차량 주배터리(3)가 방전 전압의 한계에 도달했는지의 여부를 판단하기 위한 기준전압)을 비교하는 제13단계(S13)를 진행한다.

즉, 상기 차량 주배터리(3)의 전압(V3)을 측정하여 충전량이 충분할 경우에만 상기 제1,2스위치(6,7)를 온 시켜 상기 차량 주배터리(3)의 전압(V3)만큼 상기 보조배터리(2)를 충전하게 된다.

계속해서, 상기 제13단계(S13)의 비교 결과, 상기 차량 주배터리(3)의 전압(V3)이 상기 제4설정값 보다 작으면, 상기 태양전지(1)의 전압(V1)과 차량 주배터리(3)의 전압(V3)을 비교하는 제14단계(S14)를 진행하고,

상기 제14단계(S14)의 비교 결과, 상기 태양전지(1)의 전압(V1)이 차량 주배터리(3)의 전압(V3) 보다 크면, 상기 제1스위치(6)를 온 시키고 제2,3,4스위 치(7,8,9)는 오프 시켜 상기 태양전지(1)의 발생 전력을 모두 상기 차량 주배터리(3)에 충전하는 제15단계(S15)를 진행하다.

만일, 상기 제13단계(S13)의 비교 결과, 상기 차량 주배터리(3)의 전압(V3)이 상기 제4설정값 보다 크거나, 상기 제14단계(S14)의 비교 결과, 상기 태양전지(1)의 전압(V1)이 차량 주배터리(3)의 전압(V3) 보다 작으면, 각각 상기 제11단계(S11)로 다시 복귀하여 제11단계(S11)를 진행하게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 차량용 태양전지 시스템을 나타내는 전체구성도,

도 2는 본 발명에 따른 차량용 태양전지 시스템의 제어방법을 나타내는 흐름도,

도 3은 본 발명에 따른 차량용 태양전지 시스템이 차량에 설치된 상태를 나타내는 개략도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 태양전지 2: 보조배터리

3: 차량 주배터리 5: 전력분배수단

6: 제1스위치 7: 제2스위치

8: 제3스위치 9: 제4스위치

10: 정전압장치 11: 제1작동스위치

12: 제2작동스위치 13: 제3작동스위치

20: 변동전압장치 V1: 태양전지 전압

V2: 보조배터리 전압 V3: 차량 주배터리 전압

Claims

차량에 설치됨과 아울러 태양에너지를 전기에너지로 변환하여 전력을 발생시키는 태양전지(1)와,

상기 태양전지(1)와 제1스위치(6)를 통해 연결되는 차량 주배터리(3)와,

상기 태양전지(1)와 제2스위치(7)를 통해 연결됨과 아울러 상기 차량 주배터리(3)와는 상기 제1스위치(6) 및 제2스위치(7)를 통해 연결되어 상기 태양전지(1)나 차량 주배터리(3)의 잉여전력을 저장하는 보조배터리(2)와,

상기 태양전지(1)와 제3스위치(8)를 통해 연결됨과 아울러 상기 차량 주배터리(3)와는 상기 제1스위치(6) 및 제3스위치(8)를 통해 연결되어 전압의 변동시에도 작동하는 변동전압장치(20)와,

상기 보조배터리(2)와 작동스위치(11,12,13)를 통해 연결됨과 아울러 일정한 전압을 요구하는 정전압장치(10)와,

상기 태양전지(1)에서 발생하는 전력량에 따라 상기 제1,2,3스위치(6,7,8)를 제어하여 전력을 선택적으로 분배하는 전력분배수단(5)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 태양전지 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 태양전지(1)의 일측에는 전기의 역류를 방지하는 다이오드(1a)가 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 태양전지 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 정전압장치(10)는 공기청정기, 이온발생기, 산소발생기 및 편의장치 중 적어도 하나 이상으로 구성되고 각각 독립된 작동스위치(11,12,13)를 통해 상기 보조배터리(2)와 연결되는 것을 특징으로 하는 차량용 태양전지 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 변동전압장치(20)는 공조장치용 블로어와 시트용 블로어 중 적어도 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 태양전지 시스템.
제 4 항에 있어서,

상기 변동전압장치(20)로 상기 공조장치용 블로어 및 시트용 블로어가 모두 구성된 경우, 상기 공조장치용 블로어는 상기 태양전지(1)와 상기 제3스위치(8)를 통해 연결됨과 아울러 상기 차량 주배터리(3)와는 상기 제1스위치(6) 및 제3스위치(8)를 통해 연결되고, 상기 시트용 블로어는 상기 태양전지(1)와 제4스위치(9)를 통해 연결됨과 아울러 상기 차량 주배터리(3)와는 상기 제1스위치(6) 및 제4스위치(9)를 통해 연결되는 것을 특징으로 하는 차량용 태양전지 시스템.
태양전지(1)에서 발생하는 전압(V1)과 제1설정값을 비교하는 제1단계(S1)와,

상기 제1단계(S1)의 비교 결과, 상기 태양전지(1)의 전압(V1)이 제1설정값 보다 크면, 제2스위치(7)를 온 시켜 보조배터리(2)를 충전하는 제2단계(S2)와,

상기 제1단계(S1)의 비교 결과, 상기 태양전지(1)의 전압(V1)이 제1설정값 보다 작으면, 제3,4스위치(8,9)를 온 시켜 변동전압장치(20)들을 가동하는 제3단계(S3)와,

상기 제2단계(S2)를 진행한 후, 상기 보조배터리(2)의 전압(V2)과 제2설정값을 비교하는 제4단계(S4)와,

상기 제4단계(S4)의 비교 결과, 상기 보조배터리(2)의 전압(V2)이 제2설정값 보다 크면, 작동스위치(11,12,13)를 온 시켜 정전압장치(10)들을 가동하는 제5단계(S5)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 태양전지 시스템의 제어방법.
제 6 항에 있어서,

상기 제5단계(S5)를 진행한 후, 차량 주배터리(3)의 전압(V3)과 제3설정값을 비교하는 제6단계(S6)와,

상기 제6단계(S6)의 비교 결과, 상기 차량 주배터리(3)의 전압(V3)이 제3설정값 보다 크면, 제1스위치(6)와 제3,4스위치(8,9)를 온 시켜 상기 변동전압장치(20)들을 가동하는 제7단계(S7)와,

상기 제6단계(S6)의 비교 결과, 상기 차량 주배터리(3)의 전압(V3)이 제3설정값 보다 작으면, 상기 차량 주배터리(3)의 전압(V3)과 제4설정값을 비교하는 제8단계(S8)와,

상기 제8단계(S8)의 비교 결과, 상기 차량 주배터리(3)의 전압(V3)이 제4설정값 보다 작으면, 상기 태양전지(1)의 전압(V1)과 차량 주배터리(3)의 전압(V3)을 비교하는 제9단계(S9)와,

상기 제9단계(S9)의 비교 결과, 상기 태양전지(1)의 전압(V1)이 차량 주배터리(3)의 전압(V3) 보다 크면, 상기 제1스위치(6)를 온 시키고 제2,3,4스위치(7,8,9)는 오프 시켜 차량 주배터리(3)를 충전하는 제10단계(S10)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 태양전지 시스템의 제어방법.
제 6 항에 있어서,

상기 제3단계(S3)를 진행한 후, 차량 주배터리(3)의 전압(V3)과 제3설정값을 비교하는 제11단계(S11)와,

상기 제11단계(S11)의 비교 결과, 상기 차량 주배터리(3)의 전압(V3)이 제3설정값 보다 크면, 제1스위치(6)와 제2스위치(7)를 온 시켜 상기 보조배터리(2)를 충전하는 제12단계(S12)와,

상기 제11단계(S11)의 비교 결과, 상기 차량 주배터리(3)의 전압(V3)이 제3설정값 보다 작으면, 상기 차량 주배터리(3)의 전압(V3)과 제4설정값을 비교하는 제13단계(S13)와,

상기 제13단계(S13)의 비교 결과, 상기 차량 주배터리(3)의 전압(V3)이 제4설정값 보다 작으면, 상기 태양전지(1)의 전압(V1)과 차량 주배터리(3)의 전압(V3)을 비교하는 제14단계(S14)와,

상기 제14단계(S14)의 비교 결과, 상기 태양전지(1)의 전압(V1)이 차량 주배터리(3)의 전압(V3) 보다 크면, 상기 제1스위치(6)를 온 시키고 제2,3,4스위치(7,8,9)는 오프 시켜 차량 주배터리(3)를 충전하는 제15단계(S15)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 태양전지 시스템의 제어방법.
제 6 항에 있어서,

상기 제1설정값은 상기 보조배터리(2)를 충전할 수 있는 최소 전압인 것을 특징으로 하는 차량용 태양전지 시스템의 제어방법.
제 6 항에 있어서,

상기 제2설정값은 상기 정전압장치(10)를 가동할 수 있는 최소 전압인 것을 특징으로 하는 차량용 태양전지 시스템의 제어방법.
제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,

상기 제3설정값은 상기 차량 주배터리(3)의 충전량이 충분한지의 여부를 판단하기 위한 기준전압인 것을 특징으로 하는 차량용 태양전지 시스템의 제어방법.
제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,

상기 제4설정값은 상기 차량 주배터리(3)가 방전 전압의 한계에 도달했는지의 여부를 판단하기 위한 기준전압인 것을 특징으로 하는 차량용 태양전지 시스템 의 제어방법.