KR20110042884A - 자동차 실내온도 조절시스템 - Google Patents

자동차 실내온도 조절시스템 Download PDF

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KR20110042884A
KR20110042884A KR1020090099748A KR20090099748A KR20110042884A KR 20110042884 A KR20110042884 A KR 20110042884A KR 1020090099748 A KR1020090099748 A KR 1020090099748A KR 20090099748 A KR20090099748 A KR 20090099748A KR 20110042884 A KR20110042884 A KR 20110042884A
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이채현
홍인철
성정화
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엠이지코리아(주)
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Abstract

본 발명은 자동차 실내온도 조절시스템에 관한 것으로, 태양전지판 또는 태양전지판 및 열전소자를 이용하여 전기를 발생하고, 자동차의 지붕 샤시에 내설된 열전소자에 발생된 전기에 의한 전류방향을 변경하여, 자동차의 지붕 샤시에 내설된 열전소자를 냉각 또는 가열시키고 이로 인해서 자동차의 지붕 샤시가 냉각 또는 가열됨으로써, 자동차의 실내온도를 내리거나 올릴 수 있다.
자동차, 실내온도, 태양전지, 열전소자

Description

자동차 실내온도 조절시스템{SYSTEM FOR CONTROLLING INTERIOR TEMPERATOR OF VEHICLE}
본 발명은 자동차 실내온도 조절시스템에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 태양광을 전기에너지로 변환 시 발생되는 폐열을 이용하여 자동차의 실내온도를 자동으로 조절하는 기술에 관한 것이다.
자동차의 공조시스템은 모든 기후와 주행 조건에서 자동차에 탑승한 탑승객에게 쾌적한 환경을 제공하고, 또한 유리창에 서리가 끼거나 습기로 인해 유리창이 흐려지는 것을 방지하여 운전자의 시계를 확보함으로써 운전자가 안전하고 쾌적한 운전을 할 수 있게 한다.
이러한 공조시스템은 자동차 엔진의 구동에 의해 자동차 내부에 마련된 각종 팬, 에어컨, 및 히터 등을 가동함으로써, 공기를 따뜻하게 데우거나 차갑게 냉각시킨다.
따라서 공조시스템은 자동차의 엔진이 꺼짐에 따라 그 동작을 멈추게 된다. 이에 따라 기온이 높은 여름철의 경우, 자동차의 실내온도는 실외 온도보다 높아져 실내공기를 가열시킨다. 이에 운전자는 가열된 실내공기를 식히기 위해서 자동차를 즉시 운행하지 못하고 자동차 도어 또는 창문을 개방시켜 놓거나 에어컨을 가동시킨다. 이로 인해서 운전자는 실내공기가 차가워지기 전까지 열기를 견뎌야 하는 불편함을 갖는다.
한편 겨울철에는 출발하기에 앞서 운전자가 냉각된 자동차의 실내공기를 가열시키기 위해서 직접 히터를 동작시킨다. 이에 따라 운전자는 실내공기가 따뜻해지기 전까지 냉기를 견뎌야 하는 불편함을 갖는다.
본 발명은 자동차의 실내온도를 엔진 구동 없이 자동으로 적정온도로 유지시키는 자동차 실내온도 조절시스템을 제공한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 본 발명의 일 양상에 따른 자동차 실내온도 조절시스템은, 자동차의 실외에 노출되어, 태양 광 에너지를 전기 에너지로 변환시켜 전기 에너지로 변환시켜 전기를 발생하는 태양전지판; 상기 태양전지판에서 발생하는 전기를 축전시키는 축전부; 저면이 상기 자동차의 실내에 노출되며 상면이 상기 태양전지판의 저면에 밀착 배치되며, 펠티어(Peltier) 효과에 의해 상기 축전부에서 공급되는 전류방향에 따라, 상기 자동차의 실내에 노출된 저면이 상기 태양전지판의 저면에 밀착 배치된 상면과 대응되게 가열 또는 냉각되는 열전소자; 및 상기 자동차의 엔진구동 여부를 확인하여 구동되지 않는 경우, 상기 자동차의 실내 온도를 측정하여 상기 측정된 실내 온도에 따라 상기 축전부에서 공급되는 전류방향을 제어하여 상기 자동차 실내 온도를 조절하는 온도 조절부를 포함한다.
서로 밀착된 상기 태양전지판 및 열전소자는 상기 자동차의 지붕 샤시에 삽입될 수 있다. ,
상기 온도 조절부는, 상기 자동차의 엔진 구동 여부를 감지하는 엔진 구동 감지부; 상기 자동차의 실내온도를 측정하는 온도 측정부; 및 상기 엔진 구동 감지부를 통해 상기 자동차의 엔진이 구동되지 않는 것으로 감지된 경우, 상기 온도 측 정부에서 측정된 실내온도가 설정온도 범위에 포함되는가를 확인하여 포함되지 않으면 상기 측정된 실내온도가 설정온도 범위에 포함되도록, 상기 축전부에서 상기 열전소자로 공급되는 전류 흐름을 정,역방향으로 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 양상에 따른 자동차 실내온도 조절시스템은, 자동차의 실외에 노출되어, 태양 광 에너지를 전기 에너지로 변환시켜 전기 에너지로 변환시켜 전기를 발생하는 태양전지판; 상기 태양전지판에서 발생하는 전기를 축전시키는 축전부; 상기 태양 전지판이 안착 되는 영역을 갖고, 상기 태양 전지판의 바깥둘레 측 및 저면 측을 통하여 발생하는 열을 상기 자동차의 실외로 방열하는 방열부; 저면이 상기 자동차의 실내에 노출되며 상면이 상기 방열부의 저면에 밀착 배치되며, 펠티어 효과에 의해 상기 축전부에서 공급되는 전류방향에 따라, 상기 실내에 노출된 저면이 상기 방열부의 저면에 밀착 배치된 상면과 대응되게 가열 또는 냉각되는 열전소자; 및 상기 자동차의 엔진구동 여부를 확인하여 구동되지 않는 경우, 상기 자동차의 실내 온도를 측정하여 상기 측정된 실내 온도에 따라 상기 축전부에서 공급되는 전류방향을 제어하여 상기 자동차 실내 온도를 조절하는 온도 조절부를 포함한다.
서로 밀착된 상기 방열부 및 열전소자는 상기 자동차의 지붕 샤시에 삽입될 수 있다.
상기 방열부는, 상면에, 상기 태양전지판이 안착 되는 영역을 에워싸며 상방으로 돌출되어, 상기 태양전지판의 측벽 방향을 따라 열의 흐름을 안내하여 방열시 키는 방열핀들을 가질 수 있다.
상기 태양 전지판이 안착 되는 영역은, 상기 방열부의 상면에 형성되어 상기 태양 전지판의 저면이 밀착되는 바닥면과, 상기 방열핀들에 의하여 에워싸여 상기 바닥면의 바깥둘레를 형성하는 측벽을 갖고, 상기 안착 되는 영역의 상부는 개구 되어 형성될 수 있다.
상기 태양 전지판은 사각 형상으로 형성되고, 상기 방열핀들은 상기 태양전지판의 바깥둘레 라인과 평행한 다수의 라인을 형성할 수 있다.
상기 온도 조절부는, 상기 자동차의 엔진 구동 여부를 감지하는 엔진 구동 감지부; 상기 자동차의 실내온도를 측정하는 온도 측정부; 및 상기 엔진 구동 감지부를 통해 상기 자동차의 엔진이 구동되지 않는 것으로 감지된 경우, 상기 온도 측정부에서 측정된 실내온도가 설정온도 범위에 포함되는가를 확인하여 포함되지 않으면 상기 측정된 실내온도가 설정온도 범위에 포함되도록, 상기 축전부에서 상기 열전소자로 공급되는 전류 흐름을 정,역방향으로 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 양상에 따른 자동차 실내온도 조절시스템은, 자동차의 실외에 노출되어, 태양 광 에너지를 전기 에너지로 변환시켜 전기 에너지로 변환시켜 전기를 발생하는 태양전지판; 상면이 상기 태양전지판의 배면에 밀착 배치되어, 제베크(seebeck) 효과에 의해 상기 태양전지판에서 태양 광 에너지를 전기 에너지로 변환 시에 발생하는 폐열을 전기에너지로 변환시켜 전기를 발생하는 제 1 열전소자; 상기 태양전지판 및 제 1 열전소자에서 발생하는 전기를 축전시키는 축전부; 서로 밀착된 상기 태양 전지판 및 제 1 열전소자가 안착 되는 영역을 갖고, 상기 태양 전지판의 바깥둘레 측, 상기 제 1 열전소자의 상하면의 바깥둘레 측 및 저면 측을 통하여 발생하는 열을 상기 자동차의 실외로 방열하는 방열부; 저면이 상기 자동차의 실내에 노출되며 상면이 상기 방열부의 저면에 밀착 배치되며, 펠티어 효과에 의해 상기 축전부에서 공급되는 전류방향에 따라, 상기 실내에 노출된 저면이 상기 방열부의 저면에 밀착 배치된 상면과 대응되게 가열 또는 냉각되는 제 2 열전소자; 및 상기 자동차의 엔진구동 여부를 확인하여 구동되지 않는 경우, 상기 자동차의 실내 온도를 측정하여 상기 측정된 실내 온도에 따라 상기 축전부에서 공급되는 전류방향을 제어하여 상기 자동차 실내 온도를 조절하는 온도 조절부를 포함한다.
상기 축전부는, 상기 태양전지판에서 발생한 전기를 축전시키는 제 1 배터리; 와 상기 제 2 열전소자에서 발생하는 전기를 축전시키는 제 2 배터리를 포함할 수 있다.
서로 밀착된 상기 방열부 및 제 2 열전소자는 상기 자동차의 지붕 샤시에 삽입될 수 있다.
상기 방열부는, 상면에, 상기 안착 되는 영역을 에워싸며 상방으로 돌출되어, 상기 태양전지판 및 상기 제 1 열전소자의 측벽 방향을 따라 열의 흐름을 안내하여 상기 자동차의 실외로 방열시키는 방열핀들을 가질 수 있다.
상기 안착 되는 영역은, 상기 방열부의 상면에 형성되어 상기 제 1 열전소자의 저면이 밀착되는 바닥면과, 상기 방열핀들에 의하여 에워싸여 상기 바닥면의 바 깥둘레를 형성하는 측벽을 갖고, 상기 안착 되는 영역의 상부는 개구 되어 형성될 수 있다.
상기 태양 전지판 및 제 1 열전소자는 사각 형상으로 형성되고, 상기 방열핀들은 상기 태양전지판의 바깥둘레 라인과 평행한 다수의 라인을 형성할 수 있다.
상기 온도 조절부는, 상기 자동차의 엔진 구동 여부를 감지하는 엔진 구동 감지부; 상기 자동차의 실내온도를 측정하는 온도 측정부; 상기 제 1 배터리 및 제 2 배터리의 전기용량을 검사하는 전기용량 검사부; 및 상기 엔진 구동 감지부를 통해 상기 자동차의 엔진이 구동되지 않는 것으로 감지된 경우, 상기 전기용량 검사부의 전기용량 검사결과 상기 제 2 열전소자 구동에 필요한 전기용량을 가진 배터리를 선택하고, 상기 온도 측정부에서 측정된 실내온도가 설정온도 범위에 포함되는가를 확인하여 포함되지 않으면 상기 측정된 실내온도가 설정온도 범위에 포함되도록, 상기 선택된 배터리로부터 상기 제 2 열전소자로 공급되는 전류 흐름을 정,역방향으로 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 태양전지판 또는 태양전지판 및 열전소자를 이용하여 전기를 발생하고, 자동차의 지붕 샤시에 내설된 열전소자에 발생된 전기에 의한 전류방향을 변경하여, 자동차의 지붕 샤시에 내설된 열전소자를 냉각 또는 가열시키고 이로 인해서 자동차의 지붕 샤시가 냉각 또는 가열됨으로써, 자동차 실내온도를 내리거나 올릴 수 있게 된다. 따라서, 자동차의 시동이 꺼진 후에 자동으로 자동차의 실내온도를 설정온도 범위에 해당 되도록 조절할 수 있게 된다. 이에 따라, 운전자가 여름에 실내공기가 차가워지기 전까지 열기를 견디지 않아도 되며, 겨울철에 실내공기가 따뜻해지기 전까지 냉기를 견디지 않아도 된다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자동차 실내온도 조절시스템의 분해 사시도이고, 도 2는 도 1에서 태양전지판과 밀착된 열전소자가 자동차의 지붕 샤시에 삽입된 경우의 단면도이고, 도 3은 펠티어 효과를 예시한 도면이다.
도시된 바와 같이, 자동차 실내온도 조절시스템은 태양전지판(1), 열전소자(3), 축전부(6) 및 온도 조절부(7)를 포함한다.
태양전지판(1)은 자동차의 실외에 노출되어, 태양 광 에너지를 전기 에너지로 변환시켜 전기 에너지로 변환시켜 전기를 발생한다. 이러한 태양전지판(1)은 다수개의 태양전지(2)가 직렬 또는 병렬 또는 직병렬로 연결되어 행렬로 배치되고 사각형상으로 이루어질 수 있다.
축전부(6)는 태양전지판(1)에서 발생하는 전기를 축전시킨다.
열전소자(3)는 저면(5)이 자동차의 실내에 노출되며 상면(4)이 태양전지판(1)의 저면에 밀착 배치되며, 펠티어(Peltier) 효과에 의해 축전부(1)에서 공급되는 전류방향에 따라, 자동차의 실내에 노출된 저면(5)이 태양전지판(1)의 저면에 밀착 배치된 상면(4)과 대응되게 가열 또는 냉각된다. 이때, 열전소자(3)는 P형 반도체 및 N형 반도체가 π형으로 결합 되며, 이들 반도체의 상부 및 하부를 금속판의 재질을 갖는 상면(4) 및 하면(5)으로 결합하여 구성될 수 있다. 이 상면(4) 또는 하면(5)에 전류가 흐를 때 생기는 주울(Joule) 열효과에 의해 상면(4) 또는 하면(5)은 가열 또는 냉각된다. 이러한 펠티어 효과를 도 3을 참조하여 살펴보면, 전류는 시계방향으로 흐르고 있으며, P형 반도체 내에서 정공은 D와의 접점에서 생성되어 C와의 접점 쪽으로 이동한다. 이때, 정공은 열을 실어나르는 역할을 하게 된다. 그 결과 A-D 플레이트는 지속적으로 차가워지며, B-C 플레이트는 지속적으로 뜨거워진다. 한편 전류가 흐르는 방향을 반시계 방향으로 바꾸면 전자 및 정공의 흐름도 바뀌게 되며, 결과적으로 냉각되는 면과 가열되는 면도 뒤바뀌게 된다.
이러한 열전소자(3)는 태양전지판(1)과 밀착되어, 자동차의 지붕 샤시(10)에 삽입될 수 있다. 이때 자동차의 지붕 샤시(10)는 금속재질을 가질 수 있다. 이에 따라, 열전소자(3)의 저면(5)이 냉각 또는 가열됨에 따라 자동차의 지붕 샤시(10)는 냉각 또는 가열된다. 이로 인해서 자동차의 실내온도는 낮아지거나 높아지게 된다.
온도 조절부(7)는 자동차의 엔진구동 여부를 확인하여 구동되지 않는 경우, 자동차의 실내 온도를 측정하여 측정된 실내 온도에 따라 축전부(6)에서 공급되는 전류방향을 제어하여 자동차 실내 온도를 조절한다. 이 온도 조절부(7)는 제어부(8), 엔진구동 감지부(9) 및 온도 측정부(10)를 포함한다.
엔진 구동 감지부(9)는 자동차의 엔진 구동 여부를 감지한다. 온도 측정부(10)는 자동차의 실내온도를 측정한다.
제어부(8)는 엔진 구동 감지부(9)를 통해 자동차의 엔진이 구동되지 않는 것으로 감지된 경우, 즉 자동차의 시동이 꺼진 경우 온도 측정부(10)에서 측정된 실내온도가 설정온도 범위에 포함되는가를 확인한다. 확인결과 측정된 실내온도가 설정온도 범위에 포함되지 않으면, 제어부(8)는 측정된 실내온도가 설정온도 범위에 포함되도록, 축전부(6)에서 열전소자(3)로 공급되는 전류 흐름을 정,역방향으로 제어한다. 즉, 제어부(8)는 축전부(6)에서 열전소자(3)로 공급되는 전류 흐름을 정, 역방향으로 제어함으로써, 열전소자(3)의 저면(5)을 냉각시키거나 가열시킬 수 있다. 이로 인해서 자동차 실내온도가 낮아지거나 높아질 수 있게 되는 것이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동차 실내온도 조절시스템의 분해사시도이고, 도 5는 도 4에서 서로 밀착된 방열부와 열전소자가 자동차 지붕 샤시에 삽입된 단면도를 나타낸다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동차 실내온조 조절시스템은, 태양전지판(20), 방열부(22), 열전소자(25), 축전부(28) 및 온도 조절부(29)를 포함한다.
태양전지판(20)은 자동차의 실외에 노출되어, 태양 광 에너지를 전기 에너지 로 변환시켜 전기 에너지로 변환시켜 전기를 발생한다. 이러한 태양전지판(20)은 다수개의 태양전지(21)가 직렬 또는 병렬 또는 직병렬로 연결되어 행렬로 배치되고 사각형상으로 이루어질 수 있다.
축전부(28)는 태양전지판(20)에서 발생하는 전기를 축전시킨다.
방열부(22)는 태양전지판(20)이 안착 되는 영역(24)을 갖고, 태양 전지판(20)의 바깥둘레 측 및 저면 측을 통하여 발생하는 열을 자동차의 실외로 방열한다. 이때, 방열부(22)는 상면에, 태양전지판이 안착 되는 영역(24)을 에워싸며 상방으로 돌출되어, 태양전지판(20)의 측벽 방향을 따라 열의 흐름을 안내하여 방열시키는 방열핀들(23)을 가진다. 나아가 태양 전지판이 안착 되는 영역(24)은, 방열부(22)의 상면에 형성되어 태양전지판(20)의 저면이 밀착되는 바닥면과, 방열핀들(23)에 의하여 에워싸여 바닥면의 바깥둘레를 형성하는 측벽을 갖고, 안착 되는 영역(24)의 상부는 개구되어 형성될 수 있다. 또한 태양 전지판(20)은 사각 형상으로 형성되고, 방열핀들(23)은 태양전지판(20)의 바깥둘레 라인과 평행한 다수의 라인을 형성할 수 있다. 또한 방열부(22)는 저면에 열전소자(25)와 밀착되어 자동차의 지붕 샤시(33)에 삽입될 수 있다.
열전소자(25)는 저면(27)이 자동차의 실내에 노출되며 상면(26)이 방열부(22)의 저면에 밀착 배치되며, 펠티어 효과에 의해 축전부(28)에서 공급되는 전류방향에 따라, 실내에 노출된 저면(27)이 상면(26)과 대응되게 가열 또는 냉각되게 한다. 펠티어 효과에 따른, 열전소자(25)의 상면(26) 및 저면(27)이 냉각 또는 가열되는 현상에 대한 설명은 도 1 내지 도 3에 대한 설명시 이루어졌으므로, 생략 하기로 한다. 이러한 열전소자(3)는 태양전지판(1)과 밀착되어, 자동차의 지붕 샤시(10)에 삽입될 수 있다. 이때 자동차의 지붕 샤시(10)는 금속재질을 가질 수 있다. 결론적으로, 열전소자(25)의 저면(27)이 냉각 또는 가열됨에 따라 자동차의 지붕 샤시(33)는 냉각 또는 가열된다. 이로 인해서 자동차의 실내온도는 낮아지거나 높아지게 된다.
온도 조절부(29)는 자동차의 엔진구동 여부를 확인하여 구동되지 않는 경우, 자동차의 실내 온도를 측정하여 측정된 실내 온도에 따라 축전부(28)에서 공급되는 전류방향을 제어하여 자동차 실내 온도를 조절한다. 이러한 온도 조절부(29)는 제어부(30), 온도 측정부(31) 및 엔진구동 감지부(32)를 포함한다.
엔진구동 감지부(32)는 자동차의 엔진 구동 여부를 감지한다. 온도 측정부(31)는 자동차의 실내온도를 측정한다.
제어부(30)는 엔진 구동 감지부(32)를 통해 자동차의 엔진이 구동되지 않는 것으로 감지된 경우, 즉 자동차 시동이 꺼진 경우 온도 측정부(31)에서 측정된 실내온도가 설정온도 범위에 포함되는가를 확인한다. 확인결과 온도측정부(31)에서 측정된 실내온도가 설정온도 범위에 포함되지 않으면, 제어부(30)는 측정된 실내온도가 설정온도 범위에 포함되도록, 축전부(28)에서 열전소자(25)로 공급되는 전류 흐름을 정,역방향으로 제어한다. 즉, 제어부(30)는 축전부(28)에서 열전소자(25)로 공급되는 전류 흐름을 정, 역방향으로 제어함으로써, 열전소자(25)의 저면(27)을 냉각시키거나 가열시킬 수 있다. 이로 인해서 자동차 실내온도가 낮아지거나 높아질 수 있게 되는 것이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자동차 실내온도 조절시스템의 분해 사시도이고, 도 7은 도 6에서 서로 밀착된 방열부와 제 2 열전소자가 자동차 지붕 샤시에 삽입된 단면도를 나타낸 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따를 자동차 실내온도 조절시스템은, 태양전지판(50), 제 1 열전소자(52), 방열부(55), 제 2 열전소자(58), 축전부(61) 및 온도 조절부(64)를 포함한다.
태양전지판(50)은 자동차의 실외에 노출되어, 태양 광 에너지를 전기 에너지로 변환시켜 전기 에너지로 변환시켜 전기를 발생한다. 이러한 태양전지판(50)은 다수개의 태양전지(51)가 직렬 또는 병렬 또는 직병렬로 연결되어 행렬로 배치되고 사각형상으로 이루어질 수 있다.
제 1 열전소자(52)는 상면(53)이 태양전지판(50)의 배면에 밀착 배치되어, 제베크(seebeck) 효과에 의해 태양전지판(50)에서 태양 광 에너지를 전기 에너지로 변환 시에 발생하는 폐열을 전기에너지로 변환시켜 전기를 발생한다. 이때, 제 1 열전소자(52)의 상면(53) 및 저면(54)은 금속판으로 이루어지며, 상면(53)과 저면(54) 사이에 P형 반도체 및 N형 반도체가 π형으로 결합 되어 형성될 수 있다.
이러한 제 1 열전소자(52)의 상면(53)은 태양전지판(50)의 배면에 밀착되어, 태양전지판(50)에서 발생한 폐열에 의해서 가열된다. 이에 가열된 상면(53)은 P형 반도체에 전자를 내주게 되어 전자가 부족하게 된다. 이 부족한 전자는 N형 반도체에서 끌어오게 된다. 이러한 과정을 거치게 되면 회로가 연결되어 있는 양 전극 간 에는 전위치가 발생해서 결국 N형 반도체 쪽에서 P형 반도체 쪽으로 흘러들어가는 전류가 발생하게 된다. 즉, 태양전지판(50)에서 발생한 폐열이 제 1 열전소자(52)에서 전기로 변환되는 것이다.
축전부(61)는 태양전지판(50) 및 제 1 열전소자(52)에서 발생하는 전기를 축전시키는데, 태양전지판(50)에서 발생하는 전기를 축전시키는 제 1 배터리(62)와 제 1 열전소자(52)에서 발생하는 전기를 축전시키는 제 2 배터리(63)를 포함한다.
방열부(55)는 서로 밀착된 태양 전지판(50) 및 제 1 열전소자(52)가 안착 되는 영역(57)을 갖고, 태양 전지판(50)의 바깥둘레 측, 제 1 열전소자(52)의 상하면의 바깥둘레 측 및 저면(54) 측을 통하여 발생하는 열을 자동차의 실외로 방열한다. 이때, 방열부(55)는 상면에, 안착 되는 영역(57)을 에워싸며 상방으로 돌출되어, 태양전지판(50) 및 상기 제 1 열전소자(52)의 측벽 방향을 따라 열의 흐름을 안내하여 자동차의 실외로 방열시키는 방열핀들(56)을 가진다. 나아가 안착 되는 영역(57)은, 방열부(55)의 상면에 형성되어 제 1 열전소자(52)의 저면(54)이 밀착되는 바닥면과, 방열핀들(56)에 의하여 에워싸여 바닥면의 바깥둘레를 형성하는 측벽을 갖고, 안착 되는 영역(57_의 상부는 개구 되어 형성될 수 있다. 또한 태양 전지판(50) 및 제 1 열전소자(52)는 사각 형상으로 형성되고, 방열핀들(56)은 태양전지판(50)의 바깥둘레 라인과 평행한 다수의 라인을 형성할 수 있다. 또한 방열부(55)는 저면에 제 2 열전소자(58)와 밀착되어 자동차의 지붕 샤시(69)에 삽입될 수 있다.
제 2 열전소자(58)는 저면(60)이 자동차의 실내에 노출되며 상면(59)이 방열 부(55)의 저면에 밀착 배치되며, 펠티어 효과에 의해 축전부(61)에서 공급되는 전류방향에 따라, 저면(60)이 상면(59)과 대응되게 가열 또는 냉각되게 한다. 펠티어 효과에 따른, 제 2 열전소자(58)의 상면(59) 및 저면(60)이 냉각 또는 가열되는 현상에 대한 설명은 도 1 내지 도 3에 대한 설명시 이루어졌으므로, 생략하기로 한다. 이러한 제 2 열전소자(58)는 방열부(55)에 밀착되어, 자동차의 지붕 샤시(69)에 삽입될 수 있다. 이때 자동차의 지붕 샤시(69)는 금속재질을 가질 수 있다. 결론적으로, 제 2 열전소자(58)의 저면(60)이 냉각 또는 가열됨에 따라 자동차의 지붕 샤시(69)는 냉각 또는 가열된다. 이로 인해서 자동차의 실내온도는 낮아지거나 높아지게 된다.
온도 조절부(64)는 자동차의 엔진구동 여부를 확인하여 구동되지 않는 경우, 자동차의 실내 온도를 측정하여 측정된 실내 온도에 따라 축전부(61)에서 공급되는 전류방향을 제어하여 자동차 실내 온도를 조절한다. 이러한 온도 조절부(64)는 제어부(65), 엔진구동 감지부(66), 온도 측정부(67) 및 전기용량 검사부(68)를 포함한다.
엔진구동 검사부(66)는 자동차의 엔진 구동 여부를 감지한다. 온도 측정부(67)는 자동차의 실내온도를 측정한다. 전기용량 검사부(68)는 제 1 배터리(62) 및 제 2 배터리(63)의 전기용량을 검사한다.
제어부(65)는 엔진 구동 감지부(66)를 통해 자동차의 엔진이 구동되지 않는 것으로 감지된 경우, 전기용량 검사부(68)의 전기용량 검사결과 제 2 열전소자(58) 구동에 필요한 전기용량을 가진 배터리를 선택한다. 이후 제어부(65)는 온도 측정 부(67)에서 측정된 실내온도가 설정온도 범위에 포함되는가를 확인하여 포함되지 않으면 측정된 실내온도가 설정온도 범위에 포함되도록, 선택된 배터리로부터 제 2 열전소자(58)로 공급되는 전류 흐름을 정,역방향으로 제어한다. 즉, 제어부(65)는 축전부(61)에서 제 2 열전소자(58)로 공급되는 전류 흐름을 정, 역방향으로 제어함으로써, 제 2 열전소자(58)의 저면(60)을 냉각시키거나 가열시킬 수 있다. 이로 인해서 자동차 실내온도가 낮아지거나 높아질 수 있게 되는 것이다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 실내온도 조절시스템의 분해사시도.
도 2는 도 1에 도시된 태양전지판과 밀착된 열전소자가 자동차의 지붕 샤시에 삽입된 경우의 단면도.
도 3은 펠티어 효과를 예시한 도면.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동차 실내온도 조절시스템의 분해사시도.
도 5는 도 4에서 서로 밀착된 방열부와 열전소자가 자동차 지붕 샤시에 삽입된 단면도.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자동차 실내온도 조절시스템의 분해 사시도.
도 7은 도 6에서 서로 밀착된 방열부와 제 2 열전소자가 자동차 지붕 샤시에 삽입된 단면도.

Claims (16)

  1. 자동차의 실외에 노출되어, 태양 광 에너지를 전기 에너지로 변환시켜 전기 에너지로 변환시켜 전기를 발생하는 태양전지판;
    상기 태양전지판에서 발생하는 전기를 축전시키는 축전부;
    저면이 상기 자동차의 실내에 노출되며 상면이 상기 태양전지판의 저면에 밀착 배치되며, 펠티어(Peltier) 효과에 의해 상기 축전부에서 공급되는 전류방향에 따라, 상기 자동차의 실내에 노출된 저면이 상기 태양전지판의 저면에 밀착 배치된 상면과 대응되게 가열 또는 냉각되는 열전소자; 및
    상기 자동차의 엔진구동 여부를 확인하여 구동되지 않는 경우, 상기 자동차의 실내 온도를 측정하여 상기 측정된 실내 온도에 따라 상기 축전부에서 공급되는 전류방향을 제어하여 상기 자동차 실내 온도를 조절하는 온도 조절부를 포함하는 자동차 실내온도 조절시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    서로 밀착된 상기 태양전지판 및 열전소자는 상기 자동차의 지붕 샤시에 삽입되는 자동차 실내온도 조절시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 온도 조절부는,
    상기 자동차의 엔진 구동 여부를 감지하는 엔진 구동 감지부;
    상기 자동차의 실내온도를 측정하는 온도 측정부; 및
    상기 엔진 구동 감지부를 통해 상기 자동차의 엔진이 구동되지 않는 것으로 감지된 경우, 상기 온도 측정부에서 측정된 실내온도가 설정온도 범위에 포함되는가를 확인하여 포함되지 않으면 상기 측정된 실내온도가 설정온도 범위에 포함되도록, 상기 축전부에서 상기 열전소자로 공급되는 전류 흐름을 정,역방향으로 제어하는 제어부를 포함하는 자동차 실내온도 조절시스템.
  4. 자동차의 실외에 노출되어, 태양 광 에너지를 전기 에너지로 변환시켜 전기 에너지로 변환시켜 전기를 발생하는 태양전지판;
    상기 태양전지판에서 발생하는 전기를 축전시키는 축전부;
    상기 태양 전지판이 안착 되는 영역을 갖고, 상기 태양 전지판의 바깥둘레 측 및 저면 측을 통하여 발생하는 열을 상기 자동차의 실외로 방열하는 방열부;
    저면이 상기 자동차의 실내에 노출되며 상면이 상기 방열부의 저면에 밀착 배치되며, 펠티어 효과에 의해 상기 축전부에서 공급되는 전류방향에 따라, 상기 실내에 노출된 저면이 상기 방열부의 저면에 밀착 배치된 상면과 대응되게 가열 또는 냉각되는 열전소자; 및
    상기 자동차의 엔진구동 여부를 확인하여 구동되지 않는 경우, 상기 자동차의 실내 온도를 측정하여 상기 측정된 실내 온도에 따라 상기 축전부에서 공급되는 전류방향을 제어하여 상기 자동차 실내 온도를 조절하는 온도 조절부를 포함하는 자동차 실내온도 조절시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    서로 밀착된 상기 방열부 및 열전소자는 상기 자동차의 지붕 샤시에 삽입되는 자동차 실내온도 조절시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 방열부는,
    상면에, 상기 태양전지판이 안착 되는 영역을 에워싸며 상방으로 돌출되어, 상기 태양전지판의 측벽 방향을 따라 열의 흐름을 안내하여 방열시키는 방열핀들을 가지는 자동차 실내온도 조절시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 태양 전지판이 안착 되는 영역은, 상기 방열부의 상면에 형성되어 상기 태양 전지판의 저면이 밀착되는 바닥면과, 상기 방열핀들에 의하여 에워싸여 상기 바닥면의 바깥둘레를 형성하는 측벽을 갖고, 상기 안착 되는 영역의 상부는 개구 되는 자동차 실내온도 조절시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 태양 전지판은 사각 형상으로 형성되고, 상기 방열핀들은 상기 태양전 지판의 바깥둘레 라인과 평행한 다수의 라인을 형성하는 자동차 실내온도 조절시스템.
  9. 제 4 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 온도 조절부는,
    상기 자동차의 엔진 구동 여부를 감지하는 엔진 구동 감지부;
    상기 자동차의 실내온도를 측정하는 온도 측정부; 및
    상기 엔진 구동 감지부를 통해 상기 자동차의 엔진이 구동되지 않는 것으로 감지된 경우, 상기 온도 측정부에서 측정된 실내온도가 설정온도 범위에 포함되는가를 확인하여 포함되지 않으면 상기 측정된 실내온도가 설정온도 범위에 포함되도록, 상기 축전부에서 상기 열전소자로 공급되는 전류 흐름을 정,역방향으로 제어하는 제어부를 포함하는 자동차 실내온도 조절시스템.
  10. 자동차의 실외에 노출되어, 태양 광 에너지를 전기 에너지로 변환시켜 전기 에너지로 변환시켜 전기를 발생하는 태양전지판;
    상면이 상기 태양전지판의 배면에 밀착 배치되어, 제베크(seebeck) 효과에 의해 상기 태양전지판에서 태양 광 에너지를 전기 에너지로 변환 시에 발생하는 폐열을 전기에너지로 변환시켜 전기를 발생하는 제 1 열전소자;
    상기 태양전지판 및 제 1 열전소자에서 발생하는 전기를 축전시키는 축전부;
    서로 밀착된 상기 태양 전지판 및 제 1 열전소자가 안착 되는 영역을 갖고, 상기 태양 전지판의 바깥둘레 측, 상기 제 1 열전소자의 상하면의 바깥둘레 측 및 저면 측을 통하여 발생하는 열을 상기 자동차의 실외로 방열하는 방열부;
    저면이 상기 자동차의 실내에 노출되며 상면이 상기 방열부의 저면에 밀착 배치되며, 펠티어 효과에 의해 상기 축전부에서 공급되는 전류방향에 따라, 상기 실내에 노출된 저면이 상기 방열부의 저면에 밀착 배치된 상면과 대응되게 가열 또는 냉각되는 제 2 열전소자; 및
    상기 자동차의 엔진구동 여부를 확인하여 구동되지 않는 경우, 상기 자동차의 실내 온도를 측정하여 상기 측정된 실내 온도에 따라 상기 축전부에서 공급되는 전류방향을 제어하여 상기 자동차 실내 온도를 조절하는 온도 조절부를 포함하는 자동차 실내온도 조절시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 축전부는,
    상기 태양전지판에서 발생한 전기를 축전시키는 제 1 배터리; 와
    상기 제 2 열전소자에서 발생하는 전기를 축전시키는 제 2 배터리를 포함하는 자동차 실내온도 조절시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    서로 밀착된 상기 방열부 및 제 2 열전소자는 상기 자동차의 지붕 샤시에 삽입되는 자동차 실내온도 조절시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 방열부는,
    상면에, 상기 안착 되는 영역을 에워싸며 상방으로 돌출되어, 상기 태양전지판 및 상기 제 1 열전소자의 측벽 방향을 따라 열의 흐름을 안내하여 상기 자동차의 실외로 방열시키는 방열핀들을 가지는 자동차 실내온도 조절시스템.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 안착 되는 영역은, 상기 방열부의 상면에 형성되어 상기 제 1 열전소자의 저면이 밀착되는 바닥면과, 상기 방열핀들에 의하여 에워싸여 상기 바닥면의 바깥둘레를 형성하는 측벽을 갖고, 상기 안착 되는 영역의 상부는 개구 되는 자동차 실내온도 조절시스템.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 태양 전지판 및 제 1 열전소자는 사각 형상으로 형성되고, 상기 방열핀들은 상기 태양전지판의 바깥둘레 라인과 평행한 다수의 라인을 형성하는 자동차 실내온도 조절시스템.
  16. 제 11 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 온도 조절부는,
    상기 자동차의 엔진 구동 여부를 감지하는 엔진 구동 감지부;
    상기 자동차의 실내온도를 측정하는 온도 측정부;
    상기 제 1 배터리 및 제 2 배터리의 전기용량을 검사하는 전기용량 검사부; 및
    상기 엔진 구동 감지부를 통해 상기 자동차의 엔진이 구동되지 않는 것으로 감지된 경우, 상기 전기용량 검사부의 전기용량 검사결과 상기 제 2 열전소자 구동에 필요한 전기용량을 가진 배터리를 선택하고, 상기 온도 측정부에서 측정된 실내온도가 설정온도 범위에 포함되는가를 확인하여 포함되지 않으면 상기 측정된 실내온도가 설정온도 범위에 포함되도록, 상기 선택된 배터리로부터 상기 제 2 열전소자로 공급되는 전류 흐름을 정,역방향으로 제어하는 제어부를 포함하는 자동차 실내온도 조절시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2016117986A3 (ko) * 2015-01-24 2016-09-15 이정용 열전소자를 이용한 자동차 냉방장치
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