KR20130013357A - 자연에너지를 이용한 전기자동차 충전장치 - Google Patents

자연에너지를 이용한 전기자동차 충전장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20130013357A
KR20130013357A KR1020110074954A KR20110074954A KR20130013357A KR 20130013357 A KR20130013357 A KR 20130013357A KR 1020110074954 A KR1020110074954 A KR 1020110074954A KR 20110074954 A KR20110074954 A KR 20110074954A KR 20130013357 A KR20130013357 A KR 20130013357A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
energy
electric vehicle
rain
generator
wind
Prior art date
Application number
KR1020110074954A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101261165B1 (ko
Inventor
김재환
김석명
노윤주
Original Assignee
쌍용자동차 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 쌍용자동차 주식회사 filed Critical 쌍용자동차 주식회사
Priority to KR1020110074954A priority Critical patent/KR101261165B1/ko
Publication of KR20130013357A publication Critical patent/KR20130013357A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101261165B1 publication Critical patent/KR101261165B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L8/00—Electric propulsion with power supply from forces of nature, e.g. sun or wind
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K16/00—Arrangements in connection with power supply of propulsion units in vehicles from forces of nature, e.g. sun or wind
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/10—Combinations of wind motors with apparatus storing energy
    • F03D9/11—Combinations of wind motors with apparatus storing energy storing electrical energy
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/30—Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/32—Wind motors specially adapted for installation in particular locations on moving objects, e.g. vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/30—Electrical components
    • H02S40/38—Energy storage means, e.g. batteries, structurally associated with PV modules
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K16/00—Arrangements in connection with power supply of propulsion units in vehicles from forces of nature, e.g. sun or wind
    • B60K2016/003—Arrangements in connection with power supply of propulsion units in vehicles from forces of nature, e.g. sun or wind solar power driven
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K16/00—Arrangements in connection with power supply of propulsion units in vehicles from forces of nature, e.g. sun or wind
    • B60K2016/006—Arrangements in connection with power supply of propulsion units in vehicles from forces of nature, e.g. sun or wind wind power driven
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/60—Navigation input
    • B60L2240/66—Ambient conditions
    • B60L2240/662—Temperature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/91—Electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2400/00—Special features of vehicle units
    • B60Y2400/30—Sensors
    • B60Y2400/302—Temperature sensors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20—Hydro energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/728—Onshore wind turbines
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E70/00—Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
    • Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/90—Energy harvesting concepts as power supply for auxiliaries' energy consumption, e.g. photovoltaic sun-roof
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S323/00—Electricity: power supply or regulation systems
    • Y10S323/906—Solar cell systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Wind Motors (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

전기자동차 자가충전기를 이용하거나 대형 충전스테이션이 설치되기 어려운 곳에서 자연에너지를 이용하여 전기자동차를 항상 편리하게 충전할 수 있도록 한 자연에너지를 이용한 전기자동차 충전장치가 개시된다.
개시된 자연에너지를 이용한 전기자동차 충전장치는, 태양 에너지를 전기에너지로 변환하는 태양 전지와; 풍력에 의한 운동에너지를 전기에너지로 변환하는 풍력발전기와; 수력에 의한 운동에너지를 전기에너지로 변환하는 수력발전기와; 상기 태양 전지와 풍력발전기 및 수력발전기에서 각각 획득한 에너지를 저장하는 에너지 저장장치와; 상기 에너지 저장장치에 저장된 에너지 량을 검출하고, 기준 에너지 량과 비교하여 그 차이에 따라 저장된 에너지의 방전량을 조절하는 에너지 조절 장치를 구비한다.

Description

자연에너지를 이용한 전기자동차 충전장치 및 충전방법{Electric car charger using natural energy}
본 발명은 자연에너지를 이용한 전기자동차 충전장치 및 충전방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전기자동차 자가충전기를 이용하거나 대형 충전스테이션이 설치되기 어려운 곳에서 자연에너지를 이용하여 전기자동차를 항상 편리하게 충전할 수 있도록 한 자연에너지를 이용한 전기자동차 충전장치 및 충전방법에 관한 것이다.
일반적으로 자동차는 가솔린이나 디젤을 연료로 사용하는 데, 가솔린이나 디젤은 연소시 유해한 가스를 발생하여 대기오염을 일으킬 뿐만 아니라 가솔린이나 디젤을 만드는 원유가 지구상에 얼마 남아있지 않기 때문에 각 산업분야에서 대체에너지 개발을 서두르고 있으며, 그 해결책의 일환으로 개발되는 것이 전기자동차이다.
현재 개발된 전기자동차는 한 번의 축전지 충전으로 기존의 자동차보다 먼 거리를 달릴 수 없으므로 자주 축전지를 충전시켜야 하고 그 때문에 운행이 자주 중단되며, 축전지 충전에 소요되는 시간도 기존의 가솔린 또는 디젤의 주유 시간보다 많이 소요되므로 운행에 큰 지장을 초래하는 문제점이 있다.
따라서 충전소를 이용하여 충전하는 것도 중요하지만 주변에 흔히 존재하는 자연에너지를 이용하여 전기자동차를 충전하는 방법이 연구되고 있다. 자연에너지를 충전하는 방법으로는 재생에너지를 이용하는 발전 시스템을 주로 이용하게 되는 데, 즉, 풍력발전기, 태양력 발전기, 수력발전기, 조력발전기, 지열발전기 등을 발전시스템으로 이용하게 된다. 이러한 발전시스템은 각각의 특성에 맞게 개별적인 발전시스템으로 구현된다.
이러한 자연에너지를 이용하여 전기자동차를 충전하는 방법의 종래기술로는 대한민국 공개특허 공개번호 10-2005-12106호(2005. 01. 31. 공개)(발명의 명칭: 풍력 및 태양열을 이용한 전기자동차 축전지 충전터널구조 및 충전도로상의 전기자동차 축전장치)가 있다.
개시된 종래기술은 터널에서 풍력 및 태양열을 이용하여 전기를 발생시켜 축전지를 충전하여 전기자동차를 운행하는 도중에 운전자가 축전지 충전에 시간을 별도로 허비하지 않고 터널을 통과하면서 편리하게 전기자동차를 충전하게 된다.
1. 대한민국 공개특허 공개번호 10-2005-0012106(2005.01.31. 공개)
그러나 상기와 같은 종래기술은 전기자동차를 운행하는 도중에 운전자가 축전지 충전에 시간을 별도로 허비하지 않고 터널을 통과하면서 편리하게 전기자동차를 충전할 수 있다는 장점은 있으나, 충전을 위해 반드시 충전터널을 통과해야 하는 제약이 따른다.
또한, 종래기술은 운행 도중에 전기자동차 충전을 위해서는 별도로 많은 충전용 터널을 건설해야 하므로, 충전 터널 건설에 많이 비용이 소요되는 단점도 있다.
또한, 종래기술은 풍력 및 태양열만을 이용하게 되므로, 바람이 없거나 태양열이 약한 겨울이나 흐린 날에는 충전이 어려운 단점도 있다.
또한, 종래에는 각각의 발전시스템이 모두 개별적으로 구현되므로, 하나의 전기자동차에 다양한 자연에너지를 이용하여 충전을 하기 위해서는 개별적인 발전시스템을 많이 갖춰야 하는 단점도 있다.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서,
본 발명의 목적은 전기자동차 자가충전기를 이용하거나 대형 충전스테이션이 설치되기 어려운 곳에서 자연에너지를 이용하여 전기자동차를 항상 편리하게 충전할 수 있도록 한 자연에너지를 이용한 전기자동차 충전장치 및 충전방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 전기자동차 충전을 위해 별도의 충전 전원선 가설 및 추가 발전소의 설치 없이 간단하게 설치하여, 시간과 장소에 구애받지 않고 편리하게 충전할 수 있도록 한 자연에너지를 이용한 전기자동차 충전장치 및 충전방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 하루 종일 에너지를 저장하였다가 차량이 주차되는 상태(특히, 밤)에서 충전이 이루어지도록 한 자연에너지를 이용한 전기자동차 충전장치 및 충전방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자연에너지를 이용한 전기자동차 충전장치는, 태양 에너지를 전기에너지로 변환하는 태양 전지와; 풍력에 의한 운동에너지를 전기에너지로 변환하는 풍력발전기와; 수력에 의한 운동에너지를 전기에너지로 변환하는 수력발전기와; 상기 태양 전지와 풍력발전기 및 수력발전기에서 각각 획득한 에너지를 저장하는 에너지 저장장치와; 상기 에너지 저장장치에 저장된 에너지 량을 검출하고, 기준 에너지 량과 비교하여 그 차이에 따라 저장된 에너지의 방전량을 조절하는 에너지 조절장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 자연에너지를 이용한 전기자동차 충전장치는, 주변 온도를 검출하는 온도센서와; 비를 감지하는 레인 센서와; 비를 저장하기 위한 비 컨테이너와; 상기 온도센서에서 검출한 온도에 따라 상기 비 컨테이너의 상부에 설치된 컨테이너 개폐장치와 결빙방지 개수장치의 닫힘과 열림을 제어하고, 상기 레인 센서에 의한 비 감지 여부에 따라 상기 컨테이너 개폐장치 및 결빙방지 개수장치의 닫힘과 열림을 제어하는 제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 비 컨테이너는 수압에 따라 자동으로 온/오프되는 압력 스위치가 구비된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 자연에너지를 이용한 전기자동차 충전방법은, 에너지 저장장치에 저장되는 충전 에너지 량에서 검출되는 충전 전압 레벨 이 설정 입력된 방전 레벨을 초과하는지의 여부를 확인하는 단계와; 확인된 충전 전압 레벨이 설정된 방전 레벨 이상이면 방전을 위해 에너지 조절장치를 온시키고 풍력발전기 및 수력발전기는 오프시켜 발전을 중지시키는 단계와; 확인된 충전 전압 레벨이 설정된 방전 레벨 이하이면 모든 발전기(풍력 및 수력발전기)를 온시켜 발전시스템을 유지하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 전기자동차 충전을 위해 별도의 충전 전원선 가설 및 추가 발전소의 설치 없이 충전장치를 설치할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면 하루 종일 에너지를 저장하였다가 차량이 주차할 때(특히, 밤)에 충전하도록 함으로써, 충전 대기를 위한 시간의 낭비를 방지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면 각각의 발전기를 소형으로 제작함으로써, 제작 및 설치 편의성을 향상시키고, 다양한 자연에너지를 이용함으로써 사계절 날씨와 상관없이 항상 이용할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 자연에너지를 이용한 전기자동차 충전장치의 구성도.
도 2는 본 발명에서 레인 컨테이너의 결빙을 방지하기 위한 동작 흐름도.
도 3은 본 발명에서 에너지 저장장치의 에너지 저장량 조절과정을 보인 흐름도.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명하기에 앞서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명에 따른 자연에너지를 이용한 전기자동차 충전장치의 구성도로서, 레인 센서(rain sensor)(1), 온도 센서(2), 제어기(3), 비 컨테이너(container)(4), 컨테이너 개폐장치(5), 태양 전지(6), 풍력 발전기(7), 압력스위치(8), 결빙방지 개수장치(9), 수력발전기(10), 에너지 저장장치(11) 및 에너지 조절장치(12)로 구성된다.
레인 센서(1)는 비를 감지하는 역할을 하며, 온도 센서(2)는 충전장치 주변의 온도를 검출하는 역할을 하는 것으로, 통상의 바이메탈 온도계를 이용한다.
비 컨테이너(4)는 내리는 비를 저장하기 위한 저장 조를 의미하며, 컨테이너 개폐장치(5)는 동력에 의한 모터의 동작으로 비 컨테이너(4)의 상부를 열거나 닫는 동작을 한다. 즉, 비 컨테이너(4)의 문으로서 동력에 의해 자동으로 열고 닫히게 된다.
압력스위치(8)는 상기 비 컨테이너(4)의 수압에 따라 자동으로 온/오프되는 역할을 하며, 결빙방지 개수장치(9)는 충전장치의 주변 온도(T)가 설정 온도(0℃) 이하가 될 경우 결빙이 되는 것을 방지하기 위해서 상기 비 컨테이너(4)에 담수된 비를 외부로 배출하는 역할을 한다.
제어기(3)는 상기 온도센서(2)에서 검출한 온도에 따라 상기 비 컨테이너(4)의 상부에 설치된 컨테이너 개폐장치(5)와 결빙방지 개수장치(9)의 닫힘과 열림을 제어하고, 상기 레인 센서(1)에 의한 비 감지 여부에 따라 상기 컨테이너 개폐장치(5) 및 결빙방지 개수장치(9)의 닫힘과 열림을 제어하는 역할을 한다.
압력 스위치(8)는 수압에 따라 자동으로 온 또는 오프되는 압력 스위치이다.
태양 전지(6)는 태양 에너지를 전기에너지로 변환하는 역할을 하는 것으로서, 일반적인 솔라셀이라고 볼 수 있으며, 풍력발전기(7)는 풍력에 의한 운동에너지를 전기에너지로 변환하는 역할을 하는 것으로서, 바람에 의해 터빈을 회전시켜 운동에너지를 생성하고 이를 전기에너지로 변환을 하는 통상의 풍력 발전기를 소형화한 것이다.
수력발전기(10)는 수력에 의한 운동에너지를 전기에너지로 변환하는 역할을 하는 것으로서, 수압으로 터빈을 돌려 운동에너지를 생산하고 이를 전기에너지로 변환하는 역할을 하게 된다.
에너지 저장장치(11)는 상기 태양 전지(6)와 풍력발전기(7) 및 수력발전기(10)에서 각각 획득한 에너지를 저장하는 역할을 하는 것으로서, 대용량 배터리 또는 대용량 콘덴서 등과 같은 전기에너지 저장장치를 이용할 수 있다.
에너지 조절장치(12)는 상기 에너지 저장장치(11)에 저장된 에너지 량을 검출하고, 기준 에너지 량과 비교하여 그 차이에 따라 저장된 에너지의 방전량을 조절하는 역할을 한다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 자연에너지를 이용한 전기자동차 충전장치는, 레인 센서(1)에 의해 비를 감지하게 되고, 비 감지 결과를 제어기(3)에 전달한다. 아울러 온도 센서(2)는 전기자동차 충전장치의 주변 온도를 검출하여 검출 온도(T)로 상기 제어기(3)에 전달한다.
제어기(3)는 이렇게 검출되는 온도와 비 감지 여부에 따라 에너지 저장을 제어하게 된다.
예컨대, 제어기(3)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 온도센서(2)에 의해 검출한 충전장치 주변 온도(T)가 결빙을 판단하기 위해 설정된 설정 온도(0℃) 이하가 될 경우에는 계절이 겨울이라고 판단하고, 결빙을 방지하기 위해서 상기 컨테이너 개폐장치(5)를 닫게 되며(close), 동시에 결빙방지 개수장치(9)를 열어(open) 비 컨테이너(4)에 저장된 비를 외부로 배출하게 된다.
여기서 컨테이너 개폐장치(5)는 모터와 동력전달수단 등으로 이루어져, 컨테이너의 개폐시에는 제어기(3)에 의해 모터가 동작하고 모터에 의해 발생한 동력을 동력전달수단을 통해 전달하여 컨테이너 개폐장치(5)를 열게 된다. 물론, 컨테이너 개폐장치(5)가 열린 상태에서는 모터를 반대로 회전시켜 상기 열린 컨테이너 개폐장치(5)를 닫는 역할도 가능하다.
만약, 검출한 온도(T)가 상기 설정 온도(0℃) 이상일 경우에는 비(rain)가 오는지를 확인하여, 비가 오지 않을 경우에는 상기 컨테이너 개폐장치(5)를 통해 비 컨테이너(4)를 닫고, 이와는 달리 비가 올 경우에는 상기 컨테이너 개폐장치(5)를 열어 내리는 비가 비 컨테이너(4)에 저장되도록 한다. 내리는 비를 비 컨테이너(4)에 저장할 경우에는 결빙방지 개수장치(9)를 닫아, 비 컨테이너(4)에 저장된 비가 배출구로 배출되는 것을 방지하게 된다.
한편, 비 컨테이너(4)에 비가 저장되고 수압이 증가하면 압력스위치(8)가 자동으로 열려 비 컨테이너(4)에 저장된 빗물을 압력스위치(8)를 통해 수력발전기(10) 쪽으로 전달하게 되고, 수력발전기(10)는 통상의 수력에 의해 발전을 하여 전기에너지를 생산하게 되고, 이렇게 생산한 전기에너지를 에너지 저장장치(11)에 저장하게 된다.
또한, 태양 전지(6)도 기존 솔라셀과 같이 태양 에너지(빛에너지)를 전기에너지로 변환을 하여 상기 에너지 저장장치(11)에 저장을 하게 되며, 풍력 발전기(7) 또한 풍력에 의해 발생한 운동에너지를 전기에너지로 변환을 하여 상기 에너지 저장장치(11)에 저장을 하게 된다.
여기서 태양 전지(6)나 풍력발전기(7)는 종래기술에 개시된 풍력 및 태양열을 이용한 전기자동차 축전지 충전방법과 동일하며, 수력발전기 또한 통상에 알려진 주지의 수력발전기를 이용하는 것이 바람직하다.
이러한 과정을 통해 각각의 자연에너지를 에너지 저장장치(11)에 저장한 상태에서, 에너지 조절장치(12)는 도 3에 도시한 바와 같이, 에너지 저장장치에 저장된 충전 에너지 량을 검출하게 된다. 즉, 충전 전압 레벨을 검출하게 되며, 이렇게 검출한 충전 전압 레벨과 방전을 위해 미리 설정된 방전 레벨(95%)을 비교하여, 상기 충전 전압 레벨이 상기 방전 레벨(95%)보다 작을 경우에는 각각의 발전기를 유지시켜 에너지 충전 동작을 수행하게 된다.
이와는 달리 상기 충전 전압 레벨이 상기 방전 레벨(95%)보다 클 경우에는 방전장치를 온시키고 풍력발전기 및 수력발전기는 오프시키면 전기자동차에 적정한 충전이 이루어지게 된다. 이때 충전은 자동차를 운행하지 않는 시간대에 충전을 함으로써, 운전자는 충전을 위한 충전 시간 동안 기다리지 않아도 된다.
여기서 방전 레벨은 에너지 저장장치의 만 충전 레벨을 알 수 있으므로, 이를 기준으로 만 충전 대비 95%의 방전 레벨을 프로그램적으로 설정할 수 있으며, 에너지 조절장치(12)는 이러한 방전 레벨과 충전 전압 레벨을 비교하여 방전을 조절하게 되는 것이다.
바람직하게 방전을 하여 전기자동차를 충전시키는 경우에는 풍력 발전기와 수력발전기의 구동을 중지시키게 된다.
여기서 도 1에는 도시하지 않았지만 에너지 조절장치(12)와 풍력발전기(7) 및 수력발전기(10) 간을 제어 선으로 연결을 하고, 방전 여부에 따라 에너지 조절장치(12)에서 수력발전기(10)와 풍력발전기(7)를 제어할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
이러한 본 발명에 따르면 전기자동차 충전을 위해 별도의 충전 전원선 가설 및 추가 발전소의 설치 없이, 전기자동차 충전장치를 임의의 장소에 편리하게 설치할 수 있으며, 에너지 생성이 가능한 주간에 에너지 저장장치에 에너지를 저장하였다가 차량을 운행하지 않는 야간에 전기자동차를 충전함으로써, 충전 대기 시간도 제거할 수 있다.
특히, 태양 광, 수력 및 풍력과 같은 자연에너지를 모두 이용할 수 있으므로, 사계절 날씨와 상관없이 항상 전기자동차를 충전할 수 있게 되는 것이다.
1 : 레인 센서 2 : 온도 센서
3 : 제어기 4 : 비 컨테이너
5 : 컨테이너 개폐장치 6 : 태양 전지
7 : 풍력발전기 9 : 결빙방지 개수장치
10 : 수력발전기 11 : 에너지 저장장치
12 : 에너지 조절장치

Claims (4)

  1. 자연에너지를 이용한 전기자동차 충전장치에 있어서,
    태양 에너지를 전기에너지로 변환하는 태양 전지와;
    풍력에 의한 운동에너지를 전기에너지로 변환하는 풍력발전기와;
    수력에 의한 운동에너지를 전기에너지로 변환하는 수력발전기와;
    상기 태양 전지와 풍력발전기 및 수력발전기에서 각각 획득한 에너지를 저장하는 에너지 저장장치와;
    상기 에너지 저장장치에 저장된 에너지 량을 검출하고, 기준 에너지 량과 비교하여 그 차이에 따라 저장된 에너지의 방전량을 조절하는 에너지 조절장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 자연에너지를 이용한 전기자동차 충전장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    주변 온도를 검출하는 온도센서와;
    비를 감지하는 레인 센서와;
    비를 저장하기 위한 비 컨테이너와;
    상기 온도센서에서 검출한 온도에 따라 상기 비 컨테이너의 상부에 설치된 컨테이너 개폐장치와 결빙방지 개수장치의 닫힘과 열림을 제어하고, 상기 레인 센서에 의한 비 감지 여부에 따라 상기 컨테이너 개폐장치 및 결빙방지 개수장치의 닫힘과 열림을 제어하는 제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자연에너지를 이용한 전기자동차 충전장치.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 비 컨테이너는 수압에 따라 자동으로 온/오프되는 압력 스위치가 구비된 것을 특징으로 하는 자연에너지를 이용한 전기자동차 충전장치.
  4. 자연에너지를 이용한 전기자동차 충전방법에 있어서,
    제 1 항의 전기자동차 충전장치를 이용하여
    에너지 저장장치에 저장되는 충전 에너지 량에서 검출되는 충전 전압 레벨 이 설정 입력된 방전 레벨을 초과하는지의 여부를 확인하는 단계와;
    확인된 충전 전압 레벨이 설정된 방전 레벨 이상이면 방전을 위해 에너지 조절장치를 온시키고 풍력발전기 및 수력발전기는 오프시키는 단계와;
    확인된 충전 전압 레벨이 설정된 방전 레벨 이하이면 모든 발전기(풍력 및 수력발전기)를 온시켜 발전을 유지하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 자연에너지를 이용한 전기자동차 충전방법.
KR1020110074954A 2011-07-28 2011-07-28 자연에너지를 이용한 전기자동차 충전장치 KR101261165B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110074954A KR101261165B1 (ko) 2011-07-28 2011-07-28 자연에너지를 이용한 전기자동차 충전장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110074954A KR101261165B1 (ko) 2011-07-28 2011-07-28 자연에너지를 이용한 전기자동차 충전장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130013357A true KR20130013357A (ko) 2013-02-06
KR101261165B1 KR101261165B1 (ko) 2013-05-09

Family

ID=47893819

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110074954A KR101261165B1 (ko) 2011-07-28 2011-07-28 자연에너지를 이용한 전기자동차 충전장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101261165B1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101828913B1 (ko) 2014-11-18 2018-03-29 한국에너지기술연구원 전기충전 인프라 구축용 염분차 발전 시스템
KR102400639B1 (ko) 2020-08-12 2022-05-23 프로텍코리아 주식회사 다중발전원을 갖는 전기차 충전시스템 및 그 제어방법

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002044806A (ja) * 2000-07-25 2002-02-08 Keiyo Ito 電気自動車の充電システム

Also Published As

Publication number Publication date
KR101261165B1 (ko) 2013-05-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101786422B (zh) 一种风能与太阳能互补电动汽车
CN107685635A (zh) 用于选择电动车辆充电源的系统和方法
KR20180009579A (ko) 태양전지판을 이용한 차량용 전원공급 장치 및 그 운용방법
KR101261165B1 (ko) 자연에너지를 이용한 전기자동차 충전장치
CN207644577U (zh) 一种可太阳能充电的水质监测浮标装置
CN106655982B (zh) 一种风光互补式储能基站
US9776618B2 (en) Motor vehicle and method
CN205725116U (zh) 海上浮台风光油复合能源供电系统
CN102655334A (zh) 电动车能源控制系统
CN104309491B (zh) 绿色能源电动汽车充电装置
Lan et al. Photovoltaic technology and electricity saving strategies for fixed-velocity-measuring system
CN106585344B (zh) 一种公交车风光互补车门遮雨装置
CN203243104U (zh) 一种用于电动自行车的太阳能、风能互补充电装置
Akhmedov et al. Using solar panels to recharge car battery
CN103287275A (zh) 插电式风光空气能电动汽车
CN204190986U (zh) 一种太阳能路灯系统
CN107444147A (zh) 一种具有双向供电功能的电车
CN202827176U (zh) 轻型太阳能电动三轮车
CN201405748Y (zh) 电动车风能供电装置
CN205489607U (zh) 新能源充电桩
KR101089319B1 (ko) 태양에너지를 통한 자동차 창문 자동 개폐 장치
CN201626315U (zh) 汽车太阳能自动充电装置
CN104601089A (zh) 一种车载太阳能自动系统
CN210845821U (zh) 一种燃料电池发动机尾气排放系统
CN107947690A (zh) 一种双模式发电控制系统

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160419

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170421

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180426

Year of fee payment: 6

LAPS Lapse due to unpaid annual fee