KR20150095524A - Dual type hybrid driving apparatus for ship - Google Patents

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KR20150095524A KR1020140016948A KR20140016948A KR20150095524A KR 20150095524 A KR20150095524 A KR 20150095524A KR 1020140016948 A KR1020140016948 A KR 1020140016948A KR 20140016948 A KR20140016948 A KR 20140016948A KR 20150095524 A KR20150095524 A KR 20150095524A
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박범열
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Abstract

Disclosed is a dual type hybrid drive apparatus for a ship. The dual type hybrid drive apparatus of the present invention comprises: a motor for rotating an engine and a propeller; a first drive module for rotating the motor by producing power with the output of the engine; a second drive module for rotating the motor by producing power with the output of the engine; a battery for storing power produced in the first drive module and the second drive module; and a main control unit for managing the operation of the ship by collecting information from one or more of the engine, the motor, the first drive module, the second drive module and the battery according to operation conditions of the ship and analyzing the information.

Description

선박용 듀얼 타입 하이브리드 구동 장치{DUAL TYPE HYBRID DRIVING APPARATUS FOR SHIP}[0001] DUAL TYPE HYBRID DRIVING APPARATUS FOR SHIP [0002]

본 발명은 선박용 듀얼 타입 하이브리드 구동 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하이브리드 선박의 운항에 필요한 구동모듈을 상호 독립적인 듀얼 타입으로 구현한 선박용 듀얼 타입 하이브리드 구동 장치에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a marine dual-type hybrid drive system, and more particularly, to a marine dual-type hybrid drive system in which drive modules necessary for navigation of a hybrid ship are implemented as independent dual types.

최근 들어, 하이브리드 구동 기술을 선박 산업에 접목하려는 시도가 이루어지고 있다. 예컨대, 다양한 해군 선박들은 발전기를 구동하는 가스터빈 엔진을 장착하고 있어, 이러한 선박은 직접 가스 터빈 엔진 자체로부터 동력 공급을 받는 것이 아니라 발전기에서 주어지는 전력만으로 동력 공급을 받게 된다. In recent years, attempts have been made to incorporate hybrid drive technology into the shipbuilding industry. For example, various naval vessels are equipped with a gas turbine engine that drives the generator, so that the ship is not powered directly from the gas turbine engine itself, but is powered only by the power supplied by the generator.

다른 예로서, 대형 바지선 및 유람선과 같은 다양한 다른 선박은 디젤-전기 시스템을 장착하고 있다. 디젤-전기 시스템은 발전기를 구동하는 디젤 엔진을 사용하는데, 바지선이나 선박은 직접 디젤 엔진 자체로부터 동력 공급을 받는 것이 아니라 발전기에서 주어지는 전력만으로 동력 공급을 받게 된다.As another example, various other vessels, such as large barges and cruise ships, are equipped with diesel-electric systems. The diesel-electric system uses a diesel engine to drive a generator, where the barge or ship is powered directly from the generator, rather than powered directly by the diesel engine itself.

일반적으로 선박용 하이브리드 시스템, 가스 터빈-전기 및 디젤-전기 시스템은 추진력을 얻기 위해 전력에만 의존한다. 그 결과 선박용 하이브리드 시스템에서는 발전기 및/또는 모터가 비교적 크게 설치되고 있다. 이러한 가스터빈-전기 및 디젤-전기 시스템의 크기는 실용적인 방식으로 대부분의 선박이나 보트에 장착되기에는 너무 크다.In general, marine hybrid systems, gas turbine-electric and diesel-electric systems rely solely on power to obtain propulsive power. As a result, in the marine hybrid system, the generator and / or the motor are installed relatively large. The size of these gas turbine-electric and diesel-electric systems is too large to fit in most ships or boats in a practical manner.

이에 따라, 종래의 하이브리드 선박은 운항 중 일부에 고장 또는 장애가 발생할 경우, 해양이나 수면 위에서 대체 이동 방안이 제시되지 않으면 고장 또는 장애를 자체적으로 해소하기가 실질적으로 매우 어려운 상황이다. Accordingly, in the case of a conventional hybrid ship, if a failure or a failure occurs in a part of the operation, it is practically very difficult to solve a failure or a failure by itself unless an alternate movement plan is presented on the ocean or the water surface.

따라서, 종래의 하이브리드 선박은 고장 또는 장애 발생시 이를 해소하거나 외부로부터 지원을 받을 때까지 계속 대기하여야 하는 문제점이 있었고, 그 결과 하이브리드 선박의 운항 시간이 지연되는 등의 문제점이 있었다. Therefore, there is a problem that the conventional hybrid ship must wait until the failure or failure occurs until it is solved or the support is received from the outside, and as a result, the operation time of the hybrid ship is delayed.

본 발명의 배경기술은 대한민국 특허공개번호 10-2014-0009631호(2014.01.23)에 개시되어 있다.
The background art of the present invention is disclosed in Korean Patent Publication No. 10-2014-0009631 (Apr. 21, 2014).

본 발명은 전술한 문제점을 개선하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 하이브리드 선박의 운항에 필요한 구동모듈을 상호 독립적인 듀얼 타입으로 구현한 선박용 듀얼 타입 하이브리드 구동 장치를 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a marine dual-type hybrid drive system in which drive modules necessary for navigation of a hybrid ship are implemented as mutually independent dual types.

본 발명의 다른 목적은 하이브리드 선박의 발전 및 구동 장치를 듀얼 타입으로 구현하여 하이브리드 선박 시스템의 일부에 장애가 발생하더라도 즉각적으로 대처할 수 있도록 하는 선박용 듀얼 타입 하이브리드 구동 장치를 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a marine dual-type hybrid drive system that implements dual-type power generation and drive apparatus of a hybrid ship so that even if a failure occurs in a part of the hybrid ship system, it can be immediately countered.

본 발명의 또 다른 목적은 하이브리드 선박의 운항 조건에 따라 운전 모드를 설정하여 하이브리드 선박의 운항을 효과적으로 관리할 수 있도록 하는 선박용 듀얼 타입 하이브리드 구동 장치를 제공하는 것이다.
It is still another object of the present invention to provide a marine dual-type hybrid drive system capable of effectively controlling the operation of a hybrid ship by setting an operation mode according to the operating conditions of the hybrid ship.

본 발명의 일 측면에 따른 선박용 듀얼 타입 하이브리드 구동 장치는 엔진; 프로펠러를 회전시키는 모터; 상기 엔진의 출력으로 전력을 생산하여 상기 모터를 회전시키는 제1구동모듈; 상기 엔진의 출력으로 전력을 생산하여 상기 모터를 회전시키는 제2구동모듈; 상기 제1구동모듈 및 상기 제2구동모듈에서 생산된 전력을 저장하는 배터리; 및 선박의 운항 조건에 따라 상기 엔진, 상기 모터, 상기 제1구동모듈, 상기 제2구동모듈 및 상기 배터리 중 어느 하나 이상으로부터 정보를 수집 및 분석하여 선박의 운항을 관리하는 메인 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. A dual-type hybrid ship driving apparatus according to one aspect of the present invention includes an engine; A motor for rotating the propeller; A first drive module for generating power to the output of the engine and rotating the motor; A second drive module for generating electric power at the output of the engine to rotate the motor; A battery for storing power produced by the first drive module and the second drive module; And a main control unit for collecting and analyzing information from at least one of the engine, the motor, the first drive module, the second drive module, and the battery according to the operating conditions of the ship to manage the operation of the ship .

본 발명에서, 상기 제1구동모듈은 상기 엔진의 출력으로 교류 전력을 발생시키는 제1발전기; 상기 제1발전기에서 발전된 교류 전력을 직류 전력으로 변환하여 상기 배터리에 충전시키는 제1컨버터; 상기 배터리로부터 인가되는 직류 전력을 교류 전력으로 변환시켜 상기 모터에 공급하는 제1인버터; 상기 제1발전기, 상기 제1컨버터, 상기 제1인버터 및 상기 모터에 의해 과열된 냉각수를 냉각시키는 제1라디에이터; 및 상기 제1라디에이터로부터 상기 제1발전기, 상기 제1컨버터, 상기 제1인버터 및 상기 모터로 냉각수를 공급하는 제1펌프를 포함하되, 상기 메인 제어부는 상기 제1발전기, 상기 제1컨버터, 상기 제1인버터, 상기 제1펌프 및 상기 제1라디에이터 중 어느 하나 이상에 장애가 발생하면, 상기 제1구동모듈의 동작을 정지시키고 상기 제2구동모듈을 동작시키는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the first drive module may include a first generator that generates AC power at an output of the engine; A first converter for converting AC power generated by the first generator into DC power and charging the battery; A first inverter for converting DC power applied from the battery into AC power and supplying the AC power to the motor; A first radiator for cooling the first generator, the first converter, the first inverter, and the cooling water heated by the motor; And a first pump for supplying cooling water from the first radiator to the first generator, the first converter, the first inverter, and the motor, wherein the main control unit controls the first generator, the first converter, And stops the operation of the first drive module and operates the second drive module when a failure occurs in at least one of the first inverter, the first pump, and the first radiator.

본 발명에서, 상기 메인 제어부는 상기 제1구동모듈의 출력에 따라 상기 제2구동모듈의 구동력을 제어하는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the main control unit controls the driving force of the second driving module according to the output of the first driving module.

본 발명에서, 상기 메인 제어부는 상기 제1구동모듈 및 상기 제2구동모듈을 상호 독립적으로 운영하는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the main control unit may operate the first driving module and the second driving module independently of each other.

본 발명에서, 상기 메인 제어부는 상기 배터리의 충방전량과 상기 모터의 작동 상태에 따라 상기 제1구동모듈과 상기 제2구동모듈 중 어느 하나 이상의 충전량을 제어하는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the main control unit controls the charging amount of at least one of the first driving module and the second driving module according to the charging amount of the battery and the operating state of the motor.

본 발명에서, 상기 모터는 상기 제1구동모듈과 제2구동모듈과 일대일 대응되게 복수 개가 구비되는 것을 특징으로 한다. In the present invention, a plurality of motors are provided so as to correspond one-to-one with the first drive module and the second drive module.

본 발명에서, 상기 프로펠러는 적어도 1개 이상이 구비되고, 상기 메인 제어부는 상기 모터를 각각 제어하여 상기 프로펠러 중 어느 하나 이상을 구동시키는 것을 특징으로 한다. In the present invention, at least one propeller is provided, and the main control unit controls each of the motors to drive at least one of the propellers.

본 발명은 상기 제1구동모듈과 상기 제2구동모듈에 각각 연결되어 상기 제1구동모듈과 상기 제2구동모듈의 냉각수를 상호 전달하는 밸브 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
The present invention further includes a valve module connected to the first driving module and the second driving module, respectively, for transferring the cooling water of the first driving module and the cooling water of the second driving module to each other.

본 발명은 하이브리드 선박의 운항에 필요한 구동모듈을 상호 독립적인 듀얼 타입으로 구현하여 하이브리드 선박 시스템의 일부에 장애가 발생하더라도 즉각적으로 대처할 수 있도록 한다. The present invention implements the driving modules necessary for navigation of a hybrid ship in a dual type independent of each other, so that even if a failure occurs in a part of the hybrid ship system, it can be coped with immediately.

본 발명은 하이브리드 선박의 운항 조건에 따라 운전 모드를 설정하여 하이브리드 선박의 운항을 효과적으로 관리할 수 있도록 한다.
The present invention enables the operation of the hybrid ship to be effectively managed by setting the operation mode according to the operating conditions of the hybrid ship.

도 1 은 본 발명의 제1실시예에 따른 선박용 듀얼 타입 하이브리드 구동 장치의 블럭 구성도이다.
도 2 는 본 발명의 제2실시예에 따른 선박용 듀얼 타입 하이브리드 구동 장치의 블럭 구성도이다. 1 is a block diagram of a marine dual-type hybrid drive system according to a first embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of a marine dual-type hybrid drive system according to a second embodiment of the present invention.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 선박용 듀얼 타입 하이브리드 구동 장치를 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 이용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야할 것이다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a dual type hybrid ship driving apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this process, the thicknesses of the lines and the sizes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. Further, terms to be described below are terms defined in consideration of the functions of the present invention, which may vary depending on the user, the intention or custom of the operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout this specification.

도 1 은 본 발명의 제1실시예에 따른 선박용 듀얼 타입 하이브리드 구동 장치의 블럭 구성도이다.1 is a block diagram of a marine dual-type hybrid drive system according to a first embodiment of the present invention.

도 1 을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 선박용 듀얼 타입 하이브리드 구동 장치는 엔진(10), 제1구동모듈(20), 배터리(30), 제2구동모듈(40), 모터(50), 프로펠러(60) 및 메인 제어부(70)를 포함한다. Referring to FIG. 1, a ship dual-type hybrid drive system according to a first embodiment of the present invention includes an engine 10, a first drive module 20, a battery 30, a second drive module 40, 50, a propeller 60, and a main control unit 70.

엔진(10)은 선박이 운항할 수 있도록 하는 구동력을 발생시키는 구동원으로써, 메인 제어부(70)의 제어신호에 따라 내부의 ECU(Electronic Control Unit)에 의해 구동한다. The engine 10 is a driving source for generating a driving force for allowing the ship to operate. The engine 10 is driven by an internal ECU (Electronic Control Unit) in accordance with a control signal from the main control unit 70.

제1구동모듈(20)은 엔진(10)의 출력으로 전력을 생산하여 모터(50)를 회전시키는 것으로써, 제1발전기(21), 제1컨버터(22), 제1인버터(23), 제1라디에이터(24) 및 제1펌프(25)를 포함한다. The first drive module 20 generates power to the output of the engine 10 and rotates the motor 50 to rotate the first generator 21, the first converter 22, the first inverter 23, And includes a first radiator 24 and a first pump 25.

제1발전기(21)는 엔진(10)의 출력으로 교류 전력을 발생시킨다. The first generator (21) generates AC power at the output of the engine (10).

제1컨버터(22)는 제1발전기(21)에 의해 발생된 교류 전력을 직류 전력으로 변환하여 배터리(30)에 공급한다. The first converter 22 converts the AC power generated by the first generator 21 into DC power and supplies the DC power to the battery 30.

제1인버터(23)는 배터리(30)부터 인가되는 직류 전력을 교류 전력으로 변환시켜 모터(50)에 공급한다. The first inverter 23 converts the DC power applied from the battery 30 to AC power and supplies the AC power to the motor 50.

제1라디에이터(24)는 제1발전기(21), 제1컨버터(22), 제1인버터(23) 및 모터(50)에 의해 과열된 냉각수를 냉각시킨다. The first radiator 24 cools the cooling water superheated by the first generator 21, the first converter 22, the first inverter 23 and the motor 50.

제1펌프(25)는 제1라디에이터(24)로부터 제1발전기(21), 제1컨버터(22), 제1인버터(23) 및 모터(50)로 냉각수를 공급하여 제1발전기(21), 제1컨버터(22), 제1인버터(23) 및 모터(50)를 냉각시킨다. The first pump 25 supplies the cooling water from the first radiator 24 to the first generator 21, the first converter 22, the first inverter 23 and the motor 50 to supply the cooling water to the first generator 21, The first converter 22, the first inverter 23, and the motor 50, respectively.

제2구동모듈(40)은 엔진(10)의 출력으로 전력을 생산하여 모터(50)를 회전시키는 것으로써, 제2발전기(41), 제2컨버터(42), 제2인버터(43), 제2라디에이터(44) 및 제2펌프(45)를 포함한다. The second drive module 40 generates power to the output of the engine 10 and rotates the motor 50 to rotate the second generator 41, the second converter 42, the second inverter 43, A second radiator 44 and a second pump 45. [

이와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 선박용 듀얼 타입 하이브리드 구동 장치가 하나의 엔진(10)으로 전력을 발생시키는 듀얼 타입, 즉 제1구동모듈(20)과 제2구동모듈(40)을 구비하고, 이들 제1구동모듈(20)과 제2구동모듈(40)을 상호 독립적으로 제어함으로써, 제1구동모듈(20)과 제2구동모듈(40) 중 어느 하나에 장애나 고장이 발생하더라도 장애 발생시 즉각적으로 대체 및 해결할 수 있고, 하이브리드 선박의 운항을 효과적으로 관리할 수 있다. In this way, the dual-type ship type hybrid drive system according to the first embodiment of the present invention can be applied to a dual type, i.e., the first drive module 20 and the second drive module 40, And the first drive module 20 and the second drive module 40 are controlled independently of each other so that failure or failure occurs in either the first drive module 20 or the second drive module 40 Even if a failure occurs, it can be immediately replaced and solved, and the navigation of the hybrid ship can be effectively managed.

여기서, 제2발전기(41), 제2컨버터(42), 제2인버터(43), 제2라디에이터(44) 및 제2펌프(45)는 상기한 제1구동모듈(20)의 제1발전기(21), 제1컨버터(22), 제1인버터(23), 제1라디에이터(24) 및 제1펌프(25)와 동일한 동작 및 기능을 각각 수행하므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략한다. Here, the second generator 41, the second converter 42, the second inverter 43, the second radiator 44, and the second pump 45 are connected to the first generator module 20 of the first drive module 20, The first converter 22, the first inverter 23, the first radiator 24, and the first pump 25, respectively, and therefore detailed description thereof will be omitted here.

배터리(30)는 제1구동모듈(20)의 제1컨버터(22)와 제2구동모듈(40)의 제2컨버터(42) 중 어느 하나 이상으로부터 직류 전력을 공급받아 충전시키고, 충전된 직류 전력을 제1구동모듈(20)의 제1인버터(23)와 제2구동모듈(40)의 제2인버터(43) 중 어느 하나 이상에 선택적으로 공급한다. 배터리(30) 내부에는 BMS(Battery Management System)가 설치되며, 이 BMS는 충방전량을 통합적으로 관리한다. 이러한 배터리(30)로는 리튬 이온 전지, 니켈 수소 전지, 전기 이중층 캐패시터, 리튬 이온 캐패시터 등이 채용될 수 있으며, 이외에도 제1구동모듈(20)의 제1컨버터(22)와 제2구동모듈(40)의 제2컨버터(42)에 의해 변환된 직류 전력을 충전할 수 있는 다양한 전력 저장 장치가 모두 채용될 수 있다. The battery 30 is supplied with DC power from at least one of the first converter 22 of the first drive module 20 and the second converter 42 of the second drive module 40, And selectively supplies power to at least one of the first inverter 23 of the first drive module 20 and the second inverter 43 of the second drive module 40. [ A battery management system (BMS) is installed in the battery 30, and the BMS collectively manages the charge amount. The battery 30 may be a lithium ion battery, a nickel hydride battery, an electric double layer capacitor, a lithium ion capacitor, or the like. In addition, the first converter 22 and the second drive module 40 of the first drive module 20, Various power storage devices capable of charging the direct current power converted by the second converter 42 of the second power supply 42 may be employed.

모터(50)는 제1구동모듈(20)의 제1인버터(23)와 제2구동모듈(40)의 제2인버터(43)와 연결되어 이들로부터 공급되는 교류 전력을 통해 구동되며, 프로펠러(60)의 회전력을 발생시킨다. 이러한 모터(50)는 필요에 따라 복수 개가 설치될 수 있다. 일 예로, 모터(50)는 상기한 제1구동모듈(20)과 제2구동모듈(40)과 일대일 대응되게 총 2개가 설치될 수 있으며, 이 경우 각각의 모터(50)는 독립적으로 제어된다. The motor 50 is connected to the first inverter 23 of the first drive module 20 and the second inverter 43 of the second drive module 40 so as to be driven by the AC power supplied thereto, 60). A plurality of such motors 50 may be installed as needed. For example, a total of two motors 50 may be installed so as to correspond one-to-one with the first and second driving modules 20 and 40. In this case, each of the motors 50 is independently controlled .

프로펠러(60)는 상기한 모터(50)의 회전력에 의해 회전하여 선박을 운항시킨다. 이러한 프로펠러(60)는 필요에 따라 복수 개가 설치될 수 있다. 일 예로 1개의 프로펠러(60)가 설치될 경우에는, 이 프로펠러(60)는 상기한 2개의 모터(50) 중 어느 하나 또는 2개의 모터(50) 전체로부터 그 회전력을 전달받아 구동한다. 또한, 2개의 프로펠러(60)가 설치될 경우에는, 각각의 프로펠러(60)는 2개의 모터(50) 각각으로부터 일대일 대응되게 회전력을 전달받아 구동된다. The propeller 60 is rotated by the rotational force of the motor 50 to operate the ship. A plurality of such propellers 60 may be installed as needed. For example, when one propeller 60 is installed, the propeller 60 receives the rotational force from any one of the two motors 50 or the two motors 50, and drives the propeller 60. Further, when two propellers 60 are installed, each propeller 60 is driven by receiving rotational force corresponding to one-to-one correspondence from each of the two motors 50.

메인 제어부(70)는 본 발명의 제1실시예에 따른 선박용 듀얼 타입 하이브리드 구동 장치를 전반적으로 제어하는 것으로써, 선박의 운항 조건에 따라 엔진(10), 모터(50), 제1구동모듈(20), 제2구동모듈(40) 및 배터리(30) 중 어느 하나 이상으로부터 정보를 수집 및 분석하여 선박의 운항을 관리한다. The main control unit 70 generally controls the dual-type hybrid driving apparatus for a ship according to the first embodiment of the present invention. The main control unit 70 controls the operation of the engine 10, the motor 50, the first driving module 20, the second drive module 40, and the battery 30 to manage the operation of the ship.

또한, 메인 제어부(70)는 제1구동모듈(20)과 제2구동모듈(40)을 상호 독립적으로 운영하는데, 이 경우 메인 제어부(70)는 제1구동모듈(20)의 출력에 따라 제2구동모듈(40)의 구동력을 제어한다. 예를 들어 제1구동모듈(20)의 제1발전기(21), 제1컨버터(22) 및 제1인버터(23) 중 어느 하나 이상에 장애가 발생하면 제1구동모듈(20)의 전체 동작을 정지시키고 제2구동모듈(40)을 동작시키거나, 제2구동모듈(40)의 제2발전기(41), 제2컨버터(42) 및 제2인버터(43) 중 어느 하나 이상에 장애가 발생하면 제2구동모듈(40)의 전체 동작을 정지시키고 제1구동모듈(20)을 동작시킨다. 이를 통해 메인 제어부(70)는 선박 운항 중에 장애나 고장 등으로 인해 제1구동모듈(20)과 제2구동모듈(40) 중 어느 하나가 비정상적으로 동작하거나 동작 정지되더라도 선박을 정상적으로 운항하도록 한다. The main controller 70 operates independently of the first and second drive modules 20 and 40. In this case, the main controller 70 controls the first drive module 20 and the second drive module 40 in accordance with the output of the first drive module 20, 2 drive module 40. [0050] FIG. For example, if a failure occurs in one or more of the first generator 21, the first converter 22 and the first inverter 23 of the first drive module 20, the entire operation of the first drive module 20 When the second drive module 40 is operated or when a failure occurs in at least one of the second generator 41, the second converter 42 and the second inverter 43 of the second drive module 40 The entire operation of the second drive module 40 is stopped and the first drive module 20 is operated. The main control unit 70 allows the ship to operate normally even if any one of the first drive module 20 and the second drive module 40 abnormally operates or stops operating due to a failure or a failure during ship operation.

또한, 메인 제어부(70)는 모터(50) 중 어느 하나의 동작이 정지되면, 나머지(50)의 동작을 제어한다. When the operation of any one of the motors 50 is stopped, the main control unit 70 controls the operation of the rest 50. [

게다가, 메인 제어부(70)는 엔진(10), 제1구동모듈(20), 배터리(30), 제2구동모듈(40) 및 모터(50) 각각으로부터 수집된 정보를 통해 이들 중 어느 하나 이상을 제어하는데, 배터리(30)의 충방전량에 따라 제1구동모듈(20)과 제2구동모듈(40) 중 어느 하나 이상의 충전량을 제어한다. In addition, the main control unit 70 may receive information collected from each of the engine 10, the first drive module 20, the battery 30, the second drive module 40, and the motor 50, And controls the charging amount of at least one of the first driving module 20 and the second driving module 40 according to the charging amount of the battery 30.

예를 들어, 제1구동모듈(20)을 통해 배터리(30)에 충전된 충전량이 현재 운항 모드에 부족할 경우에는 제2구동모듈(40)을 추가적으로 구동시켜 발생된 전력을 배터리(30)에 추가적으로 더 충전함으로써, 배터리(30)에 충분한 충전량이 확보될 수 있도록 한다. 더욱이, 배터리(30)와 모터(50)의 작동 상태에 따라 제1구동모듈(20)과 제2구동모듈(40)을 제어하여 배터리(30)의 충전량을 조절한다. For example, when the amount of charge charged in the battery 30 through the first drive module 20 is insufficient for the current operation mode, the second drive module 40 is further driven to supply the generated power to the battery 30 So that the battery 30 can be sufficiently charged. The first driving module 20 and the second driving module 40 are controlled according to the operating state of the battery 30 and the motor 50 to adjust the charged amount of the battery 30. [

도 2 는 본 발명의 제2실시예에 따른 선박용 듀얼 타입 하이브리드 구동 장치의 블럭 구성도이다. 2 is a block diagram of a marine dual-type hybrid drive system according to a second embodiment of the present invention.

본 발명의 제2실시예에 따른 선박용 듀얼 타입 하이브리드 장치에서, 상기한 제1실시예와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여하고 그 상세한 설명은 생략한다. In the dual-type hybrid vehicle for a ship according to the second embodiment of the present invention, the same reference numerals are assigned to the same components as those of the first embodiment, and a detailed description thereof will be omitted.

도 2 를 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 선박용 듀얼 타입 하이브리드 장치는 엔진(10), 제1구동모듈(20), 배터리(30), 제2구동모듈(40), 모터(50), 프로펠러(60), 밸브 모듈(80) 및 메인 제어부(70)를 포함한다. Referring to FIG. 2, a dual type hybrid vehicle for a ship according to a second embodiment of the present invention includes an engine 10, a first drive module 20, a battery 30, a second drive module 40, a motor 50 A propeller 60, a valve module 80, and a main control unit 70. [

여기서, 제1구동모듈(20)은 제1발전기(21), 제1컨버터(22), 제1인버터(23), 제1라디에이터(24) 및 제1펌프(25)를 포함하고, 제2구동모듈(40)은 제2발전기(41), 제2컨버터(42), 제2인버터(43), 제2라디에이터(44) 및 제2펌프(45)를 포함하는데, 밸브 모듈(80)은 제1펌프(25)의 냉각수와 제2펌프(45)의 냉각수를 제1구동모듈(20)과 제2구동모듈(40) 각각으로 선택적으로 공급한다. Here, the first drive module 20 includes a first generator 21, a first converter 22, a first inverter 23, a first radiator 24, and a first pump 25, The drive module 40 includes a second generator 41, a second converter 42, a second inverter 43, a second radiator 44 and a second pump 45, The cooling water of the first pump 25 and the cooling water of the second pump 45 are selectively supplied to the first driving module 20 and the second driving module 40, respectively.

즉, 밸브 모듈(80)은 제1구동모듈(20)의 제1펌프(25)로부터 공급되는 냉각수를 제2발전기(41), 제2컨버터(42), 제2인버터(43) 및 모터(50)에도 공급하도록 하고, 제2구동모듈(40)의 제2펌프(45)로부터 공급되는 냉각수를 제1발전기(21), 제1컨버터(22), 제1인버터(23) 및 모터(50)에도 공급하도록 한다. That is, the valve module 80 connects the cooling water supplied from the first pump 25 of the first drive module 20 to the second generator 41, the second converter 42, the second inverter 43, 50 and the cooling water supplied from the second pump 45 of the second drive module 40 is supplied to the first generator 21, the first converter 22, the first inverter 23, and the motor 50 ).

이를 위해, 밸브 모듈(80)은 제1컨버터(22)와 제2컨버터(42), 제1인버터(23) 및 제2인버터(43)의 냉각수 입력단에 설치되어 이들로 공급되는 냉각수를 단속하는 4개의 밸브를 포함한다.To this end, the valve module 80 is installed at the cooling water input end of the first converter 22, the second converter 42, the first inverter 23 and the second inverter 43, and interrupts the cooling water supplied thereto It includes four valves.

따라서, 메인 제어부(70)는 제1구동모듈(20) 동작시 제1라디에이터(24) 및 제1펌프(25)에 장애가 발생할 경우, 제2구동모듈(40)의 제2라디에이터(44)와 제2펌프(45)를 구동시켜 냉각수를 제1구동모듈(20)의 제1발전기(21), 제1컨버터(22), 제1인버터(23) 및 모터(50)로 공급한다. 반면에, 메인 제어부(70)는 제2구동모듈(40) 동작시 제2라디에이터(44) 및 제2펌프(45)에 장애가 발생할 경우, 제1구동모듈(20)의 제1라디에이터(24)와 제1펌프(25)를 구동시켜 냉각수를 제2구동모듈(40)의 제2발전기(41), 제2컨버터(42), 제2인버터(43) 및 모터(50)로 공급한다. Therefore, when the first radiator 24 and the first pump 25 fail in the operation of the first drive module 20, the main controller 70 controls the second radiator 44 and the second radiator 44 of the second drive module 40, The second pump 45 is driven to supply the cooling water to the first generator 21, the first converter 22, the first inverter 23 and the motor 50 of the first drive module 20. On the other hand, when the second radiator 44 and the second pump 45 fail in the operation of the second driving module 40, the main controller 70 controls the first radiator 24 of the first driving module 20, And the first pump 25 to supply the cooling water to the second generator 41, the second converter 42, the second inverter 43 and the motor 50 of the second drive module 40.

이를 통해, 메인 제어부(70)는 제1구동모듈(20)과 제2구동모듈(40) 중 어느 하나의 냉각수 공급이 원활하게 이루어지지 않을 경우에도 보조적으로 냉각수를 공급할 수 있도록 한다. Accordingly, the main control unit 70 can supply cooling water to the first driving module 20 and the second driving module 40 when the cooling water supply is not smooth.

이와 같은 본 실시예는 하이브리드 선박의 운항에 필요한 구동모듈을 상호 독립적인 듀얼 타입으로 구현하여 하이브리드 선박 시스템의 일부에 장애가 발생하더라도 즉각적으로 대처할 수 있도록 한다. In this embodiment, the driving modules necessary for the navigation of the hybrid ship are implemented as independent dual types, so that even if a failure occurs in a part of the hybrid ship system, the driver modules can be instantly dealt with.

본 실시예는 하이브리드 선박의 운항 조건에 따라 운전 모드를 설정하여 하이브리드 선박의 운항을 효과적으로 관리할 수 있도록 한다. The present embodiment can set the operation mode according to the operating conditions of the hybrid ship so that the navigation of the hybrid ship can be effectively managed.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation, I will understand. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the following claims.

10: 엔진 20: 제1구동모듈
21: 제1발전기 22: 제1컨버터
23: 제1인버터 24: 제1라디에이터
25: 제1펌프 30: 배터리
40: 제2구동모듈 41: 제2발전기
42: 제2컨버터 43: 제2인버터
44: 제2라디에이터 45: 제2펌프
50: 모터 60: 프로펠러
70: 메인 제어부 80: 밸브 모듈10: engine 20: first drive module
21: first generator 22: first converter
23: first inverter 24: first radiator
25: first pump 30: battery
40: second drive module 41: second generator
42: second converter 43: second inverter
44: second radiator 45: second pump
50: motor 60: propeller
70: main controller 80: valve module

Claims (8)

엔진;
프로펠러를 회전시키는 모터;
상기 엔진의 출력으로 전력을 생산하여 상기 모터를 회전시키는 제1구동모듈;
상기 엔진의 출력으로 전력을 생산하여 상기 모터를 회전시키는 제2구동모듈;
상기 제1구동모듈 및 상기 제2구동모듈에서 생산된 전력을 저장하는 배터리; 및
선박의 운항 조건에 따라 상기 엔진, 상기 모터, 상기 제1구동모듈, 상기 제2구동모듈 및 상기 배터리 중 어느 하나 이상으로부터 정보를 수집 및 분석하여 선박의 운항을 관리하는 메인 제어부를 포함하는 선박용 듀얼 타입 하이브리드 구동 장치.
engine;
A motor for rotating the propeller;
A first drive module for generating power to the output of the engine and rotating the motor;
A second drive module for generating electric power at the output of the engine to rotate the motor;
A battery for storing power produced by the first drive module and the second drive module; And
And a main control unit for collecting and analyzing information from at least one of the engine, the motor, the first drive module, the second drive module, and the battery according to the operational conditions of the ship to manage the operation of the ship, Type hybrid drive.
제 1 항에 있어서, 상기 제1구동모듈은
상기 엔진의 출력으로 교류 전력을 발생시키는 제1발전기;
상기 제1발전기에서 발전된 교류 전력을 직류 전력으로 변환하여 상기 배터리에 충전시키는 제1컨버터;
상기 배터리로부터 인가되는 직류 전력을 교류 전력으로 변환시켜 상기 모터에 공급하는 제1인버터;
상기 제1발전기, 상기 제1컨버터, 상기 제1인버터 및 상기 모터에 의해 과열된 냉각수를 냉각시키는 제1라디에이터; 및
상기 제1라디에이터로부터 상기 제1발전기, 상기 제1컨버터, 상기 제1인버터 및 상기 모터로 냉각수를 공급하는 제1펌프를 포함하되,
상기 메인 제어부는 상기 제1발전기, 상기 제1컨버터, 상기 제1인버터, 상기 제1펌프 및 상기 제1라디에이터 중 어느 하나 이상에 장애가 발생하면, 상기 제1구동모듈의 동작을 정지시키고 상기 제2구동모듈을 동작시키는 것을 특징으로 하는 선박용 듀얼 타입 하이브리드 구동 장치.
2. The apparatus of claim 1, wherein the first drive module
A first generator for generating AC power at an output of the engine;
A first converter for converting AC power generated by the first generator into DC power and charging the battery;
A first inverter for converting DC power applied from the battery into AC power and supplying the AC power to the motor;
A first radiator for cooling the first generator, the first converter, the first inverter, and the cooling water heated by the motor; And
And a first pump for supplying cooling water from the first radiator to the first generator, the first converter, the first inverter, and the motor,
The main controller stops the operation of the first drive module when a failure occurs in at least one of the first generator, the first converter, the first inverter, the first pump, and the first radiator, And the driving module is operated.
제 2 항에 있어서, 상기 메인 제어부는
상기 제1구동모듈의 출력에 따라 상기 제2구동모듈의 구동력을 제어하는 것을 특징으로 하는 선박용 듀얼 타입 하이브리드 구동 장치.
3. The apparatus of claim 2, wherein the main control unit
Wherein the driving force of the second driving module is controlled according to the output of the first driving module.
제 1 항에 있어서, 상기 메인 제어부는 상기 제1구동모듈 및 상기 제2구동모듈을 상호 독립적으로 운영하는 것을 특징으로 하는 선박용 듀얼 타입 하이브리드 구동 장치.
2. The dual-type hybrid marine vessel drive system according to claim 1, wherein the main control unit independently operates the first drive module and the second drive module.
제 1 항에 있어서, 상기 메인 제어부는
상기 배터리의 충방전량과 상기 모터의 작동 상태에 따라 상기 제1구동모듈과 상기 제2구동모듈 중 어느 하나 이상의 충전량을 제어하는 것을 특징으로 하는 선박용 듀얼 타입 하이브리드 구동 장치.
2. The apparatus of claim 1, wherein the main control unit
Wherein the control unit controls the charging amount of at least one of the first driving module and the second driving module according to the charging amount of the battery and the operating state of the motor.
제 1 항에 있어서, 상기 모터는 상기 제1구동모듈과 제2구동모듈과 일대일 대응되게 복수 개가 구비되는 것을 특징으로 하는 선박용 듀얼 타입 하이브리드 구동 장치.
The dual-type hybrid ship driving apparatus according to claim 1, wherein a plurality of the motors are provided so as to correspond one-to-one with the first driving module and the second driving module.
제 6 항에 있어서, 상기 프로펠러는 적어도 1개 이상이 구비되고, 상기 메인 제어부는 상기 모터를 각각 제어하여 상기 프로펠러 중 어느 하나 이상을 구동시키는 것을 특징으로 하는 선박용 듀얼 타입 하이브리드 구동 장치.
The dual-type hybrid ship driving apparatus according to claim 6, wherein at least one propeller is provided, and the main control unit controls each of the motors to drive at least one of the propellers.
제 1 항에 있어서, 상기 제1구동모듈과 상기 제2구동모듈에 각각 연결되어 상기 제1구동모듈과 상기 제2구동모듈의 냉각수를 상호 전달하는 밸브 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 듀얼 타입 하이브리드 구동 장치.
2. The dual-vessel system according to claim 1, further comprising a valve module connected to the first drive module and the second drive module for transferring the cooling water of the first drive module and the second drive module to each other, Type hybrid drive.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200037021A (en) * 2018-09-28 2020-04-08 현대일렉트릭앤에너지시스템(주) Dc shipboard power system
KR102285668B1 (en) * 2020-11-10 2021-08-06 권영진 Apparatus for cooling small ship

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