KR20150111662A - 전기 추진 시스템용 지능형 전력 관리 시스템 - Google Patents

전기 추진 시스템용 지능형 전력 관리 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20150111662A
KR20150111662A KR1020140035285A KR20140035285A KR20150111662A KR 20150111662 A KR20150111662 A KR 20150111662A KR 1020140035285 A KR1020140035285 A KR 1020140035285A KR 20140035285 A KR20140035285 A KR 20140035285A KR 20150111662 A KR20150111662 A KR 20150111662A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power
power supply
electric
propulsion
unit
Prior art date
Application number
KR1020140035285A
Other languages
English (en)
Inventor
김흥태
Original Assignee
김흥태
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 김흥태 filed Critical 김흥태
Priority to KR1020140035285A priority Critical patent/KR20150111662A/ko
Publication of KR20150111662A publication Critical patent/KR20150111662A/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
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/70—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by fuel cells
    • 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
    • B60L8/003—Converting light into electric energy, e.g. by using photo-voltaic systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R16/00—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
    • B60R16/02—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
    • B60R16/03—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for supply of electrical power to vehicle subsystems or for
    • 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
    • B60L2200/00—Type of vehicles
    • B60L2200/32—Waterborne vessels
    • 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
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/30—Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for improving the carbon footprint of the management of residential or tertiary loads, i.e. smart grids as climate change mitigation technology in the buildings sector, including also the last stages of power distribution and the control, monitoring or operating management systems at local level
    • 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
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/40—Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells
    • 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
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S20/00—Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
    • Y04S20/20—End-user application control systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

본 발명은 전기 추진 선박 또는 전기 자동차와 같은 전기 추진 시스템에 설치되어 전력을 관리하는 전기 추진 시스템용 지능형 전력 관리 시스템에 관한 것으로서, 연료 전지, 태양 전지, 및 발전기 중 적어도 하나의 전기 에너지원을 포함하는 전력 공급 수단; 상기 전력 공급 수단으로부터 발생된 전력을 저장하며 비상시에 방전하는 축전지; 상기 전기 에너지원의 전력을 공급받아 기계적 에너지로 변환시켜 추진력을 발생시키는 추진 모터; 상기 전기 추진 시스템에 탑재되며 상기 전기 에너지원의 전력으로 동작되는 복수의 전원 기기; 상기 추진 모터 및 상기 전원 기기로의 전력 공급을 제어하는 제어반; 및 상기 전원 기기로의 전력 공급 우선순위를 미리 설정하고, 상기 전기 에너지원의 공급 전력과 상기 추진 모터 및 상기 전원 기기의 출력을 검출하여 전력 부족분을 연산하며, 상기 전력 부족분의 크기에 따라 상기 전원 기기로의 전력 공급을 우선순위에 따라 제한하거나 차단하는 전력 관리부를 포함한다.
본 발명에 따르면, 전기 추진 시스템에 탑재되는 전원 기기들의 우선순위를 미리 설정하고, 설정된 우선순위에 따라 순차적으로 전원 기기들의 전력을 제한하거나 차단함으로써, 전기 추진 시스템이 과부하 등에 의하여 전력 부족이 발생되는 현상을 최소한의 전력 제한 또는 차단으로 방어하는 동시에 추진 모터의 안정된 출력을 보장할 수 있으며, 효율적인 전력 관리를 가능하게 하는 효과가 있다.

Description

전기 추진 시스템용 지능형 전력 관리 시스템{INTELLIGENT POWER MANAGEMENT SYSTEM FOR ELECTRIC PROPULSION SYSTEM}
본 발명은 전기 추진 시스템의 전원을 관리 및 제어하는 전력 관리 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 우선순위에 따라 전원기기별로 전력을 제어하거나 차단하는 전기 추진 시스템용 지능형 전력 관리 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 전기 추진 선박, 전기 자동차 등 전기 에너지원을 사용하는 추진 시스템의 경우, 연료전지, 태양전지, 축전지 등의 전기 에너지원을 이용하여 모터를 구동하는 것으로 동작된다. 또한, 이러한 전기 추진 시스템에는 구동 동력 이외에 각종 주변기기와, 안전 및 편의를 위한 전원 기기 등이 추가로 설치된다.
전기 추진 시스템에서는 전기 에너지원으로부터 공급되는 전력이 사용에 필요한 소비 전력보다 적을 경우, 추진 모터의 출력을 제한하는 등의 비정상 운전을 할 수 밖에 없으며, 이러한 제한 운전은 전기 추진 시스템의 비효율적인 운전을 야기한다.
이러한 제한적인 상황을 고려하여, 전기 추진 선박 또는 전기 자동차 등의 전기 추진 시스템에서는 전기 에너지원을 보다 효율적으로 관리하고 제어하기 위한 전력 관리 시스템을 적용하고 있다.
한편, 대한민국 특허등록 제10-1117306호는 전력 관리 제어 시스템을 구비하는 전기 추진 선박을 제안하고 있다. 동 선행문헌에 따르면, 전력 관리 제어반이 추진 전동기의 회전수를 제어하고 축전지의 충전과 방전 및 배전을 제어하며, 충전 없이 추진 전동기의 구동만 할 경우, 추진 전동기의 구동과 함께 충전을 수행할 경우, 해상에서의 충전이 필요한 경우, 항구에 정박한 경우, 비상 추진이 필요한 경우 등 다양한 조건별로 충전과 방전 제어를 수행하는 전력 관리 제어 시스템이 개시되어 있다.
하지만, 언급된 선행문헌 및 종래의 전력 관리 시스템에서는 에너지 공급량이 전력 소비량보다 부족할 때, 여전히 추진 전동기의 출력을 낮추는 등으로 관리하고 있어, 전력의 비효율적인 운영이 문제점이 되고 있다.
대한민국 특허등록 제10-1117306호
본 발명은 전기 추진 시스템에 탑재되는 전원 기기들의 우선순위를 미리 설정하고, 설정된 우선순위에 따라 순차적으로 전원 기기들의 전력을 제한하거나 차단하여, 추진 모터의 안정된 출력을 보장하고 효율적인 전력 관리를 가능하게 하는 전기 추진 시스템용 지능형 전력 관리 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 전기 추진 시스템용 전력 관리 시스템은, 전기 추진 시스템에 설치되어 전기 추진 시스템의 전력을 관리하는 전기 추진 시스템용 지능형 전력 관리 시스템에 있어서, 연료 전지, 태양 전지, 및 발전기 중 적어도 하나의 전기 에너지원을 포함하는 전력 공급 수단; 상기 전력 공급 수단으로부터 발생된 전력을 저장하며 비상시에 방전하는 축전지; 상기 전기 에너지원의 전력을 공급받아 기계적 에너지로 변환시켜 추진력을 발생시키는 추진 모터; 상기 전기 추진 시스템에 탑재되며 상기 전기 에너지원의 전력으로 동작되는 복수의 전원 기기; 상기 추진 모터 및 상기 전원 기기로의 전력 공급을 제어하는 제어반; 및 상기 전원 기기로의 전력 공급 우선순위를 미리 설정하고, 상기 전기 에너지원의 공급 전력과 상기 추진 모터 및 상기 전원 기기의 출력을 검출하여 전력 부족분을 연산하며, 상기 전력 부족분의 크기에 따라 상기 전원 기기로의 전력 공급을 우선순위에 따라 제한하거나 차단하는 전력 관리부를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 추진 시스템용 전력 관리 시스템은, 상기 전력 관리부는, 상기 제어반에 입력되는 전력을 검출하는 입력 전원 검출부; 상기 제어반에서 출력되는 전력을 검출하는 출력 전원 검출부; 및 상기 전력 부족분을 연산하며, 상기 제어반에 전력 공급 제한 또는 차단 명령을 전달하는 마이크로프로세서를 포함하며, 상기 마이크로프로세서는, 상기 추진 모터 및 상기 전원 기기에 정상적으로 전원을 공급하는 정상 운전 모드, 상기 전력 부족분이 상기 제한 설정치 이하로 떨어질 때까지 상기 우선순위에 따라 상기 전원 기기로의 전원공급을 순차적으로 제한하는 전원 제한 모드, 및 상기 전력 부족분이 상기 차단 설정치 이하로 떨어질 때가지 상기 우선순위에 따라 상기 전원 기기로의 전원공급을 순차적으로 차단하는 전원 차단 모드를 가진다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기 추진 시스템용 전력 관리 시스템은, 상기 전력 관리부는 수동 조작 절체부를 더 포함하며, 상기 마이크로프로세서는 상기 수동 조작 절체부의 입력 신호에 따라 전력 관리 제어를 중단한다.
본 발명의 전기 추진 시스템용 지능형 전력 관리 시스템에 따르면, 전기 추진 시스템에 탑재되는 전원 기기들의 우선순위를 미리 설정하고, 설정된 우선순위에 따라 순차적으로 전원 기기들의 전력을 제한하거나 차단함으로써, 전기 추진 시스템이 과부하 등에 의하여 전력 부족이 발생되는 현상을 최소한의 전력 제한 또는 차단으로 방어하는 동시에 추진 모터의 안정된 출력을 보장할 수 있으며, 효율적인 전력 관리를 가능하게 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명이 적용된 전기 추진 시스템을 개략적으로 보인 블록도,
도 2는 본 발명에 따른 전력 관리 시스템을 예시한 블록도,
도 3은 본 발명에서의 3가지 운전 모드를 예시한 블록도, 및
도 4는 본 발명에서 3가지 운전 모드로의 전환 과정을 예시한 흐름도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 구체적인 실시예가 설명된다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대하여 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
명세서 전체에 걸쳐 유사한 구성 및 동작을 갖는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 그리고 본 발명에 첨부된 도면은 설명의 편의를 위한 것으로서, 그 형상과 상대적인 척도는 과장되거나 생략될 수 있다.
실시예를 구체적으로 설명함에 있어서, 중복되는 설명이나 당해 분야에서 자명한 기술에 대한 설명은 생략되었다. 또한, 이하의 설명에서 어떤 부분이 다른 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 기재된 구성요소 외에 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서에 기재된 "~부", "~기", "~모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 어떤 부분이 다른 부분과 전기적으로 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 다른 구성을 사이에 두고 연결되어 있는 경우도 포함한다.
도 1은 본 발명이 적용된 전기 추진 시스템을 개략적으로 보인 블록도이다. 도 1을 참조하면, 일반적인 전기 추진 시스템과 마찬가지로 본 실시예에서의 전기 추진 시스템은 전기 에너지원(100)과, 비상 충방전부(200)와, 제어반(300)과, 추진 동력부(400)와, 전원 기기부(500)로 구성된다. 여기에 본 발명에 따른 전력 관리부(600)가 더 설치된다.
본 발명에서 전기 추진 시스템은 전기 추진 선박, 전기 자동차 등과 같이 전기 에너지원(100)에 의해 추진 동력을 얻는 운송수단을 의미한다. 본 실시예에서 전기 추진 시스템은 전기 추진 선박이다.
전기 에너지원(100)은 연료 전지(110), 태양 전지(120), 및 발전기(130) 중 적어도 하나의 전기 에너지 발생수단을 포함한다. 바람직하게는, 전기 에너지원(100)은 3가지 전기 에너지 발생수단을 모두 포함하여, 다른 전기 에너지에 대하여 상호 보완적으로 전력을 발생시킬 수 있도록 한다. 특히, 선박과 같이 장시간 물 위에 떠있는 운송수단의 경우, 기후 변화와 같이 전력 발생에 영향을 미치는 요소들이 다양하게 존재하므로, 상보적인 전기 에너지 발생수단이 필요하다.
비상 충방전부(200)는 충전부(210)와 축전지(220)로 구성된다. 충전부(210)는 전기 에너지원(100)에서 공급되는 직류 전원을 정류하여 축전지(220)에 저장한다. 축전지(220)에 저장된 전기 에너지는 선박이 운항을 개시하면서 상시 방전을 시작한다. 예를 들어, 충전부(220)는 역류 방지, 고장 검출, 원격 제어 및 상태 정보 전송을 위한 통신 등 다양한 기능이 부가된 배터리 관리 시스템(BMS: Battery Management System)이다.
추진 동력부(400)는 모터 드라이버(410)와 추진 모터(420)로 구성된다. 모터 드라이버(410)는 제어반(300)으로부터 공급받은 전력으로 추진 모터(420)를 정역 회전 제어하며, 추진 모터(420)의 회전수를 제어한다. 추진 모터(420)는 선박의 크기에 따라 원하는 추진력을 얻기 위하여, 또한, 동력의 크기를 원하는대로 조절하기 위하여 복수개가 장치된다.
전원 기기부(500)는 선박 내에서 전력을 사용하는 각종 전원 기기(510)들로 구성된다. 예컨대, 전원 기기(510)는 추진 동력부(400)를 구성하는 전원 기기 이외의 기기들로, 운항 제어 기기, 조명 기기, 각종 편의 시설용 전기 기기 등 전기 에너지원(100)의 전력을 이용하는 복수의 전원 기기(510)들이다. 이들 전원 기기(510)는 사용 양태별로 또는 분전반별로 그룹화 될 수 있다.
제어반(300)은 선박의 추진을 위한 추진 모터(420)와 선박에 탑재되는 각종 전원 기기(510)들에 전력 공급을 제어하는 배전 수단이다.
전력 관리부(600)는 전원 기기(510)로의 전력 공급 우선순위를 미리 설정하고, 전기 에너지원(100)의 공급 전력과 추진 모터(420) 및 전원 기기(510)들의 출력을 검출하여 전력 부족분을 연산하고, 전력 부족분의 크기에 따라 전원 기기(510)로의 전력 공급을 우선순위에 따라 순차적으로 제한하거나 차단한다.
여기서 "전력 부족분"이란 축전지의 잔존용량 부족, 태양전지 발전량 부족 등과 같이 공급 전력량이 부족한 경우, 또는 전원 기기 등에 의한 전력의 초과 사용 상태(과부하 상태) 등을 의미하며, 제어반의 출력으로 나타나는 값이다.
도 2는 본 발명에 따른 전력 관리 시스템을 예시한 블록도로서, 전력 관리부(600)의 명령에 따라 제어반(300)에서 전원 기기(510)들에 대한 전력 공급을 제어하는 예를 보여준다.
도 2를 참조하면, 제어반(300)은 입력 전원 측정수단(310), 전력 변환부(320), 출력 제어부(330), 및 출력 전원 측정수단(340)으로 구성된다.
입력 전원 측정수단(310)은 전기 에너지원(100)으로부터 제어반(300)으로 인인입되는 전력을 측정하는 수단이며, 출력 전원 측정수단(340)은 제어반(300)에서 전원 기기(510)들로 인출되는 전력을 측정하는 수단이다. 입력 전원 측정수단(310) 및 출력 전원 측정수단(340)은 모두 전압계, 전류계, 전력계, 또는 이들의 조합으로 구성된다.
전력 변환부(320)는 전기 에너지원(100)으로부터 공급된 직류 전원을 승압하는 DC/DC 컨버터와, 추진 모터(420) 및 전원 기기(510)들에 AC 전원을 공급하기 위한 DC/AC 인버터 등을 포함한다. 출력 제어부(330)는 각 전원 기기(510)별로 구비되며, 각 전원 기기(510)에 대하여 전력 공급을 제한하거나 차단한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 전력 관리부(600)는 입력 전원 검출부(610), 출력 전원 검출부(620), 마이크로프로세서(630), 및 수동 조작 절체부(640)로 구성된다.
입력 전원 검출부(610)는 제어반(300)의 입력 전원 측정수단(310)으로부터 측정값을 수신하여, 제어반(300)에 입력되는 전력을 검출한다. 출력 전원 검출부(620)는 제어반(300)의 출력 전원 측정수단(340)으로부터 측정값을 수신하여, 제어반(300)에서 전원 기기(510)로 출력되는 전력을 검출한다.
마이크로프로세서(630)는 전력 관리 제어 프로그램이 포팅된 전용의 연산 수단이다. 마이크로프로세서(630)는 입력 전원 검출부(610) 및 출력 전원 검출부(620)의 출력을 받아 상술한 전력 부족분을 연산하며, 연산 결과에 따라 전원 기기(510) 각각에 대한 전력 제한 또는 전력 차단 제어를 실시한다.
구체적으로, 마이크로프로세서(630)는 전원 기기(510)마다 전력 공급 우선순위를 설정한다. 우선순위는 전기 추진 시스템의 운전에 필요한 순위에 따라 각 전원 기기(510)들에 부여되며, 여기에 전기 에너지원(100)의 최대 발전 전력, 각 전원 기기(510)들의 최대 소비 전력 및 최소 필요 전력 등을 고려하여 우선순위를 보정한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 마이크로프로세서(630)는 정상 운전 모드(650), 전원 제한 모드(660), 전원 차단 모드(670)의 3가지 운전 모드를 가진다.
정상 운전 모드(650)는 전기 에너지원(100)으로부터 추진 모터(420) 및 모든 전원 기기(510)에 대하여 부하 전력을 충분히 공급 가능한 정상적인 운전 모드로서, 어떠한 전원 기기(510)에 대하여도 전원 제한이나 차단을 수행하지 않는 상태이다.
전원 제한 모드(660)는 부하의 변동 등의 이유로, 전기 에너지원(100)의 전력 공급이 다소 부족하여 전력 부족분이 제한 설정치를 초과한 상태로서, 일부 전원 기기(510)에 대하여 제한적인 전력 공급을 하여 전력 부족분을 제한 설정치 이하로 유지하는 상태이다.
전원 차단 모드(670)는 축전지(220)의 과방전, 과부하 등의 이유로, 전기 에너지원(100)의 전력 공급이 상당히 부족하여 전력 부족분이 차단 설정치를 초과한 상태로서, 일부 전원 기기(510)에 대하여 전력을 차단하여 전력 부족분을 차단 설정치 이하로 유지하는 상태이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 공급 전력에 문제가 발생되거나 과부하 등이 발생되는 경우, 정상 운전 모드(650)에서 전원 제한 모드(660)로, 그리고, 전원 제한 모드(660)에서 전원 차단 모드(670)로 자동 전환이 이루어진다. 이와 반대로, 전력 공급이 안정적인 상태로 전환되고 전기 에너지원(100)의 공급 전력이 증가하면, 전원 차단 모드(670)에서 전원 제한 모드(660)로, 그리고, 전원 제한 모드(660)에서 정상 운전 모드(650)로 자동 전환이 이루어진다.
수동 조작 절체부(640)는 지능형 전력 관리를 중단하고 사용자에 의해 수동으로 제어반(300)을 조작할 수 있도록 하는 입력수단이다. 예를 들어, 사용자가 수동 조작 절체부(640)를 스위칭하면, 마이크로프로세서(630)는 정상 운전 모드(650), 전원 제한 모드(660), 및 전원 차단 모드(670) 중 어느 하나의 운전 모드를 중단시킨다. 비로소 사용자가 제어반(300)을 수동 조작하여 전원 기기(510)에 대한 전력 공급을 조절한다.
도 4는 본 발명에서 3가지 운전 모드로의 전환 과정을 예시한 흐름도로서, 정상 운전 모드(650)에서 전원 제한 모드(660) 및 전원 차단 모드(670)까지 순차적인 전환이 이루어지는 과정을 보여준다. 이를 참조하여, 본 발명에서의 운전 모드 절체 과정에 대하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 4를 참조하면, 먼저 정상 운전 모드(650)에서 제어반(300)의 입력과 출력 전원을 검출하는 것으로 단계가 시작된다(ST110). 그리고 마이크로프로세서(630)의 연산에 의해 얻은 전력 부족분이 제한 설정치를 초과하는지를 판단한다(ST120). 만약 전력 부족분이 제한 설정치 이하라면, 전력 관리부(600)는 정상 운전 모드로 동작한다.
만약, 상기 단계 ST120에서 전력 부족분이 제한 설정치를 초과한다면, 전력 관리부(600)는 전원 제한 모드(660)로 돌입하며, 우선순위가 가장 낮은 전원 기기(510)에 대한 전력 공급을 제한한다(ST130). 예를 들어, 우선순위가 가장 낮은 전원 기기(510)에 대하여 최소 필요 전력만을 공급할 수 있다. 여기서 우선순위가 가장 낮은 전원 기기(510)는 하나 또는 복수 전원 기기(510)의 그룹일 수 있다.
다음으로, 전력 부족분이 차단 설정치를 초과하는지를 판단한다(ST140). 만약, 차단 설정치를 초과하지 않는다면, 단계 ST110으로 복귀한다. 다시 단계 ST120을 통해 추가의 전원 제한이 필요한지를 판단한다. 추가의 전원 제한이 필요하다면(즉, 여전히 전력 부족분이 제한 설정치를 초과하는 상태라면), 다음으로 우선순위가 낮은 전원 기기(510)에 대한 전력 공급을 제한한다. 이와 같이 순차적인 전원 제한으로 전력 부족분을 가능한 높은 수치로 올릴 수 있다.
만약, 상기 단계 ST140에서 전력 부족분이 차단 설정치를 초과한다면, 전력 관리부(600)는 전원 차단 모드(670)로 돌입하며, 우선순위가 가장 낮은 전원 기기(510)에 대한 전력 공급을 차단한다(ST150). 이때, 전력 제한 모드에서의 우선순위와 전력 차단 모드에서의 우선순위는 반드시 동일할 필요는 없으며, 서로 다르게 설정될 수 있다. 예를 들어, 일부 전원 기기(510)들에 대하여는 제한 우선순위는 낮지만 차단 우선순위는 높게 설정할 수도 있다.
다음으로, 전력 부족분이 차단 설정치 이하인지를 판단한다(ST160). 전력 부족분이 차단 설정치 이하로 떨어지면, 단계 ST110으로 복귀하여 상술한 루틴을 수행한다. 만약, 전력 부족분이 여전히 차단 설정치를 초과하는 상태라면, 전원 차단 모드(670)를 재실행하여 단계 ST150으로 복귀하며, 다음으로 우선순위가 낮은 전원 기기(510)에 대하여 전력 공급을 차단한다.
본 발명에 따른 전기 추진 시스템용 전력 관리 시스템은, 상술한 바와 같이 전원 제한 모드(660) 및 전원 차단 모드(670)를 순차적으로 가동시키고, 각각의 운전 모드에서 우선순위가 낮은 전원 기기(510)에 대하여 순차적으로 전력 제한 또는 차단을 실시한다. 따라서 축전지(220)의 과방전이나 과부하 등의 상황에서도 추진 모터(420)를 비롯하여 추진 시스템에 필수적인 전원 기기(510)들에는 안정적인 전원 공급이 이루어질 수 있는 장점이 있다.
위에서 개시된 발명은 기본적인 사상을 훼손하지 않는 범위 내에서 다양한 변형예가 가능하다. 즉, 위의 실시예들은 모두 예시적으로 해석되어야 하며, 한정적으로 해석되지 않는다. 따라서 본 발명의 보호범위는 상술한 실시예가 아니라 첨부된 청구항에 따라 정해져야 하며, 첨부된 청구항에 한정된 구성요소를 균등물로 치환한 경우 이는 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 보아야 한다.
100 : 전기 에너지원 110 : 연료 전지
120 : 태양 전지 130 : 발전기
200 : 비상 충방전부 210 : 충전부
220 : 축전지 300 : 제어반
310 : 입력 전원 측정수단 320 : 전력 변환부
330 : 출력 제어부 340 : 출력 전원 측정수단
400 : 추진 동력부 410 : 모터 드라이버
420 : 추진 모터 500 : 전원 기기부
510 : 전원 기기 600 : 전력 관리부
610 : 입력 전원 검출부 620 : 출력 전원 검출부
630 : 마이크로프로세서 640 : 수동 조작 절체부
650 : 정상 운전 모드 660 : 전원 제한 모드
670 : 전원 차단 모드

Claims (3)

  1. 전기 추진 시스템에 설치되어 전기 추진 시스템의 전력을 관리하는 전기 추진 시스템용 지능형 전력 관리 시스템에 있어서,
    연료 전지, 태양 전지, 및 발전기 중 적어도 하나의 전기 에너지원을 포함하는 전력 공급 수단;
    상기 전력 공급 수단으로부터 발생된 전력을 저장하며 비상시에 방전하는 축전지;
    상기 전기 에너지원의 전력을 공급받아 기계적 에너지로 변환시켜 추진력을 발생시키는 추진 모터;
    상기 전기 추진 시스템에 탑재되며 상기 전기 에너지원의 전력으로 동작되는 복수의 전원 기기;
    상기 추진 모터 및 상기 전원 기기로의 전력 공급을 제어하는 제어반; 및
    상기 전원 기기로의 전력 공급 우선순위를 미리 설정하고, 상기 전기 에너지원의 공급 전력과 상기 추진 모터 및 상기 전원 기기의 출력을 검출하여 전력 부족분을 연산하며, 상기 전력 부족분의 크기에 따라 상기 전원 기기로의 전력 공급을 우선순위에 따라 제한하거나 차단하는 전력 관리부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 추진 시스템용 지능형 전력 관리 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전력 관리부는,
    상기 제어반에 입력되는 전력을 검출하는 입력 전원 검출부;
    상기 제어반에서 출력되는 전력을 검출하는 출력 전원 검출부; 및
    상기 전력 부족분을 연산하며, 상기 제어반에 전력 공급 제한 또는 차단 명령을 전달하는 마이크로프로세서
    를 포함하며,
    상기 마이크로프로세서는, 상기 추진 모터 및 상기 전원 기기에 정상적으로 전원을 공급하는 정상 운전 모드, 상기 전력 부족분이 상기 제한 설정치 이하로 떨어질 때까지 상기 우선순위에 따라 상기 전원 기기로의 전원공급을 순차적으로 제한하는 전원 제한 모드, 및 상기 전력 부족분이 상기 차단 설정치 이하로 떨어질 때가지 상기 우선순위에 따라 상기 전원 기기로의 전원공급을 순차적으로 차단하는 전원 차단 모드를 가지는 것을 특징으로 하는 전기 추진 시스템용 지능형 전력 관리 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 전력 관리부는 수동 조작 절체부를 더 포함하며,
    상기 마이크로프로세서는 상기 수동 조작 절체부의 입력 신호에 따라 전력 관리 제어를 중단하는 것을 특징으로 하는 전기 추진 시스템용 지능형 전력 관리 시스템.
KR1020140035285A 2014-03-26 2014-03-26 전기 추진 시스템용 지능형 전력 관리 시스템 KR20150111662A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140035285A KR20150111662A (ko) 2014-03-26 2014-03-26 전기 추진 시스템용 지능형 전력 관리 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140035285A KR20150111662A (ko) 2014-03-26 2014-03-26 전기 추진 시스템용 지능형 전력 관리 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20150111662A true KR20150111662A (ko) 2015-10-06

Family

ID=54345030

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140035285A KR20150111662A (ko) 2014-03-26 2014-03-26 전기 추진 시스템용 지능형 전력 관리 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20150111662A (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108964251A (zh) * 2018-04-17 2018-12-07 黑龙江博瑞特高新技术开发有限公司 基于mems技术的双电源开关监控的测试方法
CN112277618A (zh) * 2020-10-30 2021-01-29 东风商用车有限公司 一种汽车48v电气系统电平衡控制方法及装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108964251A (zh) * 2018-04-17 2018-12-07 黑龙江博瑞特高新技术开发有限公司 基于mems技术的双电源开关监控的测试方法
CN112277618A (zh) * 2020-10-30 2021-01-29 东风商用车有限公司 一种汽车48v电气系统电平衡控制方法及装置
CN112277618B (zh) * 2020-10-30 2022-02-18 东风商用车有限公司 一种汽车48v电气系统电平衡控制方法及装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10822067B2 (en) Power system of ship
JP3857146B2 (ja) ハイブリッド車両の制御装置
JP6070934B2 (ja) ハイブリッド車の走行モード切換制御装置
JP5738212B2 (ja) 電力貯蔵型の発電システム
EP3212460B1 (en) System for piloting an electric motor in electric motorcycles or the like
KR101872809B1 (ko) 선박 및 해양플랜트의 배터리 연계형 고효율 전력관리시스템 및 방법
KR101906886B1 (ko) 에너지 저장 장치
KR102249662B1 (ko) 선박용 통합전력제어관리시스템
JP2016043715A (ja) 蓄電池推進システム及び蓄電池推進船
KR20160115455A (ko) 선박
US8197291B2 (en) Method for operating a vessel
JP2015228714A (ja) 電動車用充電装置
KR20150111662A (ko) 전기 추진 시스템용 지능형 전력 관리 시스템
JP5633458B2 (ja) 燃料電池システム
JP2012101673A (ja) 船舶電力システム
JP6202329B2 (ja) ハイブリッド電気推進装置
US8554398B2 (en) System for operating a vessel
WO2020116261A1 (ja) 車載用のバックアップ電源制御装置、及び車載用のバックアップ電源
JP3730246B2 (ja) ハイブリッド車両の制御装置および制御方法
KR101124984B1 (ko) 연료전지 차량의 비상운전방법
JP2010183773A (ja) 充電装置
US11929661B2 (en) In-vehicle power supply device
KR102463289B1 (ko) 선박용 배터리 시스템 및 그 시스템을 갖는 전기 선박
KR101070293B1 (ko) 선상 전력 시스템을 작동시키는 방법
JP2019017159A (ja) 電力スタンド

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application