KR20160011353A - 콘덴서를 이용한 차량용 양방향 전원 공급 방법 및 시스템 - Google Patents

콘덴서를 이용한 차량용 양방향 전원 공급 방법 및 시스템 Download PDF

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KR20160011353A
KR20160011353A KR1020140092293A KR20140092293A KR20160011353A KR 20160011353 A KR20160011353 A KR 20160011353A KR 1020140092293 A KR1020140092293 A KR 1020140092293A KR 20140092293 A KR20140092293 A KR 20140092293A KR 20160011353 A KR20160011353 A KR 20160011353A
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홍기욱
공상호
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대성전기공업 주식회사
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Abstract

본 발명은, 4 개의 콘덴서에 대해 스위칭 동작에 따라 직렬로 연결하거나 병렬로 연결하여 직류(DC) 12V 또는 직류(DC) 48V를 출력하도록 함으로써, 에너지 저장 콘덴서의 출력 전압을 제어할 수 있도록 하는 콘덴서를 이용한 차량용 양방향 전원 공급 방법 및 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따른 차량용 양방향 전원 시스템은, 전원을 공급하는 배터리; 상기 배터리에 연결된 제1 콘덴서; 상기 제1 콘덴서에 직렬 또는 병렬로 연결되는 제2 콘덴서; 상기 제2 콘덴서에 직렬 또는 병렬로 연결되는 제3 콘덴서; 상기 제3 콘덴서에 직렬 또는 병렬로 연결되는 제4 콘덴서; 상기 제1 콘덴서와 상기 제2 콘덴서를 스위칭 제어신호에 따라 직렬 또는 병렬로 연결되도록 스위칭하는 제1 스위칭부; 상기 제2 콘덴서와 상기 제3 콘덴서를 스위칭 제어신호에 따라 직렬 또는 병렬로 연결되도록 스위칭하는 제2 스위칭부; 상기 제3 콘덴서와 상기 제4 콘덴서를 스위칭 제어신호에 따라 직렬 또는 병렬로 연결되도록 스위칭하는 제3 스위칭부; 및 상기 제1 내지 제3 스위칭부에 스위칭 제어신호를 인가하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

콘덴서를 이용한 차량용 양방향 전원 공급 방법 및 시스템{Vehicle type bidirection power system and method using ultra condenser}
본 발명은 콘덴서를 이용한 차량용 양방향 전원 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 4 개의 콘덴서에 대해 스위칭 동작에 따라 직렬로 연결하거나 병렬로 연결하여 직류(DC) 12V 또는 직류(DC) 48V를 출력하도록 함으로써, 에너지 저장 콘덴서의 출력 전압을 제어할 수 있도록 하는 콘덴서를 이용한 차량용 양방향 전원 공급 방법 및 시스템에 관한 것이다.
일반적인 DC-DC 컨버터는 펄스폭 변조(PWM) 방식을 이용하여 전압과 전류를 변환하는 기법을 주로 사용하여 왔다.
48V 시스템 차량에서는 차량 내의 발전기가 48V로 발전하므로 12V 배터리에 전력을 공급하기 위해서 48V 배터리와 12V 배터리 사이에 전력 이동을 관장하는 양방향 DC/DC 컨버터가 필요하다.
양방향 DC/DC 컨버터는 48V 배터리의 충전 전압이 설정된 기준 전압 이하로 방전되는 경우에 12V 배터리의 전압을 48V 배터리에 공급하여 충전되도록 하고, 12V 배터리의 충전 전압이 설정된 기준 전압 이하로 방전되는 경우 48V 배터리의 전압을 다운시켜 12V 배터리에 충전 전압으로 공급한다.
양방향 DC/DC 컨버터는 PWM 제어신호에 따라 48V 전압을 12V로 변환하거나, 12V 전압을 48V 전압으로 변환하여 출력하게 된다.
따라서, 기존의 DC-DC 컨버터는 반도체 소자를 이용해 PWM 기법으로 전력을 변환하기 때문에 스위칭 손실 및 전도 손실이 발생하여 95% 이상의 효율을 얻는데 어려움이 있었다.
대한민국 등록특허공보 제1314903호(등록일: 2013.09.27)
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 4 개의 콘덴서에 대해 스위칭 동작에 따라 직렬로 연결하거나 병렬로 연결하여 직류(DC) 12V 또는 직류(DC) 48V를 출력하도록 함으로써, 에너지 저장 콘덴서의 출력 전압을 제어할 수 있도록 하는 콘덴서를 이용한 차량용 양방향 전원 공급 방법 및 시스템을 제공함에 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 전원을 공급하기 위한 제1 배터리와 제2 배터리; 상기 제1 배터리에 연결되는 제1 콘덴서, 상기 제1 콘덴서에 직렬 또는 병렬로 연결되는 제2 콘덴서, 상기 제2 콘덴서에 직렬 또는 병렬로 연결되는 제3 콘덴서, 상기 제3 콘덴서에 직렬 또는 병렬로 연결되는 제4 콘덴서, 상기 제1 콘덴서와 상기 제2 콘덴서를 스위칭 제어신호에 따라 직렬 또는 병렬로 연결되도록 스위칭하는 제1 스위칭부, 상기 제2 콘덴서와 상기 제3 콘덴서를 스위칭 제어신호에 따라 직렬 또는 병렬로 연결되도록 스위칭하는 제2 스위칭부, 상기 제3 콘덴서와 상기 제4 콘덴서를 스위칭 제어신호에 따라 직렬 또는 병렬로 연결되도록 스위칭하는 제3 스위칭부로 이루어진 제1번 콘덴서 모듈; 상기 제2 배터리에 연결되는 제5 콘덴서, 상기 제5 콘덴서에 직렬 또는 병렬로 연결되는 제6 콘덴서, 상기 제6 콘덴서에 직렬 또는 병렬로 연결되는 제7 콘덴서, 상기 제7 콘덴서에 직렬 또는 병렬로 연결되는 제8 콘덴서, 상기 제5 콘덴서와 상기 제6 콘덴서를 스위칭 제어신호에 따라 직렬 또는 병렬로 연결되도록 스위칭하는 제4 스위칭부, 상기 제6 콘덴서와 상기 제7 콘덴서를 스위칭 제어신호에 따라 직렬 또는 병렬로 연결되도록 스위칭하는 제5 스위칭부, 상기 제7 콘덴서와 상기 제8 콘덴서를 스위칭 제어신호에 따라 직렬 또는 병렬로 연결되도록 스위칭하는 제6 스위칭부로 이루어진 제2번 콘덴서 모듈; 및 상기 제1번 콘덴서 모듈 내 상기 제1 내지 제3 스위칭부 및 상기 제2번 콘덴서 모듈 내 제4 내지 제6 스위칭부에 스위칭 제어신호를 인가하는 제어부를 포함하는 콘덴서를 이용한 차량용 양방향 전원 시스템이 제공된다.
또한, 상기 제1번 콘덴서 모듈 내 상기 제1 콘덴서 내지 상기 제4 콘덴서 그리고 상기 제2번 콘덴서 모듈 내 상기 제5 콘덴서 내지 제8 콘센서는 모두 직류(DC) 제1 전압으로 동작하게 된다.
또한, 상기 제어부가 상기 제1번 콘덴서 모듈과 상기 제2번 콘덴서 모듈에 스위칭 온(ON) 제어신호를 인가하여, 상기 제1 스위칭부 내지 상기 제6 스위칭부가 모두 스위칭 온(ON) 상태가 되면, 상기 제1 콘덴서와 상기 제2 콘덴서, 상기 제3 콘덴서 및 상기 제4 콘덴서가 직렬로 연결된 상태가 되고, 상기 제5 콘덴서와 상기 제6 콘덴서, 상기 제7 콘덴서 및 상기 제8 콘덴서가 직렬로 연결된 상태가 된다.
또한, 상기 제1 콘덴서와 상기 제2 콘덴서, 상기 제3 콘덴서 및 상기 제4 콘덴서가 직류(DC) 제1 전압으로 동작하고, 상기 제5 콘덴서와 상기 제6 콘덴서, 상기 제7 콘덴서 및 상기 제8 콘덴서가 직류(DC) 제1 전압으로 동작하는 중에, 상기 제1번 콘덴서 모듈 내 상기 제1 콘덴서와 상기 제2 콘덴서, 상기 제3 콘덴서 및 상기 제4 콘덴서가 직렬로 연결됨에 따라 직류(DC) 제2 전압으로 출력하고, 상기 제2번 콘덴서 모듈 내 상기 제5 콘덴서와 상기 제6 콘덴서, 상기 제7 콘덴서 및 상기 제8 콘덴서가 직렬로 연결됨에 따라 직류(DC) 제2 전압으로 출력하게 된다.
또한, 상기 직류(DC) 제1 전압은 직류 12V이고, 상기 직류(DC) 제2 전압은 직류 48V이다.
또한, 상기 직류(DC) 제2 전압에서 상기 직류(DC) 제1 전압으로 변환하는 동작은, 차량의 시동시 제1번 콘덴서 모듈과 제2번 콘덴서 모듈 중 가장 높은 전압의 콘덴서 모듈을 상기 배터리와 병렬 연결하고, 상기 배터리와 병렬 연결된 콘덴서 모듈의 전압이 상기 배터리의 DOD(Discharge Of Depth) 전압보다 낮은 전압인 경우 다른 충전된 콘덴서 모듈로 교체 연결하며, 연결되지 않은 나머지 콘덴서 모듈 중 연결된 콘덴서 모듈보다 높은 전압으로 충전된 콘덴서 모듈이 없는 경우 저전압 알람을 발생하면서 연결 상태를 유지하게 된다.
또한, 상기 제어부가 상기 제1번 콘덴서 모듈에 스위칭 오프(OFF) 제어신호를 인가하여, 상기 제1 스위칭부와 상기 제2 스위칭부 및 상기 제3 스위칭부가 모두 스위칭 오프(OFF) 상태가 되면, 상기 제1 콘덴서와 상기 제2 콘덴서, 상기 제3 콘덴서 및 상기 제4 콘덴서는 모두 병렬로 연결된 상태가 되고, 상기 제2번 콘덴서 모듈에 스위칭 오프(OFF) 제어신호를 인가하여, 상기 제4 스위칭부와 상기 제5 스위칭부 및 상기 제6 스위칭부가 모두 스위칭 오프(OFF) 상태가 되면, 상기 제5 콘덴서와 상기 제6 콘덴서, 상기 제7 콘덴서 및 상기 제8 콘덴서는 모두 병렬로 연결된 상태가 된다.
또한, 상기 제1번 콘덴서 모듈과 상기 제2번 콘덴서 모듈이 모두 직류(DC) 제1 전압으로 동작하는 중에, 상기 제1 콘덴서와 상기 제2 콘덴서, 상기 제3 콘덴서 및 상기 제4 콘덴서가 모두 병렬로 연결됨에 따라 직류(DC) 제1 전압으로 출력하고, 상기 제5 콘덴서와 상기 제6 콘덴서, 상기 제7 콘덴서 및 상기 제8 콘덴서가 모두 병렬로 연결됨에 따라 직류(DC) 제1 전압으로 출력하게 된다.
또한, 상기 직류(DC) 제1 전압은 직류 12V이고, 상기 직류(DC) 제2 전압은 직류 48V이다.
또한, 상기 직류(DC) 제1 전압에서 상기 직류(DC) 제2 전압으로 변환하는 동작은, 상기 제1번 콘덴서 모듈과 상기 제2번 콘덴서 모듈 중 가장 높은 전압의 콘덴서 모듈을 상기 직류(DC) 제2 전압 라인에 연결하고, 상기 직류(DC) 제2 전압 라인에 연결된 콘덴서 모듈은 상기 직류(DC) 제2 전압 모드의 최저 전압까지 전원을 공급하며 다른 충전된 콘덴서 모듈과 교체 연결되며, 연결되지 않은 다른 콘덴서 모듈 중 연결된 콘덴서 모듈보다 높은 전압으로 충전된 콘덴서 모듈이 없을 시 저전압 알람을 발생하면서 연결 상태를 유지하게 된다.
그리고, 상기 제1 콘덴서와 상기 제2 콘덴서, 상기 제3 콘덴서, 상기 제4 콘덴서, 상기 제5 콘덴서, 상기 제6 콘덴서, 상기 제7 콘덴서 및 상기 제8 콘덴서는 각각 울트라 캐패시터(UC)를 포함할 수 있다.
한편, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 배터리와, 제1번 콘덴서 모듈, 제2번 콘덴서 모듈 및 제어부를 포함하는 시스템의 콘덴서를 이용한 차량용 양방향 전원 공급 방법으로서, (a) 상기 제어부가 상기 제1번 콘덴서 모듈과 상기 제2번 콘덴서 모듈에 모두 스위칭 온(ON) 제어신호를 인가하는 단계; (b) 상기 제1번 콘덴서 모듈과 상기 제2번 콘덴서 모듈이 모두 스위칭 온(ON) 상태가 되는 단계; (c) 상기 제1번 콘덴서 모듈 내 각 콘덴서와, 상기 제2번 콘덴서 모듈 내 각 콘덴서가 모두 직렬로 연결되어, 각각 직류(DC) 제2 전압을 출력하는 단계; (d) 상기 제1번 콘덴서 모듈과 상기 제2번 콘덴서 모듈 중 가장 높은 전압의 제1번 콘덴서 모듈을 상기 배터리에 병렬로 연결하는 단계; (e) 상기 배터리에 병렬 연결된 상기 제1번 콘덴서 모듈의 전압을 상기 배터리의 DOD(Discharge Of Depth) 전압과 비교하는 단계; (f) 상기 제1번 콘덴서 모듈의 전압이 상기 DOD 전압보다 낮은 경우, 상기 제2번 콘덴서 모듈의 전압을 비교하는 단계; 및 (g) 상기 제2번 콘덴서 모듈과 상기 제1번 콘덴서 모듈의 전압보다 높은 전압으로 충전된 콘덴서 모듈로 교체 연결하는 단계를 포함하는 콘덴서를 이용한 차량용 양방향 전원 공급 방법이 제공된다.
또한, 상기 (g) 단계는, 상기 제1번 콘덴서 모듈의 전압보다 높은 전압으로 충전된 콘덴서 모듈이 없는 경우에 저전압 알람을 발생하게 된다.
또한, 상기 (g) 단계는, 상기 직류(DC) 제2 전압이 상기 직류(DC) 제1 전압으로 변환되어 출력하고, 상기 직류(DC) 제2 전압은 직류 48V이고, 상기 직류(DC) 제1 전압은 직류 12V이다.
또한, 상기 제1번 콘덴서 모듈 내 제1 콘덴서와 제2 콘덴서, 제3 콘덴서 및 제4 콘덴서와, 상기 제2번 콘덴서 모듈 내 제5 콘덴서, 제6 콘덴서, 제7 콘덴서 및 제8 콘덴서는 각각 울트라 캐패시터(UC)를 포함할 수 있다.
한편, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 배터리와, 제1번 콘덴서 모듈, 제2번 콘덴서 모듈 및 제어부를 포함하는 시스템의 콘덴서를 이용한 차량용 양방향 전원 공급 방법으로서, (a) 상기 제어부가 상기 제1번 콘덴서 모듈과 상기 제2번 콘덴서 모듈에 모두 스위칭 오프(OFF) 제어신호를 인가하는 단계; (b) 상기 제1번 콘덴서 모듈과 상기 제2번 콘덴서 모듈이 모두 스위칭 오프(OFF) 상태가 되는 단계; (c) 상기 제1번 콘덴서 모듈 내 각 콘덴서와 상기 제2번 콘덴서 모듈 내 각 콘덴서가 모두 병렬로 연결되어, 각각 직류(DC) 제1 전압을 출력하는 단계; (d) 상기 제1번 콘덴서 모듈과 상기 제2번 콘덴서 모듈 중 가장 높은 전압의 제1번 콘덴서 모듈을 직류(DC) 제2 전압의 상기 배터리에 연결하는 단계; (e) 상기 배터리에 연결된 상기 제1번 콘덴서 모듈이 상기 직류(DC) 제2 전압으로 전원을 공급하는 단계; 및 (f) 상기 제1번 콘덴서 모듈의 전압을 상기 배터리의 DOD(Discharge Of Depth) 전압과 비교하는 단계; (g) 상기 제1번 콘덴서 모듈의 전압이 상기 DOD 전압보다 낮은 경우, 상기 제2번 콘덴서 모듈과 전압을 비교하는 단계; 및 (h) 상기 제2번 콘덴서 모듈과 상기 제1번 콘덴서 모듈의 전압보다 높은 전압으로 충전된 콘덴서 모듈로 교체 연결하는 단계를 포함하는 콘덴서를 이용한 차량용 양방향 전원 공급 방법이 제공된다.
또한, 상기 (h) 단계는, 상기 제1번 콘덴서 모듈의 전압보다 높은 전압으로 충전된 콘덴서 모듈이 없는 경우에 저전압 알람을 발생하게 된다.
또한, 상기 (h) 단계에서, 교체 연결된 콘덴서 모듈이 지속적인 방전으로 전압이 추가적으로 낮아지게 되면, 교체 연결된 콘덴서 모듈보다 높은 전압의 콘덴서 모듈로 교체 연결하게 된다.
그리고, 상기 제1번 콘덴서 모듈 내 제1 콘덴서와 제2 콘덴서, 제3 콘덴서 및 제4 콘덴서와, 상기 제2번 콘덴서 모듈 내 제5 콘덴서, 제6 콘덴서, 제7 콘덴서 및 제8 콘덴서는 각각 울트라 캐패시터(UC)를 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 직·병렬 회로를 이용하여 에너지 저장 콘덴서의 출력 전압을 제어할 수 있다.
또한, 4 개의 콘덴서가 직렬 또는 병렬로 연결된 각 콘덴서 모듈에 대해 백투백(Back To Back) 스위치를 통해 직류 12V 또는 직류 48V로 변환 출력할 수 있다.
또한, 다수 개의 콘덴서 팩 모듈을 교번적으로 동작할 수 있게 됨에 따라 각각의 셀 모듈의 EOP가 줄어드는 것을 방지할 수 있다.
또한, 콘덴서의 직·병렬 연결 상태에 따라 출력 전압 가변이 가능하며, 그린카 시스템에서 48V / 12V 양방향 전원 시스템의 구성이 가능하다.
따라서, 직·병렬 조합을 통한 양방향 전원 시스템에 의해 구조가 간단하면서도 98% 이상의 효율로 운전이 가능해진다.
그리고, DC/DC 컨버터보다 열손실률이 적기 때문에 방열판을 추가하지 않아도 원가 절감이 가능하다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 콘덴서를 이용한 차량용 양방향 전원 시스템의 구성 예를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 제1 내지 제4 콘덴서를 직렬로 연결함에 따라 DC 48V로 출력하는 예를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제5 내지 제8 콘덴서를 병렬로 연결함에 따라 DC 12V로 출력하는 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 시스템의 출력이 48V에서 12V로 변환하는 동작을 나타낸 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 시스템의 출력이 12V에서 48V로 변환하는 동작을 나타낸 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 시스템이 마일드 하이브리드 자동차에 적용된 예를 나타낸 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 특정한 실시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에 따른 콘덴서를 이용한 차량용 양방향 전원 공급 방법 및 시스템의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 첨부도면을 참조하여 설명함에 있어 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 콘덴서를 이용한 차량용 양방향 전원 시스템의 구성 예를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 양방향 전원 시스템(100)은, 전원을 공급하기 위한 제1 배터리(BAT1)와 제2 배터리(BAT2); 제1번 콘덴서 모듈과 제2번 콘덴서 모듈, 제어부(180), 알람부(182) 및 모터 구동부(190)를 포함한다.
제1번 콘덴서 모듈은, 제1 배터리(BAT1)에 연결된 제1 콘덴서(110); 제1 콘덴서(110)에 직렬 또는 병렬로 연결되는 제2 콘덴서(120); 제2 콘덴서(120)에 직렬 또는 병렬로 연결되는 제3 콘덴서(130); 제3 콘덴서(130)에 직렬 또는 병렬로 연결되는 제4 콘덴서(140); 제1 콘덴서(110)와 제2 콘덴서(120)를 스위칭 제어신호에 따라 직렬 또는 병렬로 연결되도록 스위칭하는 제1 스위칭부(150); 제2 콘덴서(120)와 제3 콘덴서(130)를 스위칭 제어신호에 따라 직렬 또는 병렬로 연결되도록 스위칭하는 제2 스위칭부(160); 제3 콘덴서(130)와 제4 콘덴서(140)를 스위칭 제어신호에 따라 직렬 또는 병렬로 연결되도록 스위칭하는 제3 스위칭부(170)를 포함한다.
제2번 콘덴서 모듈은, 제2 배터리(BAT2)에 연결된 제5 콘덴서(112); 제5 콘덴서(112)에 직렬 또는 병렬로 연결되는 제6 콘덴서(122); 제6 콘덴서(122)에 직렬 또는 병렬로 연결되는 제7 콘덴서(132); 제7 콘덴서(132)에 직렬 또는 병렬로 연결되는 제8 콘덴서(142); 제5 콘덴서(112)와 제6 콘덴서(122)를 스위칭 제어신호에 따라 직렬 또는 병렬로 연결되도록 스위칭하는 제4 스위칭부(152); 제6 콘덴서(122)와 제7 콘덴서(132)를 스위칭 제어신호에 따라 직렬 또는 병렬로 연결되도록 스위칭하는 제5 스위칭부(162); 제7 콘덴서(132)와 제8 콘덴서(142)를 스위칭 제어신호에 따라 직렬 또는 병렬로 연결되도록 스위칭하는 제6 스위칭부(172)를 포함한다.
제어부(180)는 제1 내지 제3 스위칭부(150~170)와 제4 내지 제6 스위칭부(152 ~ 172)에 스위칭 제어신호를 인가한다.
알람부(182)는 제어부(180)의 제어에 따라 알람을 발생하고, 모터 구동부(190)는 제어부(180)의 제어에 따라 모터를 구동한다.
또한, 제1 콘덴서(110)와 제2 콘덴서(120), 제3 콘덴서(130) 및 제4 콘덴서(140)는 각각 울트라 캐패시터(Ultra Capacitor; UC)를 포함하고, 제5 콘덴서(112)와 제6 콘덴서(122), 제7 콘덴서(132) 및 제8 콘덴서(142)도 각각 울트라 캐패시터(UC)를 포함한 구성을 갖는다.
또한, 또한, 제1 콘덴서(110)와 제2 콘덴서(120), 제3 콘덴서(130) 및 제4 콘덴서(140), 그리고 제5 콘덴서(112)와 제6 콘덴서(122), 제7 콘덴서(132) 및 제8 콘덴서(142)도 모두 직류(DC) 제1 전압으로 동작하게 된다.
이때, 직류(DC) 제1 전압은 직류 12V이고, 직류(DC) 제2 전압은 직류 48V 이다.
또한, 제어부(180)가 제1번 콘덴서 모듈 내 제1 내지 제3 스위칭부(150~170)에 모두 스위칭 온(ON) 제어신호를 인가하여, 도 2에 도시된 바와 같이 제1 스위칭부(150)와 제2 스위칭부(160) 및 제3 스위칭부(170)가 모두 스위칭 온(ON) 상태가 되면, 제1 콘덴서(110)와 제2 콘덴서(120), 제3 콘덴서(130) 및 제4 콘덴서(140)는 모두 직렬로 연결된 상태가 된다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 제1번 콘덴서 모듈 내 제1 내지 제4 콘덴서가 직렬로 연결됨에 따라 DC 48V로 출력하는 예를 나타낸 도면이다.
따라서, 제1번 콘덴서 모듈 내 제1 콘덴서(110)와 제2 콘덴서(120), 제3 콘덴서(130) 및 제4 콘덴서(140)가 모두 직류(DC) 제1 전압(12V)으로 동작하는 중에, 제1 콘덴서(110)와 제2 콘덴서(120), 제3 콘덴서(130) 및 제4 콘덴서(140)가 직렬로 연결됨에 따라 출력은 직류(DC) 제2 전압(48V)으로 출력하게 된다.
이때, 제2번 콘덴서 모듈 내 제5 콘덴서(112)와 제6 콘덴서(122), 제7 콘덴서(132) 및 제8 콘덴서(142)는 모두 병렬로 연결되어 있는 직류(DC) 제1전압(12V)을 출력하고 있다.
또한, 직류(DC) 제2 전압(48V)에서 직류(DC) 제1 전압(12V)으로 변환하는 동작은, 차량의 시동시 제1번 콘덴서 모듈과 제2번 콘덴서 모듈 중 가장 높은 전압의 콘덴서 모듈을 배터리와 병렬 연결하고, 배터리와 병렬 연결된 콘덴서 모듈의 전압이 배터리의 DOD(Discharge Of Depth) 전압보다 낮은 전압인 경우 다른 충전된 콘덴서 모듈로 교체 연결하며, 연결되지 않은 나머지 콘덴서 모듈 중 연결된 콘덴서 모듈보다 높은 전압으로 충전된 콘덴서 모듈이 없는 경우 저전압 알람을 발생하면서 연결 상태를 유지하게 된다.
한편, 제어부(180)가 제1번 콘덴서 모듈 내 제1 스위칭부(150)와 제2 스위칭부(160) 및 제3 스위칭부(170)에 모두 스위칭 오프(OFF) 제어신호를 인가하여, 도 3에 도시된 바와 같이 제1 스위칭부(150)와 제2 스위칭부(160) 및 제3 스위칭부(170)가 모두 스위칭 오프(OFF) 상태가 되면, 제1 콘덴서(110)와 제2 콘덴서(120), 제3 콘덴서(130) 및 제4 콘덴서(140)는 모두 병렬로 연결된 상태가 된다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제1번 콘덴서 모듈 내 제1 내지 제4 콘덴서가 병렬로 연결됨에 따라 DC 12V로 출력하는 예를 나타낸 도면이다.
따라서, 제1번 콘덴서 모듈 내 제1 콘덴서(110)와 제2 콘덴서(120), 제3 콘덴서(130) 및 제4 콘덴서(140)가 모두 직류(DC) 제1 전압(12V)으로 동작하는 중에, 제1 콘덴서(110)와 제2 콘덴서(120), 제3 콘덴서(130) 및 제4 콘덴서(140)가 모두 병렬로 연결됨에 따라 직류(DC) 제1 전압(12V)으로 출력하게 된다.
또한, 제2번 콘덴서 모듈 내 제5 콘덴서(112)와 제6 콘덴서(122), 제7 콘덴서(132) 및 제8 콘덴서(142)는 모두 직렬로 연결되어 있는 직류(DC) 제2 전압(48V)을 출력하고 있다.
이때, 직류(DC) 제1 전압은 직류 12V이고, 직류(DC) 제2 전압은 직류 48V가 될 수 있다.
그리고, 직류(DC) 제1 전압(12V)에서 직류(DC) 제2 전압(48V)으로 변환하는 동작은, 제1번 콘덴서 모듈과 제2번 콘덴서 모듈 중 가장 높은 전압의 콘덴서 모듈을 직류(DC) 제2 전압 라인에 연결하고, 직류(DC) 제2 전압 라인에 연결된 콘덴서 모듈은 직류(DC) 제2 전압 모드의 최저 전압까지 전원을 공급하며 다른 충전된 콘덴서 모듈과 교체 연결되며, 연결되지 않은 다른 콘덴서 모듈 중 연결된 콘덴서 모듈보다 높은 전압으로 충전된 콘덴서 모듈이 없을 시 저전압 알람을 발생하면서 연결 상태를 유지하게 된다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 시스템의 출력이 48V에서 12V로 변환하는 동작을 나타낸 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 양방향 전원 시스템(100)은, 제어부(180)가 제1번 콘덴서 모듈 내 제1 스위칭부와 제2 스위칭부 및 제3 스위칭부에 모두 스위칭 온(ON) 제어신호를 인가한다(S410).
이에, 제1번 콘덴서 모듈 내 제1 스위칭부와 제2 스위칭부 및 제3 스위칭부가 모두 스위칭 온(ON) 상태가 된다(S420).
따라서, 제1 콘덴서(110)와 제2 콘덴서(120), 제3 콘덴서(130) 및 제4 콘덴서(140)가 모두 직렬로 연결되어 직류(DC) 제2 전압(48V)을 출력한다(S430).
이어, 제1번 콘덴서 모듈과 제2번 콘덴서 모듈 중 가장 높은 전압의 제1번 콘덴서 모듈을 배터리에 병렬로 연결한다(S440).
이어, 배터리에 병렬 연결된 제1번 콘덴서 모듈의 전압을 배터리의 DOD(Discharge Of Depth) 전압과 비교한다(S450).
이어, 제1번 콘덴서 모듈의 전압이 DOD 전압보다 낮은 경우(S460-예), 제2번 콘덴서 모듈의 전압을 비교한다(S470).
이어, 제2번 콘덴서 모듈과 제1번 콘덴서 모듈의 전압보다 높은 전압으로 충전된 콘덴서 모듈로 교체 연결한다(S480).
이때, 제1번 콘덴서 모듈의 전압보다 높은 전압으로 충전된 콘덴서 모듈이 없는 경우에 제어부(180)는 알람부(182)를 통해 저전압 알람을 발생하게 된다.
따라서, 직류(DC) 제2 전압(48V)이 직류(DC) 제1 전압(12V)으로 변환되어 출력하게 된다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 시스템의 출력이 12V에서 48V로 변환하는 동작을 나타낸 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 양방향 전원 시스템(100)은, 제어부가 제1번 콘덴서 모듈 내 제1 스위칭부와 제2 스위칭부 및 제3 스위칭부에 모두 스위칭 오프(OFF) 제어신호를 인가한다(S510).
이어, 제1번 콘덴서 모듈 내 제1 스위칭부와 제2 스위칭부 및 제3 스위칭부가 모두 스위칭 오프(OFF) 상태가 된다(S520).
따라서, 제1 콘덴서(110)와 제2 콘덴서(120), 제3 콘덴서(130) 및 제4 콘덴서(140)가 모두 병렬로 연결되어 직류(DC) 제1 전압을 출력한다(S530). 이때, 직류(DC) 제1 전압은 직류(DC) 12V이다.
이어, 제1번 콘덴서 모듈과 제2번 콘덴서 모듈 중 가장 높은 전압의 제1번 콘덴서 모듈을 직류(DC) 제2 전압의 배터리에 연결한다(S540).
이어, 배터리에 연결된 제1번 콘덴서 모듈이 직류(DC) 제2 전압으로 전원을 공급한다(S550).
이어, 제1번 콘덴서 모듈의 전압을 배터리의 DOD(Discharge Of Depth) 전압과 비교한다(S560).
이어, 제1번 콘덴서 모듈의 전압이 DOD 전압보다 낮은 경우(S570-예), 제2번 콘덴서 모듈과 전압을 비교한다(S580).
이어, 제2번 콘덴서 모듈과 제1번 콘덴서 모듈의 전압보다 높은 전압으로 충전된 콘덴서 모듈로 교체 연결한다(S590).
이때, 제1번 콘덴서 모듈의 전압보다 높은 전압으로 충전된 콘덴서 모듈이 없는 경우에, 제어부(180)는 알람부(182)를 통해 저전압 알람을 발생하게 된다.
그리고, 교체 연결된 콘덴서 모듈이 지속적인 방전으로 전압이 추가적으로 낮아지게 되면, 교체 연결된 콘덴서 모듈보다 높은 전압의 콘덴서 모듈로 교체 연결하게 된다.
따라서, 직·병렬 회로를 이용하여 에너지 저장 콘덴서의 출력 전압을 제어 할 수 있다.
본 발명에 따른 차량용 양방향 전원 시스템(100)이 도 6에 도시된 바와 같이마일드 하이브리드 자동차에 적용된 경우, 마일드 하이브리드 자동차는 통상 브레이크 스위치의 동작 상태를 감지하여 SG(Starter Generator) 회생 제동 발전을 시작한다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 시스템이 마일드 하이브리드 자동차에 적용된 예를 나타낸 도면이다. 브레이크 스위치가 감지되면 직렬모드 기준으로 가장 낮은 전압의 콘덴서 팩을 SG 출력단에 연결한다. 이때, 직렬 연결 48V의 1/4 전압 즉 DC 12V 병렬 연결시 전압이 배터리의 내압보다 높을 시 어느 콘덴서 모듈도 SG 출력단에 연결하지 않으며, SG의 회생제동 운전도 실시되지 않는다.
제어부(180)는 제1번 콘덴서 모듈과 제2번 콘덴서 모듈의 전압을 측정한다(S610).
이어, 제1번 콘덴서 모듈과 제2번 콘덴서 모듈의 각 셀 전압의 합을 비교한다(S620).
이어, 제1번 콘덴서 모듈의 전압이 12V보다 큰 경우에(S630-예), 제1번 콘덴서 모듈은 12V로 출력되도록 하고, 제2번 콘덴서 모듈은 48V로 출력되도록 스위칭 제어한다(S640).
이어, 제2번 콘덴서 모듈의 전압이 12V보다 큰 경우에(S650-예), 제2번 콘덴서 모듈은 12V로 출력되도록 하고, 제1번 콘덴서 모듈은 48V로 출력되도록 스위칭 제어한다(S660).
그러나, 제1 콘덴서 모듈의 전압이 12V보다 작거나, 제2번 콘덴서 모듈의 전압이 12V보다 작은 경우(S630-아니오, S650-아니오), 제1번 콘덴서 모듈은 48V로 출력되도록 하고, 제2번 콘덴서 모듈도 48V로 출력되도록 스위칭 제어한다(S670).
이어, 제어부(180)는 제1번 콘덴서 모듈이 48V로 출력되도록 하고, 제2번 콘덴서 모듈도 48V로 출력되도록 스위칭 제어한 후 차량 상태를 확인하여 차량이 운행 중이면, 제1번 콘덴서 모듈과 제2번 콘덴서 모듈의 전압을 측정하는 S610 단계로 복귀하여 전술한 바와 같은 과정을 반복하고, 차량이 운행 중이지 않을 경우에는 동작을 종료하게 된다.
전술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 4 개의 콘덴서에 대해 스위칭 동작에 따라 직렬로 연결하거나 병렬로 연결하여 직류(DC) 12V 또는 직류(DC) 48V를 출력하도록 함으로써, 에너지 저장 콘덴서의 출력 전압을 제어할 수 있도록 하는 콘덴서를 이용한 차량용 양방향 전원 공급 방법 및 시스템을 실현할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명은 4 개의 콘덴서에 대해 스위칭 동작에 따라 직렬로 연결하거나 병렬로 연결하여 직류(DC) 12V 또는 직류(DC) 48V를 출력하도록 함으로써, 에너지 저장 콘덴서의 출력 전압을 제어할 수 있도록 하는 콘덴서를 이용한 차량용 양방향 전원 공급 방법 및 시스템에 적용할 수 있다.
100 : 차량용 양방향 전원 시스템 110 : 제1 콘덴서
112 : 제5 콘덴서 120 : 제2 콘덴서
122 : 제6 콘덴서 130 : 제3 콘덴서
132 : 제6 콘덴서 140 : 제4 콘덴서
142 : 제8 콘덴서 150 : 제1 스위칭부
152 : 제4 스위칭부 160 : 제2 스위칭부
162 : 제5 스위칭부 170 : 제3 스위칭부
172 : 제6 스위칭부 180 : 제어부
182 : 알람부 190 : 모터 구동부
BAT1, BAT2 : 배터리

Claims (19)

  1. 전원을 공급하기 위한 제1 배터리와 제2 배터리;
    상기 제1 배터리에 연결되는 제1 콘덴서, 상기 제1 콘덴서에 직렬 또는 병렬로 연결되는 제2 콘덴서, 상기 제2 콘덴서에 직렬 또는 병렬로 연결되는 제3 콘덴서, 상기 제3 콘덴서에 직렬 또는 병렬로 연결되는 제4 콘덴서, 상기 제1 콘덴서와 상기 제2 콘덴서를 스위칭 제어신호에 따라 직렬 또는 병렬로 연결되도록 스위칭하는 제1 스위칭부, 상기 제2 콘덴서와 상기 제3 콘덴서를 스위칭 제어신호에 따라 직렬 또는 병렬로 연결되도록 스위칭하는 제2 스위칭부, 상기 제3 콘덴서와 상기 제4 콘덴서를 스위칭 제어신호에 따라 직렬 또는 병렬로 연결되도록 스위칭하는 제3 스위칭부로 이루어진 제1번 콘덴서 모듈;
    상기 제2 배터리에 연결되는 제5 콘덴서, 상기 제5 콘덴서에 직렬 또는 병렬로 연결되는 제6 콘덴서, 상기 제6 콘덴서에 직렬 또는 병렬로 연결되는 제7 콘덴서, 상기 제7 콘덴서에 직렬 또는 병렬로 연결되는 제8 콘덴서, 상기 제5 콘덴서와 상기 제6 콘덴서를 스위칭 제어신호에 따라 직렬 또는 병렬로 연결되도록 스위칭하는 제4 스위칭부, 상기 제6 콘덴서와 상기 제7 콘덴서를 스위칭 제어신호에 따라 직렬 또는 병렬로 연결되도록 스위칭하는 제5 스위칭부, 상기 제7 콘덴서와 상기 제8 콘덴서를 스위칭 제어신호에 따라 직렬 또는 병렬로 연결되도록 스위칭하는 제6 스위칭부로 이루어진 제2번 콘덴서 모듈; 및
    상기 제1번 콘덴서 모듈 내 상기 제1 내지 제3 스위칭부 및 상기 제2번 콘덴서 모듈 내 제4 내지 제6 스위칭부에 스위칭 제어신호를 인가하는 제어부;
    를 포함하는 콘덴서를 이용한 차량용 양방향 전원 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1번 콘덴서 모듈 내 상기 제1 콘덴서 내지 상기 제4 콘덴서 그리고 상기 제2번 콘덴서 모듈 내 상기 제5 콘덴서 내지 제8 콘센서는 모두 직류(DC) 제1 전압으로 동작하는 것을 특징으로 하는 콘덴서를 이용한 차량용 양방향 전원 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부가 상기 제1번 콘덴서 모듈과 상기 제2번 콘덴서 모듈에 스위칭 온(ON) 제어신호를 인가하여, 상기 제1 스위칭부 내지 상기 제6 스위칭부가 모두 스위칭 온(ON) 상태가 되면, 상기 제1 콘덴서와 상기 제2 콘덴서, 상기 제3 콘덴서 및 상기 제4 콘덴서가 직렬로 연결된 상태가 되고, 상기 제5 콘덴서와 상기 제6 콘덴서, 상기 제7 콘덴서 및 상기 제8 콘덴서가 직렬로 연결된 상태가 되는 것을 특징으로 하는 콘덴서를 이용한 차량용 양방향 전원 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제1 콘덴서와 상기 제2 콘덴서, 상기 제3 콘덴서 및 상기 제4 콘덴서가 직류(DC) 제1 전압으로 동작하고, 상기 제5 콘덴서와 상기 제6 콘덴서, 상기 제7 콘덴서 및 상기 제8 콘덴서가 직류(DC) 제1 전압으로 동작하는 중에, 상기 제1번 콘덴서 모듈 내 상기 제1 콘덴서와 상기 제2 콘덴서, 상기 제3 콘덴서 및 상기 제4 콘덴서가 직렬로 연결됨에 따라 직류(DC) 제2 전압으로 출력하고, 상기 제2번 콘덴서 모듈 내 상기 제5 콘덴서와 상기 제6 콘덴서, 상기 제7 콘덴서 및 상기 제8 콘덴서가 직렬로 연결됨에 따라 직류(DC) 제2 전압으로 출력하는 것을 특징으로 하는 콘덴서를 이용한 차량용 양방향 전원 시스템.
  5. 청구항 2 또는 청구항 4 에 있어서,
    상기 직류(DC) 제1 전압은 직류 12V이고, 상기 직류(DC) 제2 전압은 직류 48V 인 것을 특징으로 하는 콘덴서를 이용한 차량용 양방향 전원 시스템.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 직류(DC) 제2 전압에서 상기 직류(DC) 제1 전압으로 변환하는 동작은, 차량의 시동시 제1번 콘덴서 모듈과 제2번 콘덴서 모듈 중 가장 높은 전압의 콘덴서 모듈을 상기 배터리와 병렬 연결하고, 상기 배터리와 병렬 연결된 콘덴서 모듈의 전압이 상기 배터리의 DOD(Discharge Of Depth) 전압보다 낮은 전압인 경우 다른 충전된 콘덴서 모듈로 교체 연결하며, 연결되지 않은 나머지 콘덴서 모듈 중 연결된 콘덴서 모듈보다 높은 전압으로 충전된 콘덴서 모듈이 없는 경우 저전압 알람을 발생하면서 연결 상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 콘덴서를 이용한 차량용 양방향 전원 시스템.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부가 상기 제1번 콘덴서 모듈에 스위칭 오프(OFF) 제어신호를 인가하여, 상기 제1 스위칭부와 상기 제2 스위칭부 및 상기 제3 스위칭부가 모두 스위칭 오프(OFF) 상태가 되면, 상기 제1 콘덴서와 상기 제2 콘덴서, 상기 제3 콘덴서 및 상기 제4 콘덴서는 모두 병렬로 연결된 상태가 되고, 상기 제2번 콘덴서 모듈에 스위칭 오프(OFF) 제어신호를 인가하여, 상기 제4 스위칭부와 상기 제5 스위칭부 및 상기 제6 스위칭부가 모두 스위칭 오프(OFF) 상태가 되면, 상기 제5 콘덴서와 상기 제6 콘덴서, 상기 제7 콘덴서 및 상기 제8 콘덴서는 모두 병렬로 연결된 상태가 되는 것을 특징으로 하는 콘덴서를 이용한 차량용 양방향 전원 시스템.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제1번 콘덴서 모듈과 상기 제2번 콘덴서 모듈이 모두 직류(DC) 제1 전압으로 동작하는 중에, 상기 제1 콘덴서와 상기 제2 콘덴서, 상기 제3 콘덴서 및 상기 제4 콘덴서가 모두 병렬로 연결됨에 따라 직류(DC) 제1 전압으로 출력하고, 상기 제5 콘덴서와 상기 제6 콘덴서, 상기 제7 콘덴서 및 상기 제8 콘덴서가 모두 병렬로 연결됨에 따라 직류(DC) 제1 전압으로 출력하는 것을 특징으로 하는 콘덴서를 이용한 차량용 양방향 전원 시스템.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 직류(DC) 제1 전압은 직류 12V이고, 상기 직류(DC) 제2 전압은 직류 48V 인 것을 특징으로 하는 콘덴서를 이용한 차량용 양방향 전원 시스템.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 직류(DC) 제1 전압에서 상기 직류(DC) 제2 전압으로 변환하는 동작은,
    상기 제1번 콘덴서 모듈과 상기 제2번 콘덴서 모듈 중 가장 높은 전압의 콘덴서 모듈을 상기 직류(DC) 제2 전압 라인에 연결하고, 상기 직류(DC) 제2 전압 라인에 연결된 콘덴서 모듈은 상기 직류(DC) 제2 전압 모드의 최저 전압까지 전원을 공급하며 다른 충전된 콘덴서 모듈과 교체 연결되며, 연결되지 않은 다른 콘덴서 모듈 중 연결된 콘덴서 모듈보다 높은 전압으로 충전된 콘덴서 모듈이 없을 시 저전압 알람을 발생하면서 연결 상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 콘덴서를 이용한 차량용 양방향 전원 시스템.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 제1 콘덴서와 상기 제2 콘덴서, 상기 제3 콘덴서, 상기 제4 콘덴서, 상기 제5 콘덴서, 상기 제6 콘덴서, 상기 제7 콘덴서 및 상기 제8 콘덴서는 각각 울트라 캐패시터(Ultra Capacitor; UC)를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘덴서를 이용한 차량용 양방향 전원 시스템.
  12. 배터리와, 제1번 콘덴서 모듈, 제2번 콘덴서 모듈 및 제어부를 포함하는 시스템의 콘덴서를 이용한 차량용 양방향 전원 공급 방법으로서,
    (a) 상기 제어부가 상기 제1번 콘덴서 모듈과 상기 제2번 콘덴서 모듈에 모두 스위칭 온(ON) 제어신호를 인가하는 단계;
    (b) 상기 제1번 콘덴서 모듈과 상기 제2번 콘덴서 모듈이 모두 스위칭 온(ON) 상태가 되는 단계;
    (c) 상기 제1번 콘덴서 모듈 내 각 콘덴서와, 상기 제2번 콘덴서 모듈 내 각 콘덴서가 모두 직렬로 연결되어, 각각 직류(DC) 제2 전압을 출력하는 단계;
    (d) 상기 제1번 콘덴서 모듈과 상기 제2번 콘덴서 모듈 중 가장 높은 전압의 제1번 콘덴서 모듈을 상기 배터리에 병렬로 연결하는 단계;
    (e) 상기 배터리에 병렬 연결된 상기 제1번 콘덴서 모듈의 전압을 상기 배터리의 DOD(Discharge Of Depth) 전압과 비교하는 단계;
    (f) 상기 제1번 콘덴서 모듈의 전압이 상기 DOD 전압보다 낮은 경우, 상기 제2번 콘덴서 모듈의 전압을 비교하는 단계; 및
    (g) 상기 제2번 콘덴서 모듈과 상기 제1번 콘덴서 모듈의 전압보다 높은 전압으로 충전된 콘덴서 모듈로 교체 연결하는 단계;
    를 포함하는 콘덴서를 이용한 차량용 양방향 전원 공급 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 (g) 단계는, 상기 제1번 콘덴서 모듈의 전압보다 높은 전압으로 충전된 콘덴서 모듈이 없는 경우에 저전압 알람을 발생하는 것을 특징으로 하는 콘덴서를 이용한 차량용 양방향 전원 공급 방법.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 (g) 단계는, 상기 직류(DC) 제2 전압이 상기 직류(DC) 제1 전압으로 변환되어 출력하고, 상기 직류(DC) 제2 전압은 직류 48V이고, 상기 직류(DC) 제1 전압은 직류 12V 인 것을 특징으로 하는 콘덴서를 이용한 차량용 양방향 전원 공급 방법.
  15. 청구항 12에 있어서,
    상기 제1번 콘덴서 모듈 내 제1 콘덴서와 제2 콘덴서, 제3 콘덴서 및 제4 콘덴서와, 상기 제2번 콘덴서 모듈 내 제5 콘덴서, 제6 콘덴서, 제7 콘덴서 및 제8 콘덴서는 각각 울트라 캐패시터(Ultra Capacitor; UC)를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘덴서를 이용한 차량용 양방향 전원 공급 방법.
  16. 배터리와, 제1번 콘덴서 모듈, 제2번 콘덴서 모듈 및 제어부를 포함하는 시스템의 콘덴서를 이용한 차량용 양방향 전원 공급 방법으로서,
    (a) 상기 제어부가 상기 제1번 콘덴서 모듈과 상기 제2번 콘덴서 모듈에 모두 스위칭 오프(OFF) 제어신호를 인가하는 단계;
    (b) 상기 제1번 콘덴서 모듈과 상기 제2번 콘덴서 모듈이 모두 스위칭 오프(OFF) 상태가 되는 단계;
    (c) (c) 상기 제1번 콘덴서 모듈 내 각 콘덴서와 상기 제2번 콘덴서 모듈 내 각 콘덴서가 모두 병렬로 연결되어, 각각 직류(DC) 제1 전압을 출력하는 단계;
    (d) 상기 제1번 콘덴서 모듈과 상기 제2번 콘덴서 모듈 중 가장 높은 전압의 제1번 콘덴서 모듈을 직류(DC) 제2 전압의 상기 배터리에 연결하는 단계;
    (e) 상기 배터리에 연결된 상기 제1번 콘덴서 모듈이 상기 직류(DC) 제2 전압으로 전원을 공급하는 단계; 및
    (f) 상기 제1번 콘덴서 모듈의 전압을 상기 배터리의 DOD(Discharge Of Depth) 전압과 비교하는 단계;
    (g) 상기 제1번 콘덴서 모듈의 전압이 상기 DOD 전압보다 낮은 경우, 상기 제2번 콘덴서 모듈과 전압을 비교하는 단계; 및
    (h) 상기 제2번 콘덴서 모듈과 상기 제1번 콘덴서 모듈의 전압보다 높은 전압으로 충전된 콘덴서 모듈로 교체 연결하는 단계;
    를 포함하는 콘덴서를 이용한 차량용 양방향 전원 공급 방법.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 (h) 단계는, 상기 제1번 콘덴서 모듈의 전압보다 높은 전압으로 충전된 콘덴서 모듈이 없는 경우에 저전압 알람을 발생하는 것을 특징으로 하는 콘덴서를 이용한 차량용 양방향 전원 공급 방법.
  18. 청구항 16에 있어서,
    상기 (h) 단계에서, 교체 연결된 콘덴서 모듈이 지속적인 방전으로 전압이 추가적으로 낮아지게 되면, 교체 연결된 콘덴서 모듈보다 높은 전압의 콘덴서 모듈로 교체 연결하는 것을 특징으로 하는 콘덴서를 이용한 차량용 양방향 전원 공급 방법.
  19. 청구항 16에 있어서,
    상기 제1번 콘덴서 모듈 내 제1 콘덴서와 제2 콘덴서, 제3 콘덴서 및 제4 콘덴서와, 상기 제2번 콘덴서 모듈 내 제5 콘덴서, 제6 콘덴서, 제7 콘덴서 및 제8 콘덴서는 각각 울트라 캐패시터(Ultra Capacitor; UC)를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘덴서를 이용한 차량용 양방향 전원 공급 방법.

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