KR20170009168A - A solar cell system for a vehicle - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a solar cell system for a vehicle. More specifically, the present invention relates to a solar cell system for a vehicle which controls to selectively supply power generated in a solar cell to an electric system or an auxiliary battery of a vehicle with similar electric properties, thereby maximizing power conversion efficiency by increasing matching efficiency. In addition, the solar cell system of the present invention includes an automatic control function to supply output power of the solar cell to the auxiliary battery, so as to optimally distribute the power charged in the auxiliary battery as needed.

Description

차량용 태양전지 시스템{A solar cell system for a vehicle}[0001] The present invention relates to a solar cell system for a vehicle,

본 발명은 차량용 태양전지 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 태양전지에서 생성된 전력이 전기적 특성이 유사한 차량의 전기 시스템 또는 보조배터리에 선택적으로 공급되도록 제어함으로써, 전력 변환 효율이 향상된 차량용 태양전지 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solar cell system for a vehicle, and more particularly, to a solar cell system for a vehicle, which controls power supplied from a solar cell to be selectively supplied to an electric system or an auxiliary battery of a vehicle having similar electrical characteristics, .

산업의 발달로 인해 차량 내에 각종 전자기기가 설치되고 충전을 요하는 기기가 증대됨에 따라 차량의 전력소모량 또한 늘어나고 있다.Due to the development of the industry, various electronic devices are installed in the vehicle and the number of devices requiring charging is increased, so that the power consumption of the vehicle is also increasing.

종래에는 차량에 주배터리를 장착해 두고 시동을 걸 때 주배터리의 전력을 사용하며, 시동이 걸린 이후에는 엔진과 연결된 발전기가 전력을 발생시켜 주배터리에 전력을 충전하며 각종 전기용품/부품에 전력을 공급하고 있다.Conventionally, a main battery is installed in a vehicle, and the power of the main battery is used to start the engine. After the engine is started, a generator connected to the engine generates electric power to charge electric power to the main battery. .

그러나 발전기에서 생산되는 전력은 한정되어 있으므로, 전력을 필요로 하는 전기용품(공조장치의 팬, 시트공조용 팬, 공기청정기, 이온발생기, 산소발생기, 냉난방기, 냉온장고, 각종 AV기기 등)이 많은 경우, 차량의 출력이 저하되고 연료소비가 많아지며 또한 차량 및 주배터리에 무리를 주는 단점이 있고 주배터리의 방전시에는 스스로 해결하지 못하였다.However, since the electric power generated by the generator is limited, there are many electric appliances (air conditioner fan, seat air conditioner fan, air purifier, ion generator, oxygen generator, air conditioner, There is a disadvantage that the output of the vehicle is lowered, fuel consumption is increased, and the vehicle and the main battery are overloaded, and the main battery can not be solved by itself.

아울러, 시동을 걸지 않은 상태에서는 주배터리의 전력량이 한정되어 있기 때문에 각종 전기용품을 사용할 수 없는 등 많은 문제점이 있었다.In addition, since the amount of electric power of the main battery is limited in a state where no starting is performed, various electric appliances can not be used.

이를 해결하기 위해 차량에 태양전지를 활용하여 부족한 전력을 보충하는 기술이 제안되고 있으며, 그 중 미국등록특허 제 6290593호(2001.09.18)에 차량에 구비된 태양전지에 의한 환기용 팬과 배터리의 전력 공급 회로에 대해 개시되어 있다. 구체적으로, 제어기가 차량의 엔진 정지 시 태양전지에서 발생한 전력을 차량환기용 팬에 공급하거나 차량의 배터리를 충전하는데 사용하도록 제어하며, 또한 수동으로 작동되는 스위치에 의해 사용자가 태양전지에서 발생된 전력을 차량환기에 사용하거나 배터리 충전에 사용하도록 하고 있다.In order to solve this problem, there has been proposed a technology for supplementing a power shortage by utilizing a solar cell in a vehicle. US Patent No. 6290593 (September 18, 2001) discloses a solar battery provided with a ventilation fan and a battery Power supply circuit. Specifically, when the controller stops the engine of the vehicle, it controls the power generated in the solar cell to be supplied to the fan for vehicle ventilation or to charge the battery of the vehicle. Also, the manually operated switch controls the power To be used for vehicle ventilation or for battery charging.

그러나 상술한 종래기술은 태양전지에 의해 전력을 공급받는 부하 간 동작 전압 차이로 인해 상기 제어기가 필요에 따라 전력을 변환하여 공급해야하므로 전력의 낭비가 발생되며, 태양전지의 출력을 블로워로 공급할 경우 태양전지와 블로워 간의 전기적 특성이 달라 매칭 시 효율이 떨어지며 불안정한 동작을 하는 문제가 있다. 아울러, 이러한 전력 낭비 및 불안정한 동작은 태양광이 약하거나 태양광 세기가 일정하지 않을 때 더욱 심화되는 문제가 있다. However, in the above-described conventional technology, power is wasted because the controller needs to convert and supply power according to the necessity due to a difference in operation voltage between the loads supplied with power by the solar cell. When the output of the solar cell is supplied to the blower There is a problem that the efficiency of the matching is low and the operation is unstable due to the difference in electrical characteristics between the solar cell and the blower. In addition, such power waste and unstable operation are further aggravated when the sunlight is weak or the solar light intensity is not constant.

또한, 차량의 전기적 충격이나 서지(surge)와 같은 역전압에 의해 제어기가 손상될 수 있는 문제도 있다.There is also a problem that the controller may be damaged by a reverse voltage such as an electric shock or surge of the vehicle.

미국등록특허 제 6290593호 (2001.09.18)United States Patent No. 6290593 (September 18, 2001)

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 태양전지의 출력단에 동작 전압이 동등한 부하들을 병렬로 연결함으로써, 매칭 효율이 증대되어 전력 변환 효율이 극대화된 차량용 태양전지 시스템을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been conceived to solve the problems described above, and it is an object of the present invention to provide a vehicle solar battery system in which matching efficiencies are increased by connecting loads having the same operating voltage to an output terminal of a solar battery in parallel, .

또한, 본 발명의 목적은 태양전지의 출력 전력을 보조배터리에 공급하여 보조배터리에 충전된 전력을 적절히 분배하도록 함으로써 전력을 효율적으로 이용할 수 있도록 한 차량용 태양전지 시스템을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a solar cell system for a vehicle which can efficiently utilize electric power by supplying output power of the solar battery to the auxiliary battery so as to appropriately distribute the electric power charged in the auxiliary battery.

본 발명의 차량용 태양전지 시스템은 차량에 설치되어 태양에너지를 전기에너지로 변환하여 전력을 발생시키는 태양전지(100); 상기 태양전지(100)로부터 공급되는 전력을 변환하는 DC/DC 컨버터(210), 및 상기 DC/DC 컨버터(210)에서 출력되는 전력을 스위칭하는 스위칭부(220)를 포함하는 컨트롤러(200); 및 차량에 전력을 공급하는 주배터리 및 알터네이터를 포함하는 차량용 전기 시스템(310), 및 보조적인 전원 공급을 담당하며 상기 전기 시스템(310)과 동작 전압이 동등한 보조배터리(320)를 포함하는 부하(300);를 포함하여 이루어질 수 있다.The solar cell system for a vehicle according to the present invention includes a solar cell 100 installed in a vehicle and converting solar energy into electric energy to generate electric power; A controller 200 including a DC / DC converter 210 for converting power supplied from the solar cell 100 and a switching unit 220 for switching power output from the DC / DC converter 210; And an auxiliary battery 320 having an operating voltage equal to that of the electric system 310. The auxiliary battery 320 is connected to the main battery 310. The main battery 310 includes a main battery 310 and an alternator 330, 300). ≪ / RTI >

이때, 상기 스위칭부(220)는 상기 DC/DC 컨버터(210)에서 출력되는 전력이 차량의 시동이 켜졌을 경우에는 상기 전기 시스템(310)에 공급되고, 차량의 시동이 꺼졌을 경우에는 상기 보조배터리(320)로 공급되도록 스위칭할 수 있다.At this time, the switching unit 220 supplies the electric power outputted from the DC / DC converter 210 to the electric system 310 when the starting of the vehicle is turned on, And to be supplied to the battery 320.

또한, 본 발명의 차량용 태양전지 시스템은 상기 보조배터리(320)에 충전된 전력을 차량의 상태 및 사용자 입력 신호에 따라 특정 장치로 분배하되, 장치 별로 일정 수준의 전력량이 공급되도록 PWM(Pulse Width Modulation) 방식으로 제어하여 분배하는 전력분배기(400);를 포함하여 이루어질 수 있다.In addition, the vehicle solar cell system according to the present invention distributes the electric power charged in the auxiliary battery 320 to a specific device according to the state of the vehicle and a user input signal, and controls the PWM (Pulse Width Modulation) And a power divider 400 for controlling and distributing power according to the power control signal.

이때, 상기 전력분배기(400)는 상기 보조배터리(320)에 충전된 전력이 공기조화용 블로워(510), 시트 히터(520), 증발기 건조 히터(530) 및 이온발생기(540) 중 선택되는 적어도 어느 하나 이상의 전기 장치(500)로 공급되도록 할 수 있다.At this time, the electric power distributor 400 controls the electric power charged in the auxiliary battery 320 to be at least selected from the air conditioning blower 510, the seat heater 520, the evaporator drying heater 530 and the ion generator 540 It can be supplied to any one or more of the electric devices 500.

아울러, 상기 전력분배기(400)는 차량의 온도가 일정 기준 이상일 경우 상기 공기조화용 블로워(510)가 가동되도록 하며, 차량의 온도가 일정 기준 이하일 경우 사용자 요구에 따라 상기 시트 히터(520)가 가동되도록 제어할 수 있다.In addition, the power distributor 400 allows the air conditioner blower 510 to operate when the temperature of the vehicle is higher than a predetermined reference level. When the temperature of the vehicle is lower than a predetermined level, the seat heater 520 is operated .

또, 상기 전력분배기(400)는 차량 내 에어컨이 소정 시간 이상 가동된 후 시동이 정지된 경우, 증발기의 응축수 제거를 위해 일정 시간동안 상기 증발기 건조 히터(530)가 가동되도록 하며, 이후 상기 이온발생기(540)가 가동되도록 자동 제어할 수 있다.In addition, when the in-vehicle air conditioner is operated for a predetermined time or longer, the power distributor 400 operates the evaporator drying heater 530 for a predetermined time to remove condensate water from the evaporator, The control unit 540 can be automatically controlled.

마지막으로, 본 발명의 차량용 태양전지 시스템은 상기 DC/DC 컨버터(210)의 출력단, 및 상기 보조배터리(320)의 출력단에 역전압 차단을 위한 역전압 방지용 다이오드(600)가 구비될 수 있다.Lastly, the vehicle solar cell system of the present invention may include a reverse voltage prevention diode 600 for blocking reverse voltage at the output terminal of the DC / DC converter 210 and the output terminal of the auxiliary battery 320.

본 발명의 태양전지 시스템은 태양전지의 출력 전력을 동작 전압이 동등한 전기 시스템과 보조배터리로 선택적으로 공급하도록 함으로써, 전력 변환 시 낭비되는 전력이 거의 없어 전력 변환 효율이 향상되는 장점이 있으며, 이에 따라 태양전지의 최대전력량을 활용할 수 있는 장점이 있다.The solar cell system according to the present invention has an advantage in that the power conversion efficiency is improved because the output power of the solar cell is selectively supplied to the electric system and the auxiliary battery having the same operating voltage and there is no wasted power in power conversion. There is an advantage that the maximum power of the solar cell can be utilized.

아울러, 보조배터리에 충전된 전력을 공기조화용 블로워, 시트 히터, 증발기 건조 히터 및 이온발생기 중 어느 하나 이상의 장치로 효율적으로 분배함으로써, 전력의 활용성이 향상되는 장점이 있다. 아울러, 전력 분배 시 PWM 제어 방식을 적용하여 장치 별로 적절한 전력이 공급되도록 하는 장점이 있다.In addition, the efficiency of power utilization is improved by effectively distributing the electric power charged in the auxiliary battery to at least one of the air conditioner blower, the seat heater, the evaporator drying heater, and the ion generator. In addition, there is an advantage in that appropriate power is supplied for each device by applying a PWM control method in power distribution.

마지막으로, DC/DC 컨버터의 출력단 및 보조배터리의 출력단에 다이오드를 구비함으로써, 차량으로부터 유입되는 서지 또는 노이즈 역전압으로부터 회로를 보호하여 신뢰성이 향상되는 효과가 있다.Lastly, by providing the diode at the output terminal of the DC / DC converter and the output terminal of the auxiliary battery, the circuit is protected from the surge or noise reverse voltage flowing from the vehicle, thereby improving the reliability.

도 1은 본 발명에 따른 태양전지 시스템을 나타낸 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 태양전지 시스템에서 DC/DC 컨버터의 출력단을 개략적으로 나타낸 회로도.
도 3은 본 발명에 따른 태양전지 시스템에서 보조배터리 출력단을 개략적으로 나타낸 회로도.1 is a schematic view showing a solar cell system according to the present invention.
2 is a circuit diagram schematically illustrating an output stage of a DC / DC converter in a solar cell system according to the present invention.
3 is a circuit diagram schematically illustrating an auxiliary battery output stage in a solar cell system according to the present invention.

이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the technical idea of the present invention will be described more specifically with reference to the accompanying drawings.

첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are included to provide a further understanding of the technical concept of the present invention, are incorporated in and constitute a part of the specification, and are not intended to limit the scope of the present invention.

도 1은 본 발명에 따른 차량용 태양전지 시스템을 나타낸 구성도이다. 도시된 것처럼, 본 발명의 태양전지 시스템은 크게 태양전지(100), 컨트롤러(200) 및 부하(300)를 포함하여 이루어질 수 있다.1 is a configuration diagram showing a solar cell system for a vehicle according to the present invention. As shown, the solar cell system of the present invention can largely include the solar cell 100, the controller 200, and the load 300.

태양전지(100)는 차량에 설치되어 태양에너지를 전기에너지로 변환하여 전력을 발생시키는 구성으로, 일반적으로 차량의 지붕 또는 보닛(bonnet)과 같은 위치에 설치된다.The solar cell 100 is installed in a vehicle and converts solar energy into electrical energy to generate electric power. Generally, the solar cell 100 is installed at a position such as a roof or a bonnet of a vehicle.

또한, 컨트롤러(200)는 태양전지(100)로부터 공급되는 전력을 일정 전압으로 변환하는 DC/DC 컨버터(210) 및 DC/DC 컨버터(210)에서 출력되는 전력을 특정 부하(300)에 선택적으로 공급하도록 스위칭하는 스위칭부(220)를 포함하여 구성된다. 이때, 컨트롤러(200)는 태양전지(100)의 출력 전압과 출력 전류에 따른 최대전력점(Maximum Power Point)을 연산하여 태양전지(100)의 동작점이 상기 최대전력점을 추종하도록 하는 기능도 포함한다.The controller 200 selectively supplies power output from the DC / DC converter 210 and the DC / DC converter 210 to the specific load 300 to selectively convert the power supplied from the solar cell 100 to a constant voltage, And a switching unit 220 for switching the power supply to be supplied. At this time, the controller 200 also calculates the maximum power point according to the output voltage and the output current of the solar cell 100, thereby allowing the operating point of the solar cell 100 to follow the maximum power point do.

부하(300)는 차량에 전력을 공급하는 주배터리 및 알터네이터를 포함하는 차량용 전기 시스템(310), 및 차량에 보조적인 전원 공급을 담당하는 보조배터리(320)를 포함하는 것으로, 컨트롤러(200)의 출력단에 전기 시스템(310) 및 보조배터리(320)가 병렬로 연결된다. 이때, 전기 시스템(310)과 보조배터리(320)는 동작 전압(12V 정도) 수준이 거의 동일하다.The load 300 includes an automotive electrical system 310 including a main battery and an alternator for supplying electric power to the vehicle and an auxiliary battery 320 for supplying auxiliary power to the vehicle. An electrical system 310 and an auxiliary battery 320 are connected in parallel at the output. At this time, the electric system 310 and the auxiliary battery 320 have almost the same operating voltage (about 12V).

즉, 태양전지(100)에서 생성된 전력은 컨트롤러(200)의 DC/DC 컨버터(210)에서 부하(300)의 동작 전압에 해당하는 전력으로 변환되고, 스위칭부(220)에 의해 전기 시스템(310) 또는 보조배터리(320)로 선택적으로 공급된다.That is, the power generated in the solar cell 100 is converted into electric power corresponding to the operation voltage of the load 300 in the DC / DC converter 210 of the controller 200, 310 or the auxiliary battery 320. [0050]

종래에도 태양전지에서 생성된 전력을 차량 환기용 팬에 공급하거나 차량의 배터리를 충전하는데 사용하는 기술이 개시된 바 있었다. 그러나 환기용 팬과 차량 배터리 간의 동작 전압 차이가 매우 커, 제어기가 필요에 따라 전력을 변환하여 공급해야만 했다. 이에 따라 전력이 낭비되는 문제가 있었으며, 뿐만 아니라 태양전지와 환기용 팬은 전기적 특성이 달라 불안정한 동작을 하는 문제도 있었다.Conventionally, a technique for supplying electric power generated in a solar cell to a fan for vehicle ventilation or charging a battery of a vehicle has been disclosed. However, the operating voltage difference between the ventilation fan and the vehicle battery is very large, and the controller has to convert and supply power as needed. As a result, there was a problem that electric power was wasted. In addition, there was a problem that the solar cell and the ventilation fan had unstable operation due to their different electrical characteristics.

그러나, 본 발명의 태양전지 시스템은 상술한 것처럼 전기 시스템(310)과 보조배터리(320)의 동작 전압이 유사하기 때문에 DC/DC 컨버터(210)에서 전력 변환 시 낭비되는 전력이 거의 없어 전력 변환 효율이 향상되는 장점이 있으며, 이에 따라 태양전지(100)의 최대전력량을 활용할 수 있는 장점이 있다.However, since the operation voltage of the electric system 310 and the auxiliary battery 320 are similar to each other as described above, the solar cell system of the present invention has little power to be wasted in the power conversion in the DC / DC converter 210, And thus it is advantageous to utilize the maximum amount of power of the solar cell 100. In addition,

한편, 스위칭부(220)는 DC/DC 컨버터(210)에서 출력되는 전력이 차량의 시동이 켜졌을 경우에는 전기 시스템(310)에 공급되고, 차량의 시동이 꺼졌을 경우에는 보조배터리(320)로 공급되도록 스위칭하는 것이 바람직하다. 전기 시스템(310)은 주배터리와 알터네이터로 구성되는 것으로, 주배터리는 차량의 시동을 걸 때 전력을 공급하며 시동이 걸린 후에는 엔진과 연결된 알터네이터를 통해 발생되는 전력으로 충전되어 각종 전기용품/부품에 전력을 공급하는 역할을 한다. 또한 알터네이터는 앞서 언급한 것처럼 엔진이 구동 중(시동이 켜졌을 때)일 경우 전력을 발생시켜 주배터리를 포함한 차량의 각종 부품에 전력을 공급한다.The switching unit 220 is supplied with power from the DC / DC converter 210 to the electric system 310 when the vehicle is turned on and the auxiliary battery 320 when the vehicle is turned off. As shown in Fig. The electric system 310 is composed of a main battery and an alternator. The main battery supplies electric power when starting the vehicle. After startup, the main battery is charged with electric power generated through an alternator connected to the engine, As shown in FIG. In addition, as mentioned above, the alternator generates power when the engine is running (when the engine is turned on), thereby supplying power to various parts of the vehicle including the main battery.

즉, 스위칭부(220)는 시동이 켜졌을 경우 주배터리 또는 알터네이터에 전력을 공급(주배터리의 충전량이 충분할 경우 알터네이터에 전력을 공급하는 것이 바람직함)하여 차량 내 전력을 보충하며, 시동이 꺼졌을 때에는 보조배터리(320)로 공급하여 보조배터리(320)에 전력이 충전되도록 하는 것이다.That is, when the starter is turned on, the switching unit 220 supplies electric power to the main battery or the alternator (preferably, it supplies electric power to the alternator when the charge amount of the main battery is sufficient) The auxiliary battery 320 is supplied with the auxiliary battery 320 so that the auxiliary battery 320 is charged with electric power.

이때, 보조배터리(320)에는 공기조화용 블로워(HVAC 블로워)(510), 시트 히터(520), 증발기 건조 히터(530) 및 이온발생기(540)를 포함한 각종 전기 장치(500)들이 병렬로 연결될 수 있다. 따라서, 보조배터리(320)에 충전된 전력을 적절하게 각종 장치들로 공급한다.At this time, various electric devices 500 including an air conditioning blower (HVAC blower) 510, a seat heater 520, an evaporator drying heater 530, and an ion generator 540 are connected in parallel to the auxiliary battery 320 . Accordingly, the power charged in the auxiliary battery 320 is appropriately supplied to various devices.

정리하자면, 전기 시스템(310)과 보조배터리(320)를 태양전지(100) 출력단에 병렬로 구비함으로써 보조배터리(320)와 차량의 전기 시스템(310)과 동작 전압이 유사하여 태양전지(100)에서 출력되는 전력의 변환 효율을 높일 수 있는 장점뿐만 아니라, 보조배터리(320)가 일종의 버퍼 역할을 담당하는 효과가 있다.The auxiliary battery 320 and the auxiliary battery 320 are connected in parallel to the output terminal of the solar battery 100 so that the operation voltage of the auxiliary battery 320 is similar to that of the vehicle electrical system 310, The power conversion efficiency of the output power of the auxiliary battery 320 can be increased. In addition, the auxiliary battery 320 serves as a kind of buffer.

태양전지의 경우 일사량에 따라 생성되는 전력의 편차가 크기 때문에, 종래와 같이 태양전지의 출력을 블로워나 시트 히터 등에 직접 공급할 경우 불안정한 동작을 할 수 밖에 없었다. 그러나, 본 발명에서는 상술한 것처럼 버퍼 역할을 하는 보조배터리(320)에 전력을 충전하고 보조배터리(320)에 충전된 전력을 각 장치들로 분배함으로써, 상술한 문제점을 해결할 수 있으며, 전력의 활용성을 높인 것이다.In the case of a solar cell, since a deviation of electric power generated according to the solar radiation amount is large, when the output of the solar cell is directly supplied to a blower or a seat heater, unstable operation has been required. However, according to the present invention, the above-described problem can be solved by charging the auxiliary battery 320 serving as a buffer as described above and distributing the electric power charged in the auxiliary battery 320 to the respective devices, I have raised my surname.

이를 위해, 본 발명의 차량용 태양전지 시스템은 보조배터리(320)에 충전된 전력을 차량의 상태 및 사용자 입력 신호에 따라 특정 장치로 분배하는 전력분배기(400)를 더 포함할 수 있다. 즉, 도시된 것처럼 전력분배기(400)는 공기조화용 블로워(510), 시트 히터(520), 증발기 건조 히터(530) 및 이온발생기(540) 중 선택되는 적어도 어느 하나 이상의 전기 장치(500)로 공급되도록 함으로써, 각 장치를 구동하는 것이다.To this end, the vehicle solar cell system of the present invention may further include a power distributor 400 for distributing the electric power charged in the auxiliary battery 320 to a specific device according to the state of the vehicle and a user input signal. That is, as shown in the drawing, the power distributor 400 is connected to at least one of the electric devices 500 selected from the air conditioning blower 510, the seat heater 520, the evaporator drying heater 530, and the ion generator 540 So that each device is driven.

이때, 전력분배기(400)는 장치 별로 일정 수준의 전력량이 공급되도록 PWM(Pulse Width Modulation) 방식으로 제어하여 전력을 분배하는 것이 바람직하다. PWM 제어 방식은 용어 그대로, 펄스 폭을 변조하는 것으로, 각 장치가 동작하기 위한 적절한 전력량만 공급되도록 조절하는 방식이다.At this time, it is preferable that the power distributor 400 distributes power by controlling the PWM (Pulse Width Modulation) method so that a predetermined level of power is supplied to each device. The PWM control method modulates the pulse width so as to supply only an appropriate amount of power for operation of each device.

또한, 전력분배기(400)는 보조배터리(320)의 충전 전력을 사용자 입력 신호에 따라 수동으로 각 장치들에 공급할 수도 있지만, 차량의 상태에 따라 자동 분배되도록 제어하는 기능을 포함한다.Also, the power distributor 400 may include a function of controlling the charging power of the auxiliary battery 320 to be automatically distributed according to the state of the vehicle, although the charging power of the auxiliary battery 320 may be manually supplied to each device according to a user input signal.

구체적으로 본 발명에 따른 전력분배기(400)의 자동 제어 기능을 설명하면 다음과 같다.More specifically, the automatic control function of the power splitter 400 according to the present invention will be described as follows.

차량의 실내 온도가 일정 기준 이상(고온)인 경우, 실내 온도가 높기 때문에 주차 환기의 필요성이 높다. 이 경우 전력분배기(400)는 보조배터리(320)의 전력을 공기조화용 블로워(510)에 공급하여 주차 환기 기능을 구현한다. 반면, 차량의 실내 온도가 일정 기준 이하(저온)인 경우, 사용자 요구(타이머나 차량 측 신호가 있을 때)에 따라 시트 열선을 프리 히팅 하기 위해 시트 히터(520)에 전력을 공급하도록 제어할 수 있다. 태양전지에서 전력을 생성하고 있다는 것은 낮 시간대이므로 일반적으로 히팅 기능이 필요치 않을 가능성이 크다. 즉, 본 발명의 경우 태양전지(100)에서 생성된 전력을 보조배터리(320) 충전에 이용하며, 충전된 전력을 추후 시트를 미리 가열해놓는 용도로 사용할 수 있으므로 매우 유용하다.When the indoor temperature of the vehicle is higher than a certain standard (high temperature), the indoor temperature is high, and thus the necessity of parking ventilation is high. In this case, the power distributor 400 supplies the power of the auxiliary battery 320 to the air conditioning blower 510 to realize the parking ventilation function. On the other hand, when the indoor temperature of the vehicle is lower than a certain level (low temperature), it is possible to control the power supply to the seat heater 520 to preheat the seat heating line according to the user's demand have. Generating power from solar cells is a time of day, so there is a good chance that a heating function will not be needed in general. That is, in the present invention, the electric power generated by the solar cell 100 is used for charging the auxiliary battery 320, and the charged electric power can be used for heating the sheet in advance.

아울러, 전력분배기(400)는 차량 내 에어컨이 소정 시간 이상(통상적으로 10분 이상) 가동된 후 시동이 정지된 경우, 증발기의 응축수 제거를 위해 일정 시간동안 증발기 건조 히터(530)가 가동되도록 보조배터리(320)의 전력을 증발기 건조 히터(530)로 자동 공급할 수 있으며, 이후에는 살균효과 및 냄새 저감을 위해 이온발생기(540)가 가동되도록 자동 제어할 수 있다.In addition, when the in-vehicle air conditioner is operated for a predetermined time or more (typically 10 minutes or more) and then the starting operation is stopped, the power distributor 400 is operated so that the evaporator drying heater 530 is operated for a predetermined time to remove the condensate of the evaporator The power of the battery 320 can be automatically supplied to the evaporator drying heater 530 and then automatically controlled so that the ion generator 540 is operated for sterilizing effect and smell reduction.

상술한 바와 같이 본 발명은 전력분배기(400)를 통해 보조배터리(320)의 전력을 효율적으로 각 장치로 분배하며, PWM 제어 방식을 적용하여 장치 별로 적절한 전력이 공급되도록 하는 장점이 있다.As described above, the present invention is advantageous in that the power of the auxiliary battery 320 is efficiently distributed to each device through the power distributor 400, and the proper power is supplied for each device by applying the PWM control method.

한편, 도 2는 본 발명에 따른 태양전지 시스템에서 DC/DC 컨버터(210)의 출력단을 개략적으로 나타낸 회로도이다. 도시된 것처럼, DC/DC 컨버터(210)의 출력단은 전기 시스템(310) 또는 보조배터리(320)가 병렬로 연결되어 있으며, 스위칭부(220)가 선택적으로 '전기 시스템-OFF' 또는 '보조배터리-OFF'에 적절한 전압을 인가함으로써 두 부하(300) 중 하나로 태양전지(100)의 출력 전력이 공급되게 된다. 2 is a circuit diagram schematically illustrating an output stage of the DC / DC converter 210 in the solar cell system according to the present invention. As shown in the figure, the output terminal of the DC / DC converter 210 is connected to the electric system 310 or the auxiliary battery 320 in parallel, and the switching unit 220 selectively connects the electric system- The output power of the solar cell 100 is supplied to one of the two loads 300 by applying an appropriate voltage to -OFF '.

차량의 시동 및 엔진 정지 시 또는 차량 운행 시 전기적인 충격이나 서지(surge)가 종종 발생한다. 이와 같은 역전압으로부터 컨트롤러(200)를 보호하기 위해, 도시된 것처럼 태양전지 출력단(DC/DC 컨버터(210)의 출력단)에 역전압 방지용 다이오드(600)를 구비하는 것이 바람직하다. 또한, 역전압 방지용 다이오드(600)는 역전압 차단 기능과 더불어 전기 시스템(310)의 주배터리로부터 태양전지(100) 측으로 전력의 흐름을 차단시키기 때문에 주배터리의 방전을 방지하는 기능도 할 수 있다.Electrical shocks or surges occasionally occur when starting or stopping the vehicle or when driving. In order to protect the controller 200 from such a reverse voltage, it is preferable to provide the reverse voltage prevention diode 600 at the solar cell output stage (the output stage of the DC / DC converter 210) as shown in the figure. In addition to the reverse voltage shutdown function, the reverse voltage prevention diode 600 also blocks the flow of power from the main battery of the electric system 310 to the solar battery 100 side, thereby preventing the main battery from discharging .

또한, 도 3에는 보조배터리 출력단 회로도를 개략적으로 도시하였다. 보조배터리 출력단도 마찬가지로 전력분배기(400)의 제어에 의해 '블로워-OFF', '히터-OFF', '증발기히터-OFF' 및 '이온발생기-OFF'에 각 트랜지스터(TR)가 도통될 정도의 전압이 인가되면, 블로워(510), 시트 히터(520), 증발기 건조 히터(530) 및 이온발생기(540)에 전력 공급이 차단된다. 즉, 전력분배기(400)는 사용자의 요구 또는 자동 제어 기능에 따라 각 장치로 공급되는 전원을 OFF시키도록 신호을 인가하거나 인가하지 않음으로써, 선택적으로 장치를 구동한다. 이때에도 마찬가지로 보조배터리(320)의 출력단에는 차량의 전기적인 충격이나 서지와 같은 역전압을 차단하기 위해 역전압 방지용 다이오드(600)가 구비되는 것이 바람직하다. 즉, 차량으로부터 유입되는 서지 또는 노이즈 역전압으로부터 회로를 보호하여 신뢰성 향상이 향상되는 효과를 갖는다.3 schematically shows an auxiliary battery output stage circuit diagram. Similarly, the auxiliary battery output stage is controlled by the power distributor 400 so that each transistor TR becomes conductive to 'blower-OFF', 'heater-OFF', 'evaporator heater-OFF', and 'ion generator- When the voltage is applied, the power supply to the blower 510, the seat heater 520, the evaporator drying heater 530, and the ion generator 540 is cut off. That is, the power distributor 400 selectively drives the device by applying or not applying a signal to turn off the power supplied to each device according to a user's request or an automatic control function. At this time, it is preferable that the output terminal of the auxiliary battery 320 is provided with a reverse voltage prevention diode 600 to block reverse voltage such as electric shock or surge of the vehicle. That is, the circuit is protected from the surge or noise reverse voltage flowing from the vehicle, thereby improving the reliability improvement.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

100 : 태양전지
200 : 컨트롤러 210 : DC/DC 컨버터
220 : 스위칭부
300 : 부하 310 : 전기 시스템
320 : 보조배터리 400 : 전력분배기
500 : 전기 장치 510 : 공기조화용 블로워
520 : 시트 히터 530 : 증발기 건조 히터
540 : 이온발생기
600 : 역전압 방지용 다이오드100: Solar cell
200: controller 210: DC / DC converter
220:
300: load 310: electrical system
320: auxiliary battery 400: power distributor
500: electrical device 510: blower for air conditioning
520: Seat heater 530: Evaporator drying heater
540: Ion generator
600: Reverse-voltage prevention diode

Claims (7)

차량에 설치되어 태양에너지를 전기에너지로 변환하여 전력을 발생시키는 태양전지(100);
상기 태양전지(100)로부터 공급되는 전력을 변환하는 DC/DC 컨버터(210), 및 상기 DC/DC 컨버터(210)에서 출력되는 전력을 스위칭하는 스위칭부(220)를 포함하는 컨트롤러(200); 및
차량에 전력을 공급하는 주배터리 및 알터네이터를 포함하는 차량용 전기 시스템(310), 및 보조적인 전원 공급을 담당하며 상기 전기 시스템(310)과 동작 전압이 동등한 보조배터리(320)를 포함하는 부하(300);
를 포함하여 이루어지는 차량용 태양전지 시스템.
A solar cell (100) installed in a vehicle and converting solar energy into electric energy to generate electric power;
A controller 200 including a DC / DC converter 210 for converting power supplied from the solar cell 100 and a switching unit 220 for switching power output from the DC / DC converter 210; And
(300) comprising an automotive electrical system (310) comprising a main battery and an alternator supplying power to the vehicle and an auxiliary battery (320) in charge of an auxiliary power supply and having an operating voltage equal to that of the electrical system );
And a solar cell module.
제 1항에 있어서, 상기 스위칭부(220)는,
상기 DC/DC 컨버터(210)에서 출력되는 전력이 차량의 시동이 켜졌을 경우에는 상기 전기 시스템(310)에 공급되고, 차량의 시동이 꺼졌을 경우에는 상기 보조배터리(320)로 공급되도록 스위칭하는 것을 특징으로 하는 차량용 태양전지 시스템.
The apparatus of claim 1, wherein the switching unit (220)
The power outputted from the DC / DC converter 210 is supplied to the electric system 310 when the vehicle is turned on, and is switched to be supplied to the auxiliary battery 320 when the vehicle is turned off Wherein the solar cell system is a solar cell system.
제 1항에 있어서, 상기 차량용 태양전지 시스템은,
상기 보조배터리(320)에 충전된 전력을 차량의 상태 및 사용자 입력 신호에 따라 특정 장치로 분배하되, 장치 별로 일정 수준의 전력량이 공급되도록 PWM(Pulse Width Modulation) 방식으로 제어하여 분배하는 전력분배기(400);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 태양전지 시스템.
2. The solar cell system according to claim 1,
A power distributor for distributing the electric power charged in the auxiliary battery 320 to a specific device according to the state of the vehicle and a user input signal, and controlling and distributing by PWM (Pulse Width Modulation) 400). ≪ / RTI >
제 3항에 있어서, 상기 전력분배기(400)는,
상기 보조배터리(320)에 충전된 전력이 공기조화용 블로워(510), 시트 히터(520), 증발기 건조 히터(530) 및 이온발생기(540) 중 선택되는 적어도 어느 하나 이상의 전기 장치(500)로 공급되도록 하는 것을 특징으로 하는 차량용 태양전지 시스템.
4. The apparatus of claim 3, wherein the power splitter (400)
The electric power charged in the auxiliary battery 320 is supplied to at least one electric device 500 selected from the air conditioning blower 510, the seat heater 520, the evaporator drying heater 530 and the ion generator 540 To the solar cell module.
제 3항에 있어서, 상기 전력분배기(400)는,
차량의 온도가 일정 기준 이상일 경우, 상기 공기조화용 블로워(510)가 가동되도록 하며,
차량의 온도가 일정 기준 이하일 경우, 사용자 요구에 따라 상기 시트 히터(520)가 가동되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 태양전지 시스템.
4. The apparatus of claim 3, wherein the power splitter (400)
When the temperature of the vehicle is equal to or higher than a predetermined standard, the air conditioning blower 510 is operated,
And controls the seat heater (520) to be operated according to a user's request when the temperature of the vehicle is less than a predetermined standard.
제 3항에 있어서, 상기 전력분배기(400)는,
차량 내 에어컨이 소정 시간 이상 가동된 후 시동이 정지된 경우, 증발기의 응축수 제거를 위해 일정 시간동안 상기 증발기 건조 히터(530)가 가동되도록 하며, 이후 상기 이온발생기(540)가 가동되도록 자동 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 태양전지 시스템.
4. The apparatus of claim 3, wherein the power splitter (400)
When the startup of the air conditioner in the vehicle is stopped for a predetermined time or more, the evaporator drying heater 530 is operated for a predetermined time to remove the condensed water from the evaporator, and then the ion generator 540 is automatically controlled Wherein the solar cell system is a solar cell system.
제 1항에 있어서, 상기 차량용 태양전지 시스템은,
상기 DC/DC 컨버터(210)의 출력단, 및 상기 보조배터리(320)의 출력단에 역전압 차단을 위한 역전압 방지용 다이오드(600)가 구비되는 것을 특징으로 하는 차량용 태양전지 시스템.2. The solar cell system according to claim 1,
And a reverse voltage prevention diode (600) for blocking reverse voltage is provided at an output terminal of the DC / DC converter (210) and an output terminal of the auxiliary battery (320).
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