KR20180059841A

KR20180059841A - 차량용 발전 시스템과 방법

Info

Publication number: KR20180059841A
Application number: KR1020187011469A
Authority: KR
Inventors: 헤만트 카람찬드 로헤라
Original assignee: 헤만트 카람찬드 로헤라
Priority date: 2015-09-25
Filing date: 2016-09-17
Publication date: 2018-06-05
Also published as: JP7109623B2; ZA201802421B; US11117476B2; JP2018529306A; MX2018003606A; EP3353876A1; EA036594B1; US20180272873A1; MA42947A; BR112018006086A2; EP3353876A4; CA2999803A1; WO2017051299A1; JP2021132526A; AU2016325678A1; EA201890822A1; CN108370166A

Abstract

본 발명은 전력 전자 공학 분야에 관한 것이며 차량용 발전 시스템과 방법을 제공한다. 본 발명은 차량을 운전하고 에너지 저장 장치에 대한 차량의 의존성을 감소하는데 이용되는 에너지 저장 장치를 충전하기 위한 대체 시스템을 제공한다.

Description

차량용 발전 시스템과 방법

본 발명은 전력 전자 공학 분야에 관한 것이다.

통상적으로, 전기/수소 차량 시스템에서 에너지 저장 장치는 전력을 차량을 운전하는 모터로 전송하는데 이용된다. 전력을 또한 에너지 저장 장치에서 전력을 끌어 차량의 전기 요소를 돌린다. 전기 차량에 전력을 공급할 수 있는 대체 전원이 없으므로 에너지 저장 장치가 연속적으로 방전되며 따라서 에너지 저장 장치를 연속 충전해야 한다. 또한 에너지 저장 장치를 연속 충전 방전하는 것은 에너지 저장 장치의 수명을 저하시키게 된다. 에너지 저장 장치를 충전하는 충전소의 이용 가능성이 제한되어 있으므로 에너지 저장 장치를 연속 충전하는 것이 또한 도전으로 된다.

그러므로 차량을 운전하고 차량의 에너지 저장 장치에 대한 의존성을 감소시키는데 이용되는 에너지 저장 장치를 충전하기 위한 대체 시스템을 개발할 필요성이 제기된다.

본 발명에서 적어도 일 실시방식이 충족시키는 본 발명의 일부 목적들은 하기와 같다:

본 발명의 일 목적은 종래 기술의 일 또는 그 이상의 문제점들을 개선시키거나 적어도 유용한 대안을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 목적은 차량의 에너지 저장 장치의 수명을 개선하는 차량용 발전 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 일목적은 차량의 에너지 저장 장치의 심방전을 피하는 차량용 발전 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 일 목적은 관리를 덜 필요로 하고 비용 효과적인 차량용 발전 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 일 목적은 안전하고 믿음직한, 관리를 덜 필요로 하고 비용 효과적인 차량용 발전 시스템을 제공하는 것이다

본 발명의 다른 목적들과 유리성들은 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 의도되지 않은 하기 설명들로부터 보다 명백해질 것이다.

본 발명은 차량용 발전 시스템을 예상한다. 이 시스템은 적어도 한 개의 제1발전기와 전력 처리 유닛과 적어도 한 개의 에너지 저장 장치를 포함한다. 본 발명의 일 실시 방식에 따라 적어도 한 개의 제1 발전기가 AC 전력을 생산한다. 전력 처리 유닛은 적어도 한 개의 제1 발전기와 협동하여 AC 전력을 접수한다. 전력 처리 유닛은 AC 전력으로부터 지속적인 DC 전력을 발생시키고 전력 처리 유닛에 연결된 적어도 한 개의 에너지 저장 장치로부터 DC 전력을 접수하며 AC 전력과 DC 전력중 적어도 한가지에 기반하여 지속적인 AC 전력을 발생시킨다. 또한 전력 처리 유닛은 동시적으로 적어도 한 개의 에너지 저장 장치에 지속적인 DC 전력을 제공하며 전력 처리 유닛에 연결된 차량 모터에 지속적인 AC 전력을 공급한다.

본 발명의 실시 방식에 따라, 적어도 한 개의 제1 발전기는 발생된 DC 전력을 생산한다. 전력 처리 유닛은 적어도 한 개의 제1 발전기와 협동한다. 전력 처리 유닛은 발생된 DC 전력을 접수하고 발생된 DC 전력으로부터 지속적인 DC 전력을 발생시키며 전력 처리 유닛에 연결된 적어도 한 개의 에너지 저장 장치로부터 DC 전력을 접수하고 발생된 DC 전력과 DC 전력 중 적어도 한가지에 기반하여 지속적인 AC 전력을 발생시킨다. 또한, 전력 처리 유닛은 동시적으로 적어도 한 개의 에너지 저장 장치에 지속적인 DC 전력을 제공하고 전력 처리 유닛에 연결된 차량 모터에 지속적인 AC 전력을 제공한다.

또 다른 실시 방식에 따라, 적어도 한 개의 제1 발전기는 태양 전지판 서브 시스템과 회생 제동 서브 시스템, 초박형 이온 포획 서브 시스템, 유리 창문 판 서브 시스템, 풍력 터빈 운전 서브 시스템, 열 및 소리 서브 시스템, DC 발전기, AC 발전기로 이루어진 그룹에서 선택된다.

또 다른 실시 방식에 따라, 전력 처리 유닛은 적어도 한 개의 DC - AC 컨버터와 적어도 한 개의 AC - DC 컨버터, 적어도 한 개의 승압기, 적어도 한 개의 DC - DC 컨버터, 적어도 한 개의 AC - AC 컨버터, 적어도 한 개의 조절기, 한 개의 처리기를 포함한다.

본 발명의 실시 방식에 따라, 모터는 AC 무브러쉬 모터와 유도 모터, 영구 자석 모터, 교환된 자기 전동 모터로 이루어진 그룹에서 선택된다.

일 실시 방식에 따라, 적어도 한 개의 에너지 저장 장치는 콘덴서 뱅크와 플로우 배터리, 바나듐 레독스형 배터리, 브롬 아연 배터리, 연료 전지, 연산 배터리, VRLA 배터리, 리튬 이온 배터리, AGM 배터리, 겔 배터리, 리튬 이온 폴리머 배터리, 용융염 배터리, 니켈 카드뮴 배터리, 나트륨 이온 배터리, 슈퍼철 배터리, 은 아연 배터리, 염화 아연 배터리, 그라핀 배터리, 나트륨 할로겐화물 배터리, 실리콘 배터리, 하이브리드 배터리, 탄소 아연 배터리로 이루어진 그룹에서 선택된다.

또 다른 일 실시 방식에 따라, AC 발전기는 차량의 앞 바퀴와 차량의 서스펜션, 추진 바퀴중 적어도 한 개에 설치된다.

또 다른 실시 방식에 따라, 태양 전지판 서브 시스템과 회생 제동 서브 시스템, 초박형 이온 포획 서브 시스템, 유리 창문 판 서브 시스템, 풍력 터빈 운전 서브 시스템, 열 및 소리 서브 시스템, DC 발전기, AC 발전기가 동시적으로 제1 전력을 전력 처리 유닛에 제공하여 지속적인 제1 전력과 지속적인 제2 전력을 적어도 한 개의 에너지 저장 장치와 모터에 각각 공급한다.

또 다른 일 실시 방식에 따라, 열 및 소리 서브 시스템은 압전 재료를 포함하며, 이는 외부의 기계적 진동 에너지와 소리 압력을 상기 제1 전력으로 변환한다.

본 발명은 또한 차량의 발전 방법을 예상한다.

발명의 차량용 발전 시스템과 방법을 첨부도를 도움으로 서술한다.
도 1은 본 발명에 따르는 실시 방식에 따라 차량용 발전 시스템을 보여주는 블록 선도를 예시한다.
도 2는 도 1의 발전 시스템을 위한 본 발명의 일 실시 방식에 따르는 전력 처리 유닛의 블록 선도를 예시한다.
도 3은 차량용 발전 방법을 예시한다.

본 발명에서 이용한 하기의 술어는, 이들이 이용된 문맥에서 달리 제시하지 않는 한, 통상적으로 하기에서 제시한 의미를 갖는 것으로 의도된다.

본 발명에서 사용된, 하기 술어들은 이들이 사용된 컨텍스트가 달리 지적하지 않는 한 통상적으로 하기에 제시된 의미를 갖는 것으로 의도된다.

설명서에서 하기 사용된 표현 '에너지 저장 장치'는 전지와 콘덴서와 같은 충전 저장 요소들을 나타내지만 이에 제한되지 않는다.

설명서에서 하기 사용된 표현 '울트라 콘덴서'는 1,000패럿을 초과하는 정전 용량 값을 갖는 대용량 전기 화학 콘덴서를 나타내지만 이에 제한되지 않는다.

설명서에서 하기 사용된 표현 'SOC'(잔존 용량)은 에너지 저장 장치 안에 있는 최대 가능 충전/에너지의 퍼센트를 나타내지만 이에 제한되지 않는다.

설명서에서 하기 사용된 표현 '전기 차량' 또는 '하이브리드 차량' 또는 '차량'은 승용차, 배터리 운전 차, 도로 교통수단, 대형 수송차(HGV), 버스, 자전거, 전동기 달린 자전거, 전동 스쿠터, 전기 오토바이, 세발자전거, 전동차 의자, 군용차, 기차, 전차, 채광 차량등을 나타내지만 이에 제한되지 않는다.

설명서에서 하기 사용된 표현 'DC - DC 컨버터'는 DC 전압과/또는 전류 레벨을 다른 전압과/또는 전류 레벨로 변환하는 전력 컨버터를 나타내지만 이에 제한되지 않는다.

설명서에서 하기 사용된 표현 'AC - AC 컨버터'는 AC 전압과/또는 전류 레벨을 다른 전압과/또는 전류 레벨로 변환하는 전력 컨버터를 나타내지만 이에 제한되지 않는다.

설명서에서 하기 사용된 표현 'DC - AC 컨버터'는 DC 신호를 AC로 변환하는 전력 컨버터를 나타내지만 이에 제한되지 않는다.

설명서에서 하기 사용된 표현 'AC - DC 컨버터'는 AC 신호를 DC 신호로 변환하는 전력 컨버터를 나타내지만 이에 제한되지 않는다.

설명서에서 하기 사용된 표현 '승압기'는 AC 신호를 DC 신호로 증폭하는 전기 장치를 나타내지만 이에 제한되지 않는다.

이들 정의는 이 분야에서 표현된 정의들을 추가한 것이다.

재래식으로, 전기/수소 차량 시스템에서 에너지 저장 장치는 전력을 차량을 운전하는 모터로 전송하는데 이용된다. 또한 전력을 에너지 저장 장치에서 끌어내어 차량의 전기 요소들을 돌린다. 전기 차량에 전력을 공급할 수 있는 대체 전원이 없으므로 에너지 저장 장치가 연속적으로 방전되며 따라서 에너지 저장 장치를 연속 충전해야 한다. 또한 에너지 저장 장치의 연속적인 충방전은 에너지 저장 장치의 수명 저하를 야기시킨다. 본 발명은 차량용 발전 시스템과 방법을 제공한다. 본 발명은 차량을 운전하고 에너지 저장 장치에 대한 차량의 의존도를 낮추는데 이용되는 에너지 저장 장치를 충전하기 위한 대체 시스템을 제공한다.

도 1은 본 발명의 실시 방식에 따라 차량용 발전 시스템을 보여주는 블록선도를 예시한다. 발전 시스템 100은 적어도 한 개의 제1 발전기 102와 전력 처리 유닛 104, 적어도 한 개의 에너지 저장 장치 106을 포함한다. 적어도 한 개의 제1 발전기 102는 제1 전력을 생산한다. 제1 전력은 AC 전력 또는 DC 전력이 될 수도 있다. 제1 전력은 통상적으로 적어도 한 개의 제1 발전기 102에 의하여 발생되는 대체 전력이다. 적어도 한 개의 제1 발전기 102는 발전 서브 시스템 또는 발전 서브 시스템들 또는 발전 서브 시스템의 결합체를 포함한다. 발전 서브 시스템은 태양 전지판 서브 시스템 102a와 회생 제동 서브 시스템 102b, 초박형 이온 포획 서브 시스템 102c, 유리 창문 판 서브 시스템 102d, 풍력 터빈 운전 서브 시스템 102e, 열과 소리 서브 시스템102f, DC 발전기102g, AC 발전기102h을 포함한다.

적어도 한 개의 에너지 저장 장치 106은 전력 처리 유닛 104에 연결되어 있다. 적어도 한 개의 에너지 저장 장치 106은 콘덴서 뱅크와 플로우 배터리, 바나듐 레독스형 배터리, 브롬 아연 배터리, 연료 전지, 연산 배터리, VRLA 배터리, 리튬 이온 배터리, AGM 배터리, 겔 배터리, 리튬 이온 폴리머 배터리, 용융염 배터리, 니켈 카드뮴 배터리, 나트륨 이온 배터리, 슈퍼철 배터리, 은 아연 배터리, 염화 아연 배터리, 그라핀 배터리, 나트륨 할로겐화물 배터리, 실리콘 배터리, 하이브리드 배터리, 탄소 아연 배터리로 이루어진 그룹에서 선택된다. 컨덴서 뱅크는 울트라 컨덴서 또는 슈퍼 콘덴서를 포함 할 수 있다.

일 실시 방식에서, 차량의 모터 108은 AC 모터이다. 모터 108은 AC 무브러쉬 모터와 유도 모터, 영구 자석 모터, 교환된 자기 전동 모터로 이루어진 그룹에서 선택된다.

도 2는 도 1의 발전 시스템을 위한 본 발명의 실시 방식에 따르는 전력 처리 유닛 104의 블록선도를 예시한다. 전력 처리 유닛 104는 전형적으로 혼합 신호 처리 애플리케이션 특정 통합 회로이다. 전력 처리 유닛 104는 적어도 한 개의 DC - AC 컨버터 202, 적어도 한 개의 AC - DC 컨버터 204, 적어도 한 개의 승압기 206, 적어도 한 개의 DC - DC 컨버터 208, 적어도 한 개의 AC - AC 컨버터 210, 적어도 한 개의 조절기 212, 처리기 214를 포함한다. 전력 처리 유닛 104는 적어도 한 개의 제1 발전기 102로부터 제1 전력을 접수한다. 처리기 214는 혼합 신호 (상사식과 수자식) 처리기이다. 처리기 214는 제1 전력을 분석한다.

일 실시 방식에서 적어도 한 개의 승압기 206은 AC 승압기와 DC 승압기이다.

다른 실시 방식에서 제1 전력은 AC 전력이다. 처리기 214는 AC 전류 요소와 AC 전력의 AC 전압 요소를 검측한다. 처리기 214는 또한 AC 전류 요소와 AC 전압 요소의 진폭을 산출한다. AC 전압 요소의 진폭이 처리기 214의 메모리에 저장된 (도면에서 보여주지 않음) 예정 AC 전압 한계값 미만이면 처리기 214는 승압기 206에 AC 전압 요소를 전송한다. 승압기 206은 AC 전압 요소를 승압시키고 승압된 AC 전압 요소를 발생시킨다. 처리기 214는 승압된 AC 전압 요소를 접수한다. 처리기 214는 처리기 214의 메모리에 저장된 (도면에서 보여주지 않음) 예정 AC 전압 한계값을 이용하여 AC 전류 요소에 대하여 유사한 조작을 진행하고 승압기 206은 승압된 AC 전류 요소를 발생시킨다. 승압된 AC 전압 요소와 승압된 AC 전류 요소는 승압된 AC 요소들이라고 한다. 처리기 214는 적어도 한 개의 에너지 저장 장치 106의 잔존용량(SOC)을 기록한다. 적어도 한 개의 에너지 저장 장치 106의 SOC가 처리기 214의 메모리에 저장된 (도면에서 보여주지 않음) 예정 SOC 값 미만이면 처리기 214는 승압된 AC 요소들 또는 정상 AC 요소들 또는 이들의 결합을 이용하여 지속적인 제2 전력 (지속적인 AC 전력)을 발생시킨다. 처리기 214는 모터 108에 지속적인 제2 전력을 전송한다. 모터 108에 지속적인 제2 전력 (지속적인 AC 전력)을 제공하여, 적어도 한 개의 에너지 저장 장치 106의 지속적인 방전을 없애며 이는 적어도 한 개의 에너지 저장 장치 106의 수명을 연장하고 적어도 한 개의 에너지 저장 장치 106에 대한 차량의 의존성을 감소시킨다. 동시에, 처리기 214는 또한 AC - DC 컨버터 204의 도움으로 승압된 AC 요소 또는 정상 AC 요소 또는 이들의 결합을 이용하여 지속적인 제1 전력 (지속적인 DC 전력)을 발생시키고 지속적인 제1 전력을 적어도 한 개의 에너지 저장 장치 106에 전송한다. 적어도 한 개의 에너지 저장 장치 106의 SOC가 예정 SOC 값과 같거나 큰 경우, 처리기 214는 DC - AC 컨버터 202의 도움으로 적어도 한 개의 에너지 저장 장치 106에 의하여 생산된 제2 전력을 이용하여 지속적인 제2 전력을 발생시킨다.

또 다른 실시 방식에서 제1 전력은 DC 전력이다. 처리기 214는 DC 전력의 DC 전류 요소와 DC 전압 요소를 검측한다. 처리기 214는 또한 DC 전류 요소와 DC 전압 요소 (정상 DC 요소)의 진폭을 산출한다. DC 전압 요소의 진폭이 처리기 214의 메모리에 저장된 (도면에서 보여주지 않음) 예정 DC 전압 한계값 미만이면 처리기 214는 승압기 206에 DC 전압 요소를 전송한다. 승압기 206은 DC 전압 요소들을 승압시키고 승압된 DC 전압 요소를 발생시킨다. 처리기 214는 승압된 DC 전압 요소를 접수한다. 처리기 214는 처리기 214의 메모리에 저장된 (도면에서 보여주지 않음) 예정 DC 전류 한계값을 이용하여 DC 전류 요소들에 대하여 유사한 조작을 진행하고 승압기 206은 승압된 DC 전류 요소를 발생시킨다. 승압된 전압 요소와 승압된 DC 전류 요소를 승압된 DC 요소라고 한다. 처리기 214는 적어도 한 개의 에너지 저장 장치 106의 잔존량(SOC)을 기록한다. 적어도 한 개의 에너지 저장 장치 106의 SOC 가 처리기 214의 메모리에 저장된 예정 SOC 값 미만이면 (도면에서 보여주지 않음) 처리기 214는 조절기 212의 도움으로 승압된 DC 요소들 또는 정상적인 DC 요소 또는 이들의 결합을 이용하여 지속적인 제1 전력을 발생시킨다. 처리기 214는 적어도 한 개의 에너지 저장 장치 106에 지속적인 제1 전력을 전송한다. 동시에 처리기 214는 또한, DC - AC 컨버터 204의 도움으로 승압된 DC 요소들 또는 정상적인 DC 요소들 또는 이들의 결합을 이용하여 지속적인 제2 전력을 발생시키고 모터 108에 지속적인 제2 전력을 전송한다. 모터 108에 지속적인 제2 전력을 제공하여, 적어도 한 개의 에너지 저장 장치 106의 지속적인 방전을 없애며 이는 적어도 한 개의 에너지 저장 장치 106의 수명을 증가시키고 운전용의 적어도 한 개의 에너지 저장 장치 106에 대한 차량의 의존성을 감소시킨다. 적어도 한 개의 에너지 저장 장치 106의 SOC가 예정 SOC 값 이상인 경우 처리기 214는 DC - AC 컨버터 202의 도움으로 적어도 한 개의 에너지 저장 장치 106에 의하여 생산된 제2 전력을 이용하여 지속적인 제2 전력을 발생시킨다. 또 다른 실시 방식에서 적어도 한 개의 에너지 저장 장치 106의 SOC가 예정 SOC값 이상이면, 처리기 214는 DC - AC 컨버터 202의 도움으로 승압된 DC 요소 또는 정상 DC 요소의 결합을 이용하여 적어도 한 개의 에너지 저장 장치 106에 의하여 생산된 제2 전력을 이용하여 지속적인 제2 전력을 발생시킨다.

본 발명의 실시 방식에 따라, 태양 전지판 서브 시스템 102a와 회생 제동 서브 시스템 102b, 초박형 이온 포획 서브 시스템 102c, 유리 창문 판 서브 시스템 102d, 풍력 터빈 운전 서브 시스템 102e, 열 및 소리 서브 시스템 102f, DC 발전기 102g, AC 발전기 102h는 동시적으로 전력 처리 유닛 104에 제1 전력을 제공하여 지속적인 제1 전력과 지속적인 제2 전력을 적어도 한 개의 에너지 저장 장치 106과 모터 108에 각각 제공한다. 상술된 모든 서브 시스템이 차량에 설치된다. 상술된 시스템들의 임의의 치환 또는 결합들이 제1 전력을 발생시키는데 이용될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시 방식에 따라 태양 전지판 서브 시스템 102a는 적어도 한 개의 태양 전지판을 포함한다 (도면에서 보여주지 않음). 태양열 전력을 차량의 임의의 부분에 설치된 적어도 한 개의 태양 전지판으로부터 끈다. 적어도 한 개의 태양 전지판은 DC 전력을 발생시킨다. 발생한 DC 전력은 제1 전력 또는 제1 전력의 일부분이다. 전력 처리 유닛 104는 발생한 DC 전력을 접수하고 적어도 한 개의 에너지 저장 장치 106과 모터 108에 각각 지속적인 제1 전력과 지속적인 제2 전력을 제공하여 차량에 추진력을 제공한다.

본 발명의 또 다른 실시 방식에 따라, 풍력 터빈 운전 서브 시스템 102e는 적어도 두 개의 풍력 터빈을 포함한다 (도면에서 보여주지 않음). 적어도 두 개의 풍력 터빈이 차량의 측면 또는 상단에 제공된다. 적어도 두 개의 풍력 터빈이 차량 위 이동 동안에 발생되는 바람에 의하여 운전되어 AC 전력을 발생하도록 구성되어 있다. 발생한 AC 전력은 제1전력 또는 제1 전력의 일부분이다. 전력 처리 유닛 104는 발생한 AC 전력을 접수하고 지속적인 제1 전력과 지속적인 제2 전력을 적어도 한 개의 에너지 저장 장치 106과 모터 108에 각각 제공하여 차량에 추진력을 제공한다.

본 발명의 일 실시 방식에 따라 회생 제동 서브 시스템 102b는 조종 유닛을 채용한다 (도면에서 보여주지 않음). 회생 제동 서브 시스템 102b가 차량에 설치된다. 조종 유닛은 차량의 모터 108이 제동 동안에 발전기로 가동하여 차량의 운동 에너지를 흡수하도록 한다. 변환된 DC 전력은 제1 전력 또는 제1 전력의 일부분이다. 전력 처리 유닛 104는 변환된 DC 전력을 접수하고 지속적인 제1 전력과 지속적인 제2 전력을 적어도 한 개의 에너지 저장 장치 106과 모터 108에 각각 제공하여 차량에 추진력을 제공한다.

또한, 본 발명의 실시 방식에 따라, 초박형 이온 포획 서브 시스템 102c는 무선 신호와 RF신호를 수신하는 조종 장치(도면에서 보여주지 않음)를 채용하고 수신된 무선 신호와 RF신호로부터 AC 전력을 발생시킨다. 초박형 이온 포획 서브 시스템 102c는 차량의 임의의 부분에 설치된다. 발생된 AC 전력은 제1전력 또는 제1 전력의 일부분이다. 전력 처리 유닛 104는 변환된 AC 전력을 접수하고 지속적인 제1 전력과 지속적인 제2 전력을 적어도 한 개의 에너지 저장 장치 106과 모터 108에 각각 제공하여 차량에 추진력을 제공한다.

또한 본 발명의 실시 방식에 따라, 유리 창문 판 서브 시스템 102d는 차량의 이동 동안에 적어도 한 개의 유리 창문 판에서 적어도 한 개의 유리의 진동을 감지하여 진동 전력을 발생시키도록 구성된 적어도 한 개의 감지 장치(도면에서는 보여주지 않음)를 포함한다. 전력 처리 유닛 104는 발생된 진동 전력을 접수하고 지속적인 제1 전력과 지속적인 제2 전력을 적어도 한 개의 에너지 저장 장치 106과 모터 108에 제공하여 차량에 추진력을 제공한다.

본 발명의 실시 방식에 따라 열 및 소리 서브 시스템 102f은 열 감지 장치와 소리 감지 장치를 포함한다. 소리 감지 장치는 압전 재료를 포함하며 이는 진동 및 소리 업의 외부적인 기계적 에너지를 제1 전력 또는 제1 전력의 일부분으로 변환한다. 다른 실시 방식에서 소리 감지 장치는 에너지 변환 섬유체를 포함한다. 열 감지 장치는 열 또는 빛을 제1 전력 또는 제1 전력의 일부분으로 전환시키는 열전자 발전기를 포함한다.

본 발명의 일 실시 방식에 따라 AC 발전기 102h는 차량의 앞 바퀴와 차량의 서스펜션, 추진 바퀴 중 적어도 한 개에 설치된다. AC 발전기 102h는 하기 중 적어도 한가지로 부터 AC 전력을 발생시키도록 구성되어 있다.

차량의 앞 바퀴(또는 임의의 바퀴)의 운동.

차량의 서스펜션의 운동 (차량체위 수직 가속 운동)

차량의 추진 바퀴의 운동

본 발명의 또 다른 실시 방식에 따라, DC 발전기 102g는 차량의 앞바퀴 (들)에 설치된다. DC 발전기102g는DC 전력을 발생하도록 구성되어 있다.

본 발명은 또한 차량에 대해 발전 방법을 예상한다. 방법 300은 컴퓨터 실행 가능 명령의 통상적인 컨텍스트에서 서술될 수 있다. 방법 300은 적합한 하드웨어와 소프트웨어, 펌웨어 또는 이들의 임의의 결합으로 실행될 수 있다. 첨부 도면의 도3은 차량용 발전 방법을 예시한다.

브록 302에서 방법 300은 적어도 한 개의 제1 발전기를 이용하여 제1 전력을 생산하는 단계를 포함한다.

브록 304에서 방법 300은 전력 처리 유닛에서 제1 전력을 접수하는 단계를 포함한다.

브록 306에서 방법 300은 제1 전력에서 지속적인 제1 전력을 발생하는 단계를 포함한다.

브록 308에서 방법 300은 전력 처리 유닛에 연결된 적어도 한 개의 에너지 저장 장치로 부터 제2 전력을 접수하는 단계를 포함한다.

브록 310에서 방법 300은 제1 전력과 제2 전력 중 적어도 한가지에 기반하여 지속적인 제2 전력을 발생시키는 단계를 포함한다.

브록 312에서 방법 300은 동시적으로 지속적인 제1 전력을 적어도 한 개의 에너지 저장 장치에 제공하고 전력 처리 유닛에 연결된 차량의 모터에 지속적인 제2 전력을 제공하는 단계를 포함한다.

기술적 장점과 경제적 의의

본 발명에 따르는 차량용 발전 시스템은 하기와 같은 시스템의 실현을 포함하는 여러가지 기술적 유리성들을 갖지만 이에 제한되지 않는다.

적어도 한 개의 차량의 에너지 저장 장치의 수명을 개선한다.

차량의 적어도 한 개의 에너지 저장 장치의 심방전을 방지한다.

관리를 덜 필요로 하고 비용 효과적이다.

안전하고 믿음직하다.

본 발명은 본 발명의 범위와 정신을 제한하지 않는 첨부 실시예들을 참고로 서술되었다. 제공된 서술은 실시예와 예시로만 된다.

본 발명의 실시예들과 이의 다양한 특징들과 유리성들은 설명서의 비제한적인 실시예들을 참고로 서술하였다. 공지된 요소들과 공정 기술에 대한 서술은 본 발명의 실시예들을 불필요하게 모호하게 하지 않기 위해 생략하였다. 본 발명에서 이용된 실시예들은 다만 본 발명의 실시 방식들이 실행되는 방식에 대한 이해를 용이하게 하고 또한 당업자들이 본 발명의 실시 방식을 실행할 수 있도록 의도된 것이다. 그러므로 이들 실시예는 본 발명의 실시 방식의 범위를 제한하는 것으로 해석되지 말아야 한다.

특정 실시예들에 대한 상기 설명들은 본 발명의 실시예들의 일반 속성을 충분히 보여주어 다른 사람들이 현존 지식을 응용하여 일반 개념에서 이탈하지 않고 이러한 특정 실시예들을 다양한 적용에서 쉽게 수정하고/또는 변형할 수 있을 것이고 따라서 이러한 수정과 변형들은 본 발명의 실시예들의 등가물의 의미와 범위 내에 포함되는 것으로 의도되었다. 여기서 이용된 표현과 술어들은 설명을 목적으로 하였고 제한을 목적으로 하지 않았다. 그러므로 본 발명의 실시예들을 바람직한 실시예들에 의해 서술하였으나 당업자들은 본 발명의 실시예들을 본 발명에서 서술된 실시예들의 정신과 범위내에서 변경하여 실행할 수 있음을 알수 있을 것이다.

이 명세서의 전반에 걸쳐, 단어 'comprise' 또는 'comprises' 또는 'comprising'과 같은 변종들은 언급된 요소 또는 정수, 단계, 또는 요소들 또는 정수들, 단계들의 그룹을 포함하는 것으로 이해되지만 임의의 다른 요소 또는 정수, 단계 또는 요소들 또는 정수들, 단계들의 그룹을 배제하지 않는다.

한 개 또는 그 이상의 바람직한 목적 또는 결과들의 성취를 위하여 본 발명의 실시 방식에서 사용될 수 있으므로, 술어 '적어도' 또는 '적어도 한 개'의 사용은 한 개 또는 그 이상의 요소들 또는 성분들 또는 수량들의 사용을 나타낸다.

이 설명서에 포함된 문헌과 행위, 요소, 장치, 제품 등은 다만 본 발명을 위한 컨텍스트를 제공하는 것을 목적으로 한다. 이는 본 출원의 우선권 날자 이전에 임의의 곳에 존재했으므로 이들 중 임의의 것 또는 모든 것이 본 발명과 관련된 분야에서 종래 기술 기반의 일부를 이루거나 통상의 지식으로 된다는 것을 인정하는 것으로 간주되지 않는다.

여러 가지 물리적 파라미터와 크기 또는 양에 대하여 언급된 수값들은 대략치들에 불과하며 명세서에 이와 반대되는 언급이 없는 이상 파라미터와 크기 또는 양에 할당되는 수값보다 높거나/낮은 값들도 본 발명의 범위에 들어간다는 것을 예상해야 한다.

이 발명의 특징들에 대하여 여기에서 상당한 강조를 하였으나 여러 가지 변경을 줄 수 있고 본 발명의 원리에서 이탈하지 않으면서 적합한 실시 방식들에 많은 변화를 줄 수 있다는 것을 인정해야 할 것이다. 본 발명의 특징들과 적합한 실시 방식들에 대한 이들 및 기타 변경들은 본 발명으로부터 당업자들에게 명백할 것이며, 이로 하여 앞선 설명들은 본 발명을 예시하는 것으로 해석되어야 하며 제한하는 것으로 해석 되지 말아야 한다는 것을 명백히 이해해야 할 것이다.

100 발전 시스템
102 적어도 한 개의 제1 발전기
102a 태양 전지판 서브 시스템
102b 회생 제동 서브 시스템
102c 초박형 이온 포획 서브 시스템
102d 유리 창문 판 서브 시스템
102e 풍력 터빈 운전 서브 시스템
102f 열과 소리 서브 시스템
102g DC 발전기
102h AC 발전기
104 전력 처리 유닛
106 적어도 한 개의 에너지 저장 장치
108 모터
202 적어도 한 개의 DC - AC 컨버터
204 적어도 한 개의 AC - DC 컨버터
206 Booster 승압기
208 적어도 한 개의 DC - DC컨버터
210 적어도 한 개의 AC - AC 컨버터
212 적어도 한 개의 조절기
214 처리기
300 발전 방법

Claims

차량용 발전 시스템에 있어서, 하기들:
제1 전력을 생산하도록 구성된 적어도 한 개의 제1 발전기와;
상기의 적어도 한 개의 제1 발전기와 협동하도록 적응되어 있는 전력 처리 유닛에 있어서 상기 전력 처리 유닛은 하기들 :
상기 제1 전력을 접수하고;
상기 제1 전력으로부터 지속적인 제1 전력을 발생시키고;
상기 전력 처리 유닛에 연결된 적어도 한 개의 에너지 저장 장치로부터 제2 전력을 접수하고;
상기 제1 전력과 상기 제2 전력중 적어도 한가지에 기반하여 지속적인 제2 전력을 발생시키고;
동시에 상기의 적어도 한 개의 에너지 저장 장치에 상기의 지속적인 제1 전력을 제공하고 상기 전력 처리 유닛에 연결된 상기 차량의 모터에 상기의 지속적인 제2 전력을 제공하도록, 구성되어 있는 전력 처리 유닛,
을 포함하는 차량용 발전 시스템.
제1항에 있어서, 상기 지속적인 제1 전력은 지속적인 DC 전력이고 상기 지속적인 제2 전력은 지속적인 AC 전력인 것을 특징으로 하는 시스템.
제1항에 있어서, 상기의 적어도 한 개의 제1 발전기는 태양 전지판 서브 시스템과 회생 제동 서브 시스템, 초박형 이온 포획 서브 시스템, 유리 창문 판 서브 시스템, 풍력 터빈 운전 서브 시스템, 열 및 소리 서브 시스템, DC 발전기, AC 발전기로 이루어진 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 시스템.
제1항에 있어서, 상기의 전력 처리 유닛은 적어도 한 개의 DC - AC 컨버터와 적어도 한 개의 AC - DC 컨버터, 적어도 한 개의 승압기, 적어도 한 개의 DC - DC컨버터, 적어도 한 개의 AC - AC 컨버터, 적어도 한 개의 조절기, 한 개의 처리기를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제1항에 있어서, 상기 모터는 AC 무브러쉬 모터와 유도 모터, 영구 자석 모터, 교환된 자기 전동 모터로 이루어진 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 시스템.
제1항에 있어서, 상기의 적어도 한 개의 에너지 저장 장치는 콘덴서 뱅크와 플로우 배터리, 바나듐 레독스형 배터리, 브롬 아연 배터리, 연료 전지, 연산 배터리, VRLA 배터리, 리튬 이온 배터리, AGM 배터리, 겔 배터리, 리튬 이온 폴리머 배터리, 용융염 배터리, 니켈 카드뮴 배터리, 나트륨 이온 배터리, 슈퍼철(super iron) 배터리, 은 아연 배터리, 염화 아연 배터리, 그라핀 배터리, 나트륨 할로겐화물 배터리, 실리콘 배터리, 하이브리드 배터리, 탄소 아연 배터리로 이루어진 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 시스템.
제3항에 있어서, 상기의 AC 발전기는 상기 차량의 앞 바퀴와 차량의 서스펜션, 추진 바퀴중 적어도 한 개에 설치되는 것을 특징으로 하는 시스템.
제3항에 있어서, 상기의 태양 전지판 서브 시스템과 회생 제동 서브 시스템, 초박형 이온 포획 서브 시스템, 유리 창문 판 서브 시스템, 풍력 터빈 운전 서브 시스템, 열 및 소리 서브 시스템, DC 발전기, AC 발전기는 동시에 상기 전력 처리 유닛에 상기 제1 전력을 제공하여 상기의 적어도 한 개의 에너지 저장 장치와 상기 모터에 각각 상기의 지속적인 제1 전력과 상기의 지속적인 제2 전력을 제공하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제3항에 있어서, 상기의 열 및 소리 서브 시스템은 압전 재료를 포함하며, 이는 외부의 기계적 진동 에너지와 소리 압력을 상기 제1 전력으로 변환하는 것을 특징으로 하는 시스템.
차량용 발전 방법에 있어서, 하기 단계들:
적어도 한 개의 발전기를 이용하여 제1 전력을 생산하는 단계;
전력 처리 유닛에서 상기 제1 전력을 접수하는 단계에 있어서, 상기 전력 처리 유닛은 하기 단계들:
상기 전력으로부터 지속적인 전력을 발생시키는 단계;
상기 전력 처리 유닛에 연결된 적어도 한 개의 에너지 저장 장치로부터 제2 전력을 접수하는 단계;
상기 제1 전력과 상기 제2 전력중 적어도 한가지에 기반하여 지속적인 제2 전력을 발생시키는 단계;
동시적으로 상기의 적어도 한 개의 에너지 저장 장치에 상기의 지속적인 제1 전력을, 그리고 상기 전력 처리 유닛에 연결된 상기 차량의 모터에 상기의 지속적인 제2 전력을 제공하는 단계, 를 실행하는 단계,
를 포함하는 차량용 발전 방법.