KR20200099382A - Power stabilization device for vehicle and power supply system thereof - Google Patents

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KR20200099382A KR1020190017308A KR20190017308A KR20200099382A KR 20200099382 A KR20200099382 A KR 20200099382A KR 1020190017308 A KR1020190017308 A KR 1020190017308A KR 20190017308 A KR20190017308 A KR 20190017308A KR 20200099382 A KR20200099382 A KR 20200099382A
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Abstract

The present invention relates to a vehicle power stabilization device and a power supply system using the same. The power stabilization device includes: a charging/discharging unit including one or more supercapacitors; a relay unit for changing a current flow to the supercapacitors to one of a first path and a second path; a voltage measuring unit for measuring voltage on both ends of the supercapacitors included in the charging/discharging unit; and a control unit for controlling the switching operation of the relay unit according to the measured voltage at the both ends of the supercapacitors. The charging rate of the supercapacitors by the current flow in the first path is faster than the charging rate of the supercapacitors by the current flow in the second path.

Description

차량용 전원 안정화 장치 및 그를 이용한 전원 공급 시스템{POWER STABILIZATION DEVICE FOR VEHICLE AND POWER SUPPLY SYSTEM THEREOF}Vehicle power stabilization device and power supply system using the same {POWER STABILIZATION DEVICE FOR VEHICLE AND POWER SUPPLY SYSTEM THEREOF}

본 발명은 차량용 전원 공급 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량 내 전자 기기로의 전원 공급을 안정화할 수 있는 전원 안정화 장치를 포함하는 전원 공급 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a power supply system for a vehicle, and more particularly, to a power supply system including a power stabilization device capable of stabilizing power supply to electronic devices in a vehicle.

일반적으로 차량은 시동시에는 배터리 전압을 이용하게 되고 자동차의 실내 램프 등이나 계기류, 에어컨장치와 같은 전기장치에 전원을 공급하기 위해 배터리와 발전기가 장착되어 있다.In general, a vehicle uses a battery voltage when starting, and a battery and a generator are installed to supply power to electric devices such as indoor lamps, instruments, and air conditioners of a vehicle.

차량의 배터리는 시동을 걸 때 스타터 모터를 회전시켜 엔진을 구동하게 되면 엔진에 팬 벨트로 접속되어 있는 교류발전기가 발전하여 배터리를 충전시키도록 되어 있으나, 충전하여 사용할 수 있는 용량에는 한계가 있어 사용자의 부주의로 인해 배터리가 방전되어 차량 시동을 걸 수 없거나 또는 지속적인 충전 및 방전에 의해 배터리의 용량과 수명이 단축되어 배터리로서의 기능을 발휘할 수 없는 경우도 발생하게 된다.When starting the engine by rotating the starter motor when starting the vehicle's battery, the alternator connected to the engine via a fan belt generates power to charge the battery, but the capacity that can be charged and used is limited, so the user In some cases, the battery is discharged due to carelessness and the vehicle cannot be started.

그에 따라, 차량에서 필요로 하는 전기에너지를 충분히 공급할 수 있도록 메인 배터리와 별도로 보조 배터리를 장착하여 사용하는 경우가 최근 들어 증가하고 있으며, 특히 내비게이션(Navigation)이나 블랙박스(Black box)와 같이 차량에 별도로 장착된 전자 기기에 보조 배터리를 통해 전원을 공급하여 차량이 이동중이거나 정지 간에도 전자 기기가 정상적으로 동작되도록 한다.Accordingly, the case of installing and using an auxiliary battery separately from the main battery to sufficiently supply the electric energy required by the vehicle is increasing in recent years, especially in vehicles such as navigation or black box. Power is supplied to a separately installed electronic device through an auxiliary battery so that the electronic device operates normally even when the vehicle is moving or stopped.

한편, 교류발전기에서 정류된 교류가 안정적으로 정류되지 못할 경우에는 완전한 직류가 되지 못하여 굴곡이 있는 파형을 생성하게 되고, 맥류(굴곡이 섞여 있는 직류)를 발생시키게 된다.On the other hand, if the AC rectified in the AC generator cannot be rectified stably, it cannot become a complete direct current, generating a curved waveform, and generating a pulsating current (direct current mixed with the curvature).

더욱이, 교류발전기의 노후 정도에 따라 이러한 맥류의 폭은 커지게 되고, 맥류의 폭이 커지게 되면 차량의 전기 공급에 차질을 빚게 되며, 그에 따라 전압의 불안정과 각종 노이즈가 발생하게 된다.Moreover, the width of such a pulsating flow increases according to the aging degree of the alternator, and when the width of the pulsating flow increases, the electric supply of the vehicle is disrupted, resulting in voltage instability and various noises.

그리고 차량 내 전력을 소비하는 전장 부품들이 증가함에 따라 전원공급 부족 현상이 발생하기도 하는데, 전원공급이 부족하게 되면, 연비 및 출력 감소, 소음 및 배출가스 증가, 에어컨을 켜면 출력이 떨어지고 RPM이 흔들리는 현상, 진동, 시동 꺼짐, 오디오 상태(음질, 음량) 불량, 노킹, 잡소리 등의 문제가 발생하게 되는 문제가 있다.In addition, as the number of electric parts that consume electric power in the vehicle increases, a power supply shortage occurs.If the power supply is insufficient, fuel economy and output decrease, noise and emissions increase, the output decreases when the air conditioner is turned on, and the RPM fluctuates. , Vibration, engine off, poor audio quality (sound quality, volume), knocking, noise, and other problems.

선행기술문헌 1. 등록특허 제10-1551068호(2015.09.01 등록)Prior Art Document 1. Registration Patent No. 10-1551068 (registered on September 1, 2015)

본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 차량 내 전자 기기들에 안정적으로 전원을 공급할 수 있도록 하는 전원 안정화 장치 및 그를 이용한 전원 공급 시스템을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to solve the above-described problems, and to provide a power stabilization device and a power supply system using the same to stably supply power to electronic devices in a vehicle.

본 발명의 일실시예에 따른 차량용 전원 안정화 장치는 차량에 구비된 배터리와 연결되어 차량 내 전자 기기로 공급되는 전원을 안정화시키기 위한 것으로, 하나 이상의 슈퍼 캐패시터를 포함하는 충방전부; 상기 슈퍼 캐패시터로의 전류 흐름을 제1 경로 및 제2 경로 중 어느 하나로 변경시키기 위한 릴레이부; 상기 충방전부에 포함된 슈퍼 캐패시터의 양단 전압을 측정하기 위한 전압측정부; 및 상기 측정된 슈퍼 캐패시터의 양단 전압에 따라 상기 릴레이부의 스위칭 동작을 제어하기 위한 제어부;를 포함하고, 상기 제1 경로의 전류 흐름에 의한 상기 슈퍼 캐패시터의 충전 속도가 상기 제2 경로의 전류 흐름에 의한 상기 슈퍼 캐패시터의 충전 속도보다 빠르도록 구성된다.A vehicle power stabilization apparatus according to an embodiment of the present invention is for stabilizing power supplied to an electronic device in a vehicle by being connected to a battery provided in the vehicle, and includes a charging/discharging unit including at least one super capacitor; A relay unit configured to change the current flow to the super capacitor to one of a first path and a second path; A voltage measuring unit for measuring a voltage across the super capacitor included in the charging/discharging unit; And a control unit for controlling a switching operation of the relay unit according to the measured voltage across both ends of the super capacitor, wherein the charging rate of the super capacitor by the current flow in the first path is determined by the current flow in the second path. It is configured to be faster than the charging rate of the super capacitor.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 전원 공급 시스템은 차량에 구비된 전자 기기에 전원을 공급하기 위한 것으로, 차량의 시동 온 시 구동되어 전기 에너지를 발생시키기 위한 발전기; 상기 발전기의 전기 에너지를 공급받아 충전되는 배터리; 및 상기 발전기에 상기 배터리와 병렬로 연결되어, 상기 전자 기기로 공급되는 전원을 안정화시키기 위한 전원 안정화 장치;를 포함하고, 상기 전원 안정화 장치는 하나 이상의 슈퍼 캐패시터를 포함하는 충방전부; 상기 슈퍼 캐패시터로의 전류 흐름을 제1 경로 및 제2 경로 중 어느 하나로 변경시키기 위한 릴레이부; 상기 충방전부에 포함된 슈퍼 캐패시터의 양단 전압을 측정하기 위한 전압측정부; 및 상기 측정된 슈퍼 캐패시터의 양단 전압에 따라 상기 릴레이부의 스위칭 동작을 제어하기 위한 제어부;를 포함하고, 상기 제1 경로의 전류 흐름에 의한 상기 슈퍼 캐패시터의 충전 속도가 상기 제2 경로의 전류 흐름에 의한 상기 슈퍼 캐패시터의 충전 속도 보다 빠르도록 구성된다.On the other hand, the power supply system according to an embodiment of the present invention is for supplying power to an electronic device provided in a vehicle, the generator for generating electric energy by being driven when the vehicle is turned on; A battery charged by receiving electric energy from the generator; And a power stabilizing device connected to the generator in parallel with the battery to stabilize power supplied to the electronic device, wherein the power stabilizing device includes: a charging/discharging unit including one or more super capacitors; A relay unit configured to change the current flow to the super capacitor to one of a first path and a second path; A voltage measuring unit for measuring a voltage across the super capacitor included in the charging/discharging unit; And a control unit for controlling a switching operation of the relay unit according to the measured voltage across both ends of the super capacitor, wherein the charging rate of the super capacitor by the current flow in the first path is determined by the current flow in the second path. Is configured to be faster than the charging rate of the super capacitor.

본 발명의 일실시예에 따르면, 슈퍼 캐패시터를 포함하는 전원 안정화 장치를 이용해 차량 내 전자 기기들에 공급되는 전원을 안정화시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, power supplied to electronic devices in a vehicle may be stabilized by using a power stabilizing device including a super capacitor.

또한, 전원 안정화 장치에 포함된 슈퍼 캐패시터의 양단 전압에 따라 릴레이부를 이용해 슈퍼 캐패시터로의 전류 흐름을 제1 경로 및 제2 경로 중 어느 하나로 변경시킴으로써, 차량 내 배터리와 슈퍼 캐패시터의 전압 차이에 의해 초기 연결시 스파크가 발생하거나 주행 중 배터리 소모로 인한 전원 공급의 불안정을 방지할 수 있다.In addition, by changing the current flow to the super capacitor to one of the first path and the second path using a relay unit according to the voltage at both ends of the super capacitor included in the power stabilization device, the initial voltage difference between the battery and the super capacitor in the vehicle It can prevent instability of power supply due to sparks occurring when connected or battery consumption while driving.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 별도의 스위칭부를 이용해 배터리와 슈퍼 캐패시터 사이의 전류 방향을 제한하여 방전된 배터리를 이용해 슈퍼 캐패시터를 완충시킨 후, 완충된 슈퍼 캐패시터를 이용해 배터리에 순간적으로 높은 전류를 공급하여 방전된 배터리를 충전시킬 수 있다.According to another embodiment of the present invention, a super capacitor is charged using a discharged battery by limiting the current direction between the battery and the super capacitor using a separate switching unit, and then instantaneously high current in the battery using the charged super capacitor. The discharged battery can be charged by supplying.

도 1은 본 발명에 따른 차량용 전원 공급 시스템의 전체적인 구성에 대한 일실시예를 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 전원 안정화 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3 및 도 4는 차량용 전원 안정화 장치의 충방전부 구성에 대한 일실시예를 설명하기 위한 도면들이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량용 전원 안정화 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 전원 안정화 장치에서 방전된 차량용 배터리를 충전시키는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.1 is a block diagram showing an embodiment of the overall configuration of a vehicle power supply system according to the present invention.
2 is a block diagram showing the configuration of a vehicle power stabilization apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 and 4 are diagrams for explaining an embodiment of a configuration of a charging/discharging unit of a vehicle power stabilizing device.
5 is a block diagram showing the configuration of a vehicle power stabilization device according to another embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating a method of charging a discharged vehicle battery in a power stabilizing apparatus according to an embodiment of the present invention.

이하의 내용은 단지 본 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만 본 발명의 원리를 구현하고 본 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시예들은 원칙적으로, 본 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다.The following content merely illustrates the principles of the present invention. Therefore, those skilled in the art can implement the principles of the present invention and invent various devices included in the concept and scope of the present invention, although not clearly described or illustrated herein. In addition, it is understood that all conditional terms and examples listed in this specification are, in principle, expressly intended only for the purpose of making the concept of the present invention understood, and are not limited to the embodiments and states specifically listed as such. Should be.

또한, 본 발명의 원리, 관점 및 실시예들 뿐 아니라 특정 실시예를 열거하는 모든 상세한 설명은 이러한 사항의 구조적 및 기능적 균등물을 포함하도록 의도되는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 이러한 균등물들은 현재 공지된 균등물뿐만 아니라 장래에 개발될 균등물 즉 구조와 무관하게 동일한 기능을 수행하도록 발명된 모든 소자를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.In addition, it is to be understood that all detailed descriptions listing specific embodiments as well as principles, aspects and embodiments of the present invention are intended to include structural and functional equivalents of these matters. In addition, these equivalents should be understood to include not only currently known equivalents, but also equivalents to be developed in the future, that is, all devices invented to perform the same function regardless of structure.

따라서, 예를 들어, 본 명세서의 블럭도는 본 발명의 원리를 구체화하는 예시적인 회로의 개념적인 관점을 나타내는 것으로 이해되어야 한다. 이와 유사하게, 모든 흐름도, 상태 변환도, 의사 코드 등은 컴퓨터가 판독 가능한 매체에 실질적으로 나타낼 수 있고 컴퓨터 또는 프로세서가 명백히 도시되었는지 여부를 불문하고 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 수행되는 다양한 프로세스를 나타내는 것으로 이해되어야 한다.Thus, for example, the block diagrams herein are to be understood as representing a conceptual perspective of exemplary circuits embodying the principles of the invention. Similarly, all flowcharts, state transition diagrams, pseudocodes, etc. are understood to represent various processes performed by a computer or processor, whether or not the computer or processor is clearly depicted and that can be represented substantially in a computer-readable medium. Should be.

프로세서 또는 이와 유사한 개념으로 표시된 기능 블럭을 포함하는 도면에 도시된 다양한 소자의 기능은 전용 하드웨어뿐만 아니라 적절한 소프트웨어와 관련하여 소프트웨어를 실행할 능력을 가진 하드웨어의 사용으로 제공될 수 있다. 프로세서에 의해 제공될 때, 상기 기능은 단일 전용 프로세서, 단일 공유 프로세서 또는 복수의 개별적 프로세서에 의해 제공될 수 있고, 이들 중 일부는 공유될 수 있다.The functions of the various elements shown in the figures, including a processor or functional block represented by a similar concept, may be provided by the use of dedicated hardware as well as hardware having the ability to execute software in association with appropriate software. When provided by a processor, the function may be provided by a single dedicated processor, a single shared processor, or a plurality of individual processors, some of which may be shared.

또한, 프로세서, 제어 또는 이와 유사한 개념으로 제시되는 용어의 명확한 사용은 소프트웨어를 실행할 능력을 가진 하드웨어를 배타적으로 인용하여 해석되어서는 아니되고, 제한 없이 디지털 신호 프로세서(DSP) 하드웨어, 소프트웨어를 저장하기 위한 롬(ROM), 램(RAM) 및 비휘발성 저장부를 암시적으로 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 주지 관용의 다른 하드웨어도 포함될 수 있다.In addition, the explicit use of terms presented as processor, control, or similar concepts should not be interpreted exclusively as quoting hardware capable of executing software, but for storing digital signal processor (DSP) hardware, software without limitation. It should be understood to implicitly include ROM, RAM, and non-volatile storage. Other commonly used hardware may also be included.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. The above-described objects, features, and advantages will become more apparent through the following detailed description in connection with the accompanying drawings, whereby those of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains can easily implement the technical idea of the present invention. There will be. In addition, in describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 차량용 전원 공급 시스템의 전체적인 구성에 대한 일실시예를 블록도로 도시한 것으로, 도시된 전원 공급 시스템은 본 발명의 일실시예에 따른 전원 안정화 장치(100)를 포함할 수 있다.1 is a block diagram showing an embodiment of the overall configuration of a vehicle power supply system according to the present invention, and the illustrated power supply system may include a power stabilization device 100 according to an embodiment of the present invention. have.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 전원 공급 시스템은 발전기(1), 메인 배터리(20) 및 전원 안정화 장치(100)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 1, a power supply system according to an embodiment of the present invention may include a generator 1, a main battery 20, and a power stabilization device 100.

발전기(1)는 차량의 시동 온 시 구동되어 전기 에너지를 발생시키기 위한 것으로, 차량에 구비되는 배터리(20)로 충전 전원을 공급한다.The generator 1 is driven when the vehicle is started to generate electric energy, and supplies charging power to the battery 20 provided in the vehicle.

전원 안정화 장치(100)는 차량의 발전기(1)에 배터리(20)와 병렬로 연결되어 차량 내 전자 기기로 공급되는 전원을 안정화시키는 역할을 하며, 그를 위해 초고용량의 슈퍼 캐패시터(supercapacitor)를 하나 이상 포함할 수 있다.The power stabilization device 100 is connected in parallel with the battery 20 to the generator 1 of the vehicle and serves to stabilize the power supplied to the electronic device in the vehicle, and for this purpose, a supercapacitor of ultra high capacity is provided. It can include more than one.

예를 들어, 차량 엔진의 회전수 변화 또는 발전기(1)의 노후 등 원인에 따라 배터리(20)로부터 차량 내 전자 기기로 공급되는 전압이 불안정해지고 노이즈가 발생할 수 있으며, 배터리(20)로부터의 전원 공급이 부족하게 되는 경우 연비 및 출력 감소, 소음 및 배출가스 증가, 진동, 시동 꺼짐, 오디오 상태 불량, 노킹 등의 문제가 발생하게 된다.For example, the voltage supplied from the battery 20 to the in-vehicle electronic device may become unstable and noise may be generated depending on causes such as a change in the rotation speed of the vehicle engine or the deterioration of the generator 1, and In case of shortage of supply, problems such as reduction in fuel economy and output, increase in noise and emission gas, vibration, start-off, poor audio condition, and knocking occur.

본 발명에 따른 전원 안정화 장치(100)는, 배터리(20)의 전압이 낮아지거나 전자 기기의 전류 사용량이 증가하는 경우 슈퍼 캐패시터에 저장되어 있던 전류를 배터리(20)로 공급하여 배터리(20)의 전압이 낮아지는 것을 방지하고, 반대로 배터리(20)의 전압이 높아지거나 전자 기기의 전류 사용량이 감소하면 발전기(1)에서 생산된 전류를 전원 안정화 장치(100)로 공급해 슈퍼 캐패시터를 충전시킴으로써, 차량 내 전원 공급 시스템이 안정화될 수 있다.The power stabilization apparatus 100 according to the present invention supplies the current stored in the super capacitor to the battery 20 when the voltage of the battery 20 decreases or the current consumption of the electronic device increases. When the voltage of the battery 20 is increased or the current consumption of the electronic device decreases, the electric current produced by the generator 1 is supplied to the power stabilization device 100 to charge the super capacitor. My power supply system can be stabilized.

즉, 도 1에 도시된 바와 같이 차량의 전원 공급 시스템에 슈퍼 캐패시터를 포함하는 전원 안정화 장치(100)를 연결시킴으로써, 엔진, 헤드라이트 등 차량 내 전자 기기의 성능 향상, 차량 급발진 등 오작동 방지, 배터리의 수명 증가, 온도 변화에 적합한 내구성, 전력의 효율적 분배를 통한 차량 수명 증가, 연비 절감, 가속 패달 안정화, 매연 감소, 차체 떨림 감소, 오디오 출력 향상 등 다양한 효과를 거둘 수 있다.That is, by connecting the power stabilization device 100 including a super capacitor to the power supply system of the vehicle as shown in FIG. 1, improving the performance of electronic devices in the vehicle such as engines and headlights, preventing malfunctions such as vehicle sudden start, and battery It can achieve various effects such as increasing the lifespan of the product, durability suitable for temperature changes, increasing vehicle life through efficient distribution of power, reducing fuel economy, stabilizing acceleration pedals, reducing smoke, reducing vehicle vibration, and improving audio output.

본 발명의 일실시예에 따르면, 전원 안정화 장치(100)에 포함된 슈퍼 캐패시터의 양단 전압에 따라 릴레이부를 이용해 슈퍼 캐패시터로의 전류 흐름을 제1 경로 및 제2 경로 중 어느 하나로 변경시킴으로써, 차량 내 배터리와 슈퍼 캐패시터의 전압 차이에 의해 초기 연결시 스파크가 발생하거나 주행 중 배터리 소모로 인한 전원 공급의 불안정을 방지할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, by changing the current flow to the super capacitor to one of the first path and the second path by using a relay unit according to the voltage across the super capacitor included in the power stabilization device 100, Due to the voltage difference between the battery and the super capacitor, sparks may occur during initial connection or instability in power supply due to battery consumption during driving can be prevented.

이하, 도 2 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 일실시예에 따른 전원 안정화 장치(100)의 구성 및 동작에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the configuration and operation of the power stabilization apparatus 100 according to an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 2 to 5.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 전원 안정화 장치의 구성을 블록도로 도시한 것으로, 도시된 전원 안정화 장치(100)는 충방전부(110), 릴레이부(120) 및 승압부(130)를 포함하여 구성될 수 있다.2 is a block diagram showing the configuration of a vehicle power stabilization device according to an embodiment of the present invention, the illustrated power stabilization device 100 is a charging and discharging unit 110, a relay unit 120, and a booster 130 It can be configured to include.

도 2를 참조하면, 충방전부(110)는 하나 이상의 슈퍼 캐패시터를 포함하여, 상기한 바와 같이 차량의 발전기(1) 또는 배터리(20)로부터 전류를 공급받아 급속 충전되거나 또는 배터리(20)로 전류를 공급할 수 있다.Referring to FIG. 2, the charging/discharging unit 110 includes one or more super capacitors, and receives current from the generator 1 or the battery 20 of the vehicle to be rapidly charged or current to the battery 20 as described above. Can supply.

여기서, 전원 안정화 장치(100)의 충방전부(110)는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 그 외부가 메인 케이스(111), 상부 케이스(112) 및 하부 케이스(113)로 구성될 수 있다.Here, the charging and discharging unit 110 of the power stabilization device 100, as shown in Figs. 3 and 4, the outside of which is composed of a main case 111, an upper case 112, and a lower case 113. I can.

메인 케이스(111)는 서로 병렬 연결된 복수의 슈퍼 캐패시터들(116)과 회로 기판(118)이 수용되기 위한 내부 공간을 가지며, 방열 효과를 높이기 위해 알루미늄 등과 같은 열전도율이 높은 금속 소재로 구성되고, 표면적을 증가시키기 위한 복수의 홈들이 수직 방향으로 형성되어 있을 수 있다.The main case 111 has an internal space for accommodating a plurality of super capacitors 116 and circuit board 118 connected in parallel with each other, and is made of a metal material having high thermal conductivity such as aluminum to increase the heat dissipation effect, and has a surface area A plurality of grooves for increasing the may be formed in a vertical direction.

예를 들어, 전원 안정화 장치(100)의 충방전부(110)에 내장되는 슈퍼 캐패시터(116)는 초고용량을 가지기 위해 복수의 슈퍼 캐패시터들을 직렬로 연결하여 슈퍼 캐패시터 모듈을 만든 후, 복수의 슈퍼 캐패시터 모듈을 병렬로 연결하여 구현될 수 있다.For example, the super capacitor 116 built in the charging/discharging unit 110 of the power stabilization device 100 creates a super capacitor module by connecting a plurality of super capacitors in series to have an ultra-high capacity, and then a plurality of super capacitors. It can be implemented by connecting modules in parallel.

도 4에 도시된 충방전부(110)의 경우, 병렬 연결된 6개의 슈퍼 캐패시터들을 포함하는 것으로 도시되었으나, 본 발명은 이에 한정되지 아니하며, 필요한 용량에 따라 변경 가능할 수 있다.In the case of the charging/discharging unit 110 shown in FIG. 4, it is illustrated as including six super capacitors connected in parallel, but the present invention is not limited thereto, and may be changed according to a required capacity.

여기서, 슈퍼 캐패시터는 EDLC, 하이브리드형, pesudo 형 중 어느 하나일 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 아니하며, 슈퍼 캐패시터의 전압이 과도하게 높아지거나 낮아지는 것을 방지하기 위한 밸런싱 회로가 추가로 구비될 수 있다.Here, the super capacitor may be any one of EDLC, hybrid type, pesudo type, but the present invention is not limited thereto, and a balancing circuit for preventing the voltage of the super capacitor from being excessively increased or decreased may be additionally provided. have.

한편, 회로 기판에는 슈퍼 캐패시터들(116)의 충방전을 제어하기 위한 소자가 형성되어 있으며, 예를 들어 콘덴서(condenser), 인덕터(inductor), DC/DC 컨버터(converter) 및 에프이티(FET, Field Effective Transister) 등과 같은 복수의 소자들이 배치될 수 있다.On the other hand, a device for controlling the charging and discharging of the super capacitors 116 is formed on the circuit board, for example, a capacitor, an inductor, a DC/DC converter, and a FET. Field Effective Transister) and the like may be disposed.

상부 케이스(112)는 메인 케이스(111)의 상측에 결합되며, 발전기(1) 및 배터리(20)와의 연결을 위한 연결 단자들(114, 115)이 형성되어 있다.The upper case 112 is coupled to the upper side of the main case 111 and has connection terminals 114 and 115 for connection with the generator 1 and the battery 20.

한편, 하부 케이스(113)는 메인 케이스(111)의 하측에 결합되며, 상부 케이스(112)와 하부 케이스(113)는 열전도율이 낮은 합성수지로 구성될 수 있다.Meanwhile, the lower case 113 is coupled to the lower side of the main case 111, and the upper case 112 and the lower case 113 may be made of synthetic resin having low thermal conductivity.

릴레이부(120)는 차량에 구비된 발전기(1)에 배터리(20)와 병렬로 연결되어, 배터리(20)로부터 충방전부(110) 슈퍼 캐패시터로의 전류 흐름을 제1 경로(P1) 및 제2 경로(P2) 중 어느 하나로 변경시키는 역할을 수행한다.The relay unit 120 is connected in parallel with the battery 20 to the generator 1 provided in the vehicle, so that the current flow from the battery 20 to the charging/discharging unit 110 supercapacitor is a first path P1 and 2 It plays a role of changing to one of the paths P2.

여기서, 제1 경로(P1)의 전류 흐름에 의한 슈퍼 캐패시터의 충전 속도가 제2 경로(P2)의 전류 흐름에 의한 슈퍼 캐패시터의 충전 속도보다 빠르도록 구성될 수 있다.Here, the charging speed of the super capacitor due to the current flow in the first path P1 may be configured to be faster than the charging speed of the super capacitor due to the current flow in the second path P2.

즉, 릴레이부(120)에 의해 배터리(20)로부터의 전류가 제1 경로(P1)를 통해 충방전부(110)로 공급되도록 스위칭되는 경우, 배터리(20)와 충방전부(110) 슈퍼 캐패시터 사이의 전압차에 의해 순간적으로 높은 크기의 전류가 공급되어 충방전부(110)의 슈퍼 캐패시터가 빠른 속도로 충전될 수 있다.That is, when the relay unit 120 is switched so that the current from the battery 20 is supplied to the charging/discharging unit 110 through the first path P1, between the battery 20 and the charging/discharging unit 110, the super capacitor A high current is instantaneously supplied by the voltage difference of, so that the super capacitor of the charging/discharging unit 110 may be charged at a high speed.

릴레이부(120)에 의해 배터리(20)로부터의 전류가 제2 경로(P2)를 통해 충방전부(110)로 공급되도록 스위칭되는 경우, 배터리(20)와 충방전부(110) 슈퍼 캐패시터 사이의 전압차가 승압부(130)에 의해 감소되며, 그로 인해 배터리(20)로부터 비교적 낮은 크기에 전류가 공급되어 충방전부(110)의 슈퍼 캐패시터가 느린 속도로 충전될 수 있다.When the current from the battery 20 is switched to be supplied to the charging/discharging unit 110 through the second path P2 by the relay unit 120, the voltage between the battery 20 and the charging/discharging unit 110 super capacitor The difference is reduced by the booster 130, whereby current is supplied from the battery 20 at a relatively low level, so that the super capacitor of the charging/discharging unit 110 may be charged at a slow speed.

좀 더 구체적으로, 승압부(130)는 제2 경로(P2)에 연결되어 충방전부(110)에 내장된 슈퍼 캐패시터의 양단 전압을 승강시키는 역할을 하며, 그에 따라 제2 경로(P2)를 통해 흐르는 전류의 크기는 제1 경로(P1)를 통해 흐르는 전류의 크기보다 작아질 수 있다.More specifically, the booster 130 is connected to the second path P2 and serves to raise and lower the voltage across the super capacitor built in the charging/discharging unit 110, and accordingly, through the second path P2. The magnitude of the current flowing may be smaller than the magnitude of the current flowing through the first path P1.

본 발명의 일실시예에 따르면, 릴레이부(120)는 충방전부(110)에 내장된 슈퍼 캐패시터의 양단 전압에 따라 제1 경로(P1)와 제2 경로(P2) 사이의 스위칭 동작이 제어될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the relay unit 120 may control the switching operation between the first path P1 and the second path P2 according to the voltage at both ends of the super capacitor built in the charging/discharging unit 110. I can.

즉, 충방전부(110)에 내장된 슈퍼 캐패시터의 양단 전압이 미리 설정된 기준 전압(Vref) 이상인 경우, 릴레이부(120)는 제1 경로(P1)를 통해 배터리(20)로부터 슈퍼 캐패시터로 전류가 공급되도록 제어될 수 있다.That is, when the voltage at both ends of the super capacitor built in the charging/discharging unit 110 is equal to or greater than the preset reference voltage Vref, the relay unit 120 transfers current from the battery 20 to the super capacitor through the first path P1. Can be controlled to be supplied.

예를 들어, 슈퍼 캐패시터의 양단 전압이 기준 전압(Vref)인 10V 이상인 경우, 배터리(20)의 정상 전압인 13V와 슈퍼 캐패시터의 양단 전압 사이의 전압차가 크지 않기 때문에, 제1 경로(P1)를 통해 배터리(20)로부터 슈퍼 캐패시터로 직접 전류가 공급되도록 할 수 있다.For example, when the voltage at both ends of the super capacitor is 10V or more, which is the reference voltage Vref, since the voltage difference between 13V, which is the normal voltage of the battery 20, and the voltage at both ends of the supercapacitor is not large, the first path P1 is Through this, current can be directly supplied from the battery 20 to the super capacitor.

한편, 충방전부(110)에 내장된 슈퍼 캐패시터의 양단 전압이 미리 설정된 기준 전압(Vref) 미만인 경우, 릴레이부(120)는 제2 경로(P2)를 통해 배터리(20)로부터 슈퍼 캐패시터로 전류가 공급되도록 제어될 수 있다.On the other hand, when the voltage across both ends of the super capacitor built in the charging/discharging unit 110 is less than the preset reference voltage Vref, the relay unit 120 transfers current from the battery 20 to the super capacitor through the second path P2. Can be controlled to be supplied.

예를 들어, 슈퍼 캐패시터의 양단 전압이 기준 전압(Vref)인 10V 미만인 경우에는, 배터리(20)의 정상 전압인 13V와 슈퍼 캐패시터의 양단 전압 사이의 전압차가 크기 때문에, 승압부(130)를 이용해 슈퍼 캐패시터의 양단 전압을 승강시켜 제2 경로(P2)를 통해 배터리(20)로부터 슈퍼 캐패시터로 낮은 크기의 전류가 공급되어 슈퍼 캐패시터가 천천히 충전(slow charging)되도록 할 수 있다.For example, when the voltage across the super capacitor is less than 10V, which is the reference voltage Vref, since the voltage difference between the normal voltage of the battery 20, 13V and the voltage at both ends of the super capacitor, is large, the booster 130 is used. By raising and lowering the voltage at both ends of the super capacitor, a low current is supplied from the battery 20 to the super capacitor through the second path P2 so that the super capacitor is slowly charged.

좀 더 구체적으로, 상기한 바와 같이 슈퍼 캐패시터의 양단 전압에 기초한 릴레이부(120)의 스위칭 동작은 배터리(20)와 전원 안정화 장치(100)의 초기 연결시 수행될 수 있다.More specifically, as described above, the switching operation of the relay unit 120 based on the voltage across both ends of the super capacitor may be performed when the battery 20 and the power stabilizing device 100 are initially connected.

전원 안정화 장치(100)의 초기 연결시, 슈퍼 캐패시터의 충전 전압이 매우 낮아 배터리(20)와 바로 연결되는 경우 스파크가 발생할 수 있으므로, 상기한 바와 같이 슈퍼 캐패시터의 양단 전압을 측정하여 10V 미만인 경우 승압기가 연결된 제2 경로(P2)를 통해 전류가 공급되어 슈퍼 캐패시터가 천천히 충전되도록 하여 스파크 발생 등의 위험을 방지할 수 있다.When the power stabilization device 100 is initially connected, the charging voltage of the super capacitor is very low, and sparks may occur when it is directly connected to the battery 20, so when the voltage at both ends of the super capacitor is measured as described above and the voltage is less than 10V, the booster Current is supplied through the second path P2 to which is connected so that the super capacitor is slowly charged, thereby preventing a risk such as spark occurrence.

또한, 차량의 주행 중에도, 슈퍼 캐패시터의 충전 전압이 매우 낮으면 배터리(20)가 슈퍼 캐패시터를 충전시키기 위해 높은 크기의 전류로 방전되어 차량 내 전자 기기들로의 전원 공급이 불안정해 질 수 있으므로, 슈퍼 캐패시터의 양단 전압이 10V 미만인 경우 승압기가 연결된 제2 경로(P2)를 통해 전류가 공급되어 슈퍼 캐패시터가 천천히 충전되도록 하여 배터리(20)로부터 전자 기기로의 전원 공급을 안정화할 수 있다.In addition, even while the vehicle is driving, if the charging voltage of the super capacitor is very low, the battery 20 is discharged with a high current to charge the super capacitor, so that power supply to electronic devices in the vehicle may become unstable. When the voltage at both ends of the super capacitor is less than 10V, current is supplied through the second path P2 to which the booster is connected to slowly charge the super capacitor, thereby stabilizing power supply from the battery 20 to the electronic device.

한편, 상기에서는 도 3 및 도 4를 참조하여 전원 안정화 장치(100)의 충방전부(110)의 구성에 대해 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 아니하며, 상기한 바와 같은 릴레이부(120) 및 승압부(130) 등 전원 안정화 장치(100)의 구성 요소들이 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한 바와 같은 케이스들(111, 112, 113) 내부에 수용될 수도 있다.Meanwhile, in the above, the configuration of the charging/discharging unit 110 of the power stabilizing device 100 has been described with reference to FIGS. 3 and 4, but the present invention is not limited thereto, and the relay unit 120 and the booster are as described above. Components of the power stabilization apparatus 100, such as the unit 130, may be accommodated in the cases 111, 112, and 113 as described with reference to FIGS. 3 and 4.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량용 전원 안정화 장치의 구성을 블록도로 도시한 것으로, 도시된 전원 안정화 장치(100)는 충방전부(110), 릴레이부(120), 승압부(130), 전압 측정부(140), 제어부(150) 및 스위칭부(160)를 포함하여 구성될 수 있다. 한편, 도 5에 도시된 전원 안정화 장치(100)의 구성 및 동작들 중 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한 것과 동일한 것에 대한 설명은 이하 생략하기로 한다.5 is a block diagram showing the configuration of a vehicle power stabilization device according to another embodiment of the present invention, and the illustrated power stabilization device 100 includes a charging/discharging unit 110, a relay unit 120, and a boosting unit 130 ), a voltage measurement unit 140, a control unit 150, and a switching unit 160. Meanwhile, a description of the configurations and operations of the power stabilization apparatus 100 shown in FIG. 5 that are the same as those described with reference to FIGS. 1 to 4 will be omitted below.

도 5를 참조하면, 충방전부(110)는 하나 이상의 슈퍼 캐패시터를 포함하며, 예를 들어 서로 병렬로 연결된 복수의 슈퍼 캐패시터들을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5, the charging/discharging unit 110 includes one or more super capacitors, and for example, may include a plurality of super capacitors connected in parallel with each other.

릴레이부(120)는 충방전부(110)에 포함된 슈퍼 캐패시터들로의 전류 흐름을 제1 경로(P1) 및 제2 경로(P2) 중 어느 하나로 변경시키는 역할을 할 수 있다.The relay unit 120 may serve to change the current flow to the super capacitors included in the charging/discharging unit 110 to one of the first path P1 and the second path P2.

여기서, 제1 경로(P1)의 전류 흐름에 의한 슈퍼 캐패시터들의 충전 속도가 제2 경로(P2)의 전류 흐름에 의한 슈퍼 캐패시터들의 충전 속도보다 빠르도록 회로가 구성되며, 그를 위해 제2 경로(P2)에는 슈퍼 캐패시터들의 양단 전압을 승강시키기 위한 승압부(130)가 연결될 수 있다.Here, the circuit is configured such that the charging rate of the super capacitors by the current flow in the first path P1 is faster than the charging rate of the super capacitors by the current flow in the second path P2, and for this purpose, the second path P2 ) May be connected to a booster 130 for raising and lowering the voltage at both ends of the super capacitors.

전압 측정부(140)는 충방전부(110)에 포함된 슈퍼 캐패시터들의 양단 전압을 측정하며, 제어부(150)는 전압 측정부(140)에 의해 측정된 슈퍼 캐패시터 양단 전압에 따라 릴레이부(120)의 스위칭 동작을 제어할 수 있다.The voltage measurement unit 140 measures the voltage across the super capacitors included in the charging and discharging unit 110, and the controller 150 is the relay unit 120 according to the voltage across the super capacitor measured by the voltage measurement unit 140. The switching operation of the can be controlled.

예를 들어, 제어부(150)는 슈퍼 캐패시터 양단 전압이 기준 전압인 10V 이상인 경우, 제1 경로(P1)를 통해 배터리(20)와 슈퍼 캐패시터 사이에 전류가 흐르도록 릴레이부(120)를 제어하여, 배터리(20)와 슈퍼 캐패시터 사이의 전압차에 의해 배터리(20)로부터 슈퍼 캐패시터가 충전되거나 또는 슈퍼 캐패시터로부터 배터리(20)가 충전되도록 할 수 있다.For example, when the voltage across the super capacitor is 10V or more, which is the reference voltage, the control unit 150 controls the relay unit 120 so that a current flows between the battery 20 and the super capacitor through the first path P1. , The super capacitor may be charged from the battery 20 or the battery 20 may be charged from the super capacitor due to a voltage difference between the battery 20 and the super capacitor.

한편, 제어부(150)는 슈퍼 캐패시터 양단 전압이 기준 전압인 10V 미만인 경우, 승압부(130)가 연결된 제2 경로(P2)를 통해 배터리(20)로부터 슈퍼 캐패시터로 전류가 공급되도록 릴레이부(120)를 제어하여, 충방전부(110)의 슈퍼 캐패시터들이 느린 속도로 충전되도록 할 수 있다.On the other hand, when the voltage across the super capacitor is less than 10V, which is the reference voltage, the control unit 150 controls the relay unit 120 to supply current from the battery 20 to the super capacitor through the second path P2 to which the booster 130 is connected. By controlling ), the super capacitors of the charging/discharging unit 110 may be charged at a slow speed.

위와 같은 제어부(150)에 의한 릴레이부(120)의 스위칭 제어 및 슈퍼 캐패시터의 충전 속도 제어는, 차량의 발전기(1) 및 배터리(20)와 본 발명에 따른 전원 안정화 장치(100)를 초기 연결할 때 수행될 수 있으며, 또한, 차량의 주행 중에도 일정 주기로 수행될 수 있다.The switching control of the relay unit 120 and the charging speed control of the super capacitor by the control unit 150 as described above are to initially connect the generator 1 and the battery 20 of the vehicle and the power stabilization device 100 according to the present invention. It may be performed when the vehicle is running, and may be performed at a certain period even while the vehicle is running.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 별도의 스위칭부를 이용해 배터리(20)와 슈퍼 캐패시터 사이의 전류 방향을 제한하여 방전된 배터리(20)를 이용해 전원 안정화 장치(100)의 슈퍼 캐패시터를 완충시킨 후, 완충된 슈퍼 캐패시터를 이용해 배터리(20)에 순간적으로 높은 전류를 공급하여 방전된 배터리를 충전시킬 수 있다.According to another embodiment of the present invention, a separate switching unit is used to limit the current direction between the battery 20 and the super capacitor, and the discharged battery 20 is used to charge the super capacitor of the power stabilization device 100. , The discharged battery may be charged by instantaneously supplying a high current to the battery 20 using a fully charged super capacitor.

예를 들어, 스위칭부(160)는 배터리(20)로부터 전원 안정화 장치(100)에 내장된 슈퍼 캐패시터로의 방향으로만 전류가 흐르도록 제한할 수 있으며, 그를 위해 하나 이상의 다이오드를 포함하여 구성될 수 있다.For example, the switching unit 160 may limit current to flow only in the direction from the battery 20 to the supercapacitor built in the power stabilization device 100, and for this purpose, it may be configured to include one or more diodes. I can.

좀 더 구체적으로, 스위칭부(160)가 온(ON) 되는 경우, 배터리(20)로부터 공급되는 전류에 의해 전원 안정화 장치(100)의 슈퍼 캐패시터가 충전되어, 슈퍼 캐패시터의 양단 전압이 배터리(20)의 출력 전압보다 높아지게 된다.More specifically, when the switching unit 160 is turned on, the super capacitor of the power stabilization device 100 is charged by the current supplied from the battery 20, so that the voltage at both ends of the super capacitor is changed to the battery 20 ) Is higher than the output voltage.

그 후, 스위칭부(160)가 오프(OFF) 되면, 양단 전압이 높아진 슈퍼 캐패시터로부터 배터리(20)로 전류가 공급되어, 배터리(20)가 충전될 수 있다.Thereafter, when the switching unit 160 is turned off, current is supplied to the battery 20 from the supercapacitor whose voltage at both ends is increased, so that the battery 20 may be charged.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 전원 안정화 장치에서 방전된 차량용 배터리를 충전시키는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.6 is a flowchart illustrating a method of charging a discharged vehicle battery in a power stabilizing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 배터리(20)가 방전된 상태에서 사용자에 의해 전원 안정화 장치(100)에 구비된 스위치가 온(ON) 되면(S600 단계), 전원 안정화 장치(100)의 슈퍼 캐패시터로부터 배터리(20) 방향으로 전류가 흐르지 않고 배터리(20)에서 슈퍼 캐패시터 방향으로만 전류가 흐르도록 제한되어, 배터리(20)로부터 슈퍼 캐패시터로 전류가 공급됨에 따라 슈퍼 캐패시터가 충전된다(S610 단계).Referring to FIG. 6, when the switch provided in the power stabilization device 100 is turned on by a user in a state in which the battery 20 is discharged (step S600), the battery from the super capacitor of the power stabilization device 100 The current does not flow in the (20) direction, and current flows only from the battery 20 to the super capacitor, so that the super capacitor is charged as the current is supplied from the battery 20 to the super capacitor (step S610).

예를 들어, 배터리(20)가 방전되어, 배터리(20)의 충전 전압(Vb)과 전원 안정화 장치(100)에 포함된 슈퍼 캐패시터의 양단 전압(Vc)이 약 9V 미만으로 감소되어 있는 경우, 사용자가 스위치를 온 시키면, 배터리(20)로부터 슈퍼 캐패시터로의 방향으로만 전류가 흐르도록 제한되며, 배터리(20)로부터 공급되는 전류에 따라 슈퍼 캐패시터가 천천히 충전될 수 있다.For example, when the battery 20 is discharged, the charging voltage Vb of the battery 20 and the voltage Vc of both ends of the super capacitor included in the power stabilization device 100 are reduced to less than about 9V, When the user turns on the switch, current is limited to flow only in the direction from the battery 20 to the super capacitor, and the super capacitor may be slowly charged according to the current supplied from the battery 20.

그 후, 슈퍼 캐패시터가 완충되어 슈퍼 캐패시터의 양단 전압(Vc)이 배터리(20)의 충전 전압(Vb) 보다 미리 설정된 기준치 이상으로 높아지게 되면(S620 단계), 사용자의 스위치 오프(OFF)를 확인한다(S630 단계).Thereafter, when the super capacitor is fully charged and the voltage Vc of both ends of the super capacitor becomes higher than a preset reference value than the charging voltage Vb of the battery 20 (step S620), the user's switch-off (OFF) is checked. (Step S630).

슈퍼 캐패시터가 완충된 후 사용자가 스위치를 오프시키면, 슈퍼 캐패시터로부터 배터리(20)로 순간적으로 높은 전류가 공급되어 배터리(20)가 충전된다(S640 단계).When the user turns off the switch after the super capacitor is fully charged, a high current is instantaneously supplied from the super capacitor to the battery 20 to charge the battery 20 (step S640).

예를 들어, 배터리(20)에 의해 슈퍼 캐패시터가 완충되어 양단 전압(Vc)이 약 15V까지 충전되면, 배터리(20)의 충전 전압(Vb) 9V 미만으로 약간 감소하고, 사용자에게 슈퍼 캐패시터의 완충 상태에 대한 알림이 제공될 수 있다.For example, when the super capacitor is fully charged by the battery 20 and the voltage at both ends (Vc) is charged to about 15V, the charging voltage (Vb) of the battery 20 slightly decreases to less than 9V, and the super capacitor is fully charged to the user. Notification of the status may be provided.

이때, 사용자가 스위치를 오프 시키면, 배터리(20)와 슈퍼 캐패시터 사이의 전류 방향의 제한이 해제되고, 양단 전압이 15V로 완충된 슈퍼 캐패시터로부터 배터리(20)로 순간적으로 매우 높은 전류가 공급되어, 방전된 배터리(20)의 전압이 높아지고 그에 따라 차량의 시동이 걸릴 수 있다.At this time, when the user turns off the switch, the limit of the current direction between the battery 20 and the super capacitor is released, and a very high current is instantaneously supplied to the battery 20 from the super capacitor whose voltage at both ends is charged to 15V, The voltage of the discharged battery 20 increases, and the vehicle may be started accordingly.

이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.As described above, it will be appreciated that the technical configuration of the present invention described above can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention by those skilled in the art.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 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.Therefore, the embodiments described above are to be understood as illustrative and non-limiting in all respects, and the scope of the present invention is indicated by the claims to be described later rather than the detailed description described above, and the meaning and scope of the claims And all changes or modified forms derived from the equivalent concept should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

1 : 발전기 20 : 배터리
100 : 전원 안정화 장치 110 : 충방전부
111 : 메인 케이스 112 : 상부 케이스
113 : 하부 케이스 114, 115 : 연결 단자
116 : 슈퍼 캐패시터 118 : 회로 기판
120 : 릴레이부 130 : 승압부
140 : 전압 측정부 150 : 제어부
160 : 스위칭부 1: generator 20: battery
100: power stabilization device 110: charging and discharging unit
111: main case 112: upper case
113: lower case 114, 115: connection terminal
116: super capacitor 118: circuit board
120: relay unit 130: boosting unit
140: voltage measurement unit 150: control unit
160: switching unit

Claims (13)

차량에 구비된 배터리와 연결되어 차량 내 전자 기기로 공급되는 전원을 안정화시키기 위한 전원 안정화 장치에 있어서,
하나 이상의 슈퍼 캐패시터를 포함하는 충방전부;
상기 슈퍼 캐패시터로의 전류 흐름을 제1 경로 및 제2 경로 중 어느 하나로 변경시키기 위한 릴레이부;
상기 충방전부에 포함된 슈퍼 캐패시터의 양단 전압을 측정하기 위한 전압측정부; 및
상기 측정된 슈퍼 캐패시터의 양단 전압에 따라 상기 릴레이부의 스위칭 동작을 제어하기 위한 제어부;를 포함하고,
상기 제1 경로의 전류 흐름에 의한 상기 슈퍼 캐패시터의 충전 속도가 상기 제2 경로의 전류 흐름에 의한 상기 슈퍼 캐패시터의 충전 속도보다 빠른 것을 특징으로 하는 차량용 전원 안정화 장치.A power stabilization device for stabilizing power supplied to an electronic device in a vehicle by being connected to a battery provided in a vehicle,
A charging/discharging unit including at least one super capacitor;
A relay unit configured to change the current flow to the super capacitor to one of a first path and a second path;
A voltage measuring unit for measuring a voltage across the super capacitor included in the charging/discharging unit; And
Including; a control unit for controlling the switching operation of the relay unit according to the measured voltage at both ends of the super capacitor,
A vehicle power stabilization device, wherein a charging speed of the super capacitor due to a current flow in the first path is faster than a charging speed of the super capacitor due to a current flow in the second path. 제1항에 있어서, 상기 충방전부는
서로 병렬로 연결된 복수의 슈퍼 캐패시터들을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 전원 안정화 장치.The method of claim 1, wherein the charging and discharging unit
A vehicle power stabilization device comprising a plurality of super capacitors connected in parallel with each other. 제1항에 있어서, 상기 릴레이부는
상기 차량에 구비된 발전기에 상기 배터리와 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 차량용 전원 안정화 장치.The method of claim 1, wherein the relay unit
Power stabilization device for a vehicle, characterized in that connected in parallel with the battery to a generator provided in the vehicle. 제1항에 있어서,
상기 제2 경로에 연결되어 상기 슈퍼 캐패시터의 양단 전압을 승강시키기 위한 승압부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 전원 안정화 장치.The method of claim 1,
And a booster connected to the second path and configured to raise and lower the voltage across the super capacitor. 제1항에 있어서, 상기 제어부는
상기 슈퍼 캐패시터의 양단 전압이 기준 전압 이상인 경우, 상기 제1 경로를 통해 상기 슈퍼 캐패시터로 전류가 공급되도록 상기 릴레이부를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 전원 안정화 장치.The method of claim 1, wherein the control unit
When the voltage at both ends of the super capacitor is greater than or equal to the reference voltage, the relay unit controls the relay to supply current to the super capacitor through the first path. 제1항에 있어서, 상기 제어부는
상기 슈퍼 캐패시터의 양단 전압이 기준 전압 미만인 경우, 상기 제2 경로를 통해 상기 슈퍼 캐패시터로 전류가 공급되도록 상기 릴레이부를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 전원 안정화 장치.The method of claim 1, wherein the control unit
When the voltage at both ends of the super capacitor is less than the reference voltage, the relay unit is controlled to supply current to the super capacitor through the second path. 제1항에 있어서,
상기 차량에 구비된 배터리로부터 상기 슈퍼 캐패시터로의 방향으로만 전류가 흐르도록 제한하기 위한 스위칭부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 전원 안정화 장치.The method of claim 1,
And a switching unit for limiting current to flow only in a direction from the battery provided in the vehicle to the super capacitor. 제7항에 있어서,
상기 스위칭부가 온(ON) 되는 경우, 상기 배터리로부터 공급되는 전류에 의해 상기 슈퍼 캐패시터가 충전되어, 상기 슈퍼 캐패시터의 양단 전압이 상기 배터리의 출력 전압보다 높아지고,
상기 스위칭부가 오프(OFF) 되는 경우, 상기 양단 전압이 높아진 슈퍼 캐패시터로부터 상기 배터리로 전류가 공급되어, 상기 배터리가 충전되는 것을 특징으로 하는 차량용 전원 안정화 장치.The method of claim 7,
When the switching unit is turned on, the super capacitor is charged by the current supplied from the battery, so that the voltage across the super capacitor is higher than the output voltage of the battery,
When the switching unit is turned off, a current is supplied to the battery from a supercapacitor whose voltage at both ends is increased, and the battery is charged. 차량에 구비된 전자 기기에 전원을 공급하기 위한 전원 공급 시스템에 있어서,
차량의 시동 온 시 구동되어 전기 에너지를 발생시키기 위한 발전기;
상기 발전기의 전기 에너지를 공급받아 충전되는 배터리; 및
상기 발전기에 상기 배터리와 병렬로 연결되어, 상기 전자 기기로 공급되는 전원을 안정화시키기 위한 전원 안정화 장치;를 포함하고,
상기 전원 안정화 장치는
하나 이상의 슈퍼 캐패시터를 포함하는 충방전부;
상기 슈퍼 캐패시터로의 전류 흐름을 제1 경로 및 제2 경로 중 어느 하나로 변경시키기 위한 릴레이부;
상기 충방전부에 포함된 슈퍼 캐패시터의 양단 전압을 측정하기 위한 전압측정부; 및
상기 측정된 슈퍼 캐패시터의 양단 전압에 따라 상기 릴레이부의 스위칭 동작을 제어하기 위한 제어부;를 포함하고,
상기 제1 경로의 전류 흐름에 의한 상기 슈퍼 캐패시터의 충전 속도가 상기 제2 경로의 전류 흐름에 의한 상기 슈퍼 캐패시터의 충전 속도보다 빠른 것을 특징으로 하는 전원 공급 시스템.In the power supply system for supplying power to an electronic device provided in a vehicle,
A generator for generating electric energy by being driven when the vehicle is started;
A battery charged by receiving electric energy from the generator; And
Including; a power stabilization device for stabilizing the power supplied to the electronic device, connected in parallel with the battery to the generator,
The power stabilization device
A charging/discharging unit including at least one super capacitor;
A relay unit configured to change the current flow to the super capacitor to one of a first path and a second path;
A voltage measuring unit for measuring a voltage across the super capacitor included in the charging/discharging unit; And
Including; a control unit for controlling the switching operation of the relay unit according to the measured voltage at both ends of the super capacitor,
A power supply system, wherein a charging rate of the super capacitor by the current flow in the first path is faster than a charging rate of the super capacitor by the current flow in the second path. 제9항에 있어서, 상기 전원 안정화 장치는
상기 제2 경로에 연결되어 상기 슈퍼 캐패시터의 양단 전압을 승강시키기 위한 승압부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 시스템The method of claim 9, wherein the power stabilization device
A booster connected to the second path and configured to increase and decrease the voltage across the super capacitor. 제9항에 있어서, 상기 전원 안정화 장치의 제어부는
상기 슈퍼 캐패시터의 양단 전압이 기준 전압 이상인 경우 상기 제1 경로를 통해 상기 슈퍼 캐패시터로 전류가 공급되도록 상기 릴레이부를 제어하고,
상기 슈퍼 캐패시터의 양단 전압이 상기 기준 전압 미만인 경우, 상기 제2 경로를 통해 상기 슈퍼 캐패시터로 전류가 공급되도록 상기 릴레이부를 제어하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 시스템.The method of claim 9, wherein the control unit of the power stabilization device
When the voltage at both ends of the super capacitor is greater than or equal to the reference voltage, controlling the relay unit to supply current to the super capacitor through the first path,
When the voltage across the super capacitor is less than the reference voltage, the relay unit is controlled to supply current to the super capacitor through the second path. 제9항에 있어서, 상기 전원 안정화 장치는
상기 배터리로부터 상기 슈퍼 캐패시터로의 방향으로만 전류가 흐르도록 제한하기 위한 스위칭부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 시스템.The method of claim 9, wherein the power stabilization device
And a switching unit for limiting current to flow only in a direction from the battery to the super capacitor. 제12항에 있어서,
상기 스위칭부가 온(ON) 되는 경우, 상기 배터리로부터 공급되는 전류에 의해 상기 슈퍼 캐패시터가 충전되어, 상기 슈퍼 캐패시터의 양단 전압이 상기 배터리의 출력 전압보다 높아지고,
상기 스위칭부가 오프(OFF) 되는 경우, 상기 양단 전압이 높아진 슈퍼 캐패시터로부터 상기 배터리로 전류가 공급되어, 상기 배터리가 충전되는 것을 특징으로 하는 전원 공급 시스템.The method of claim 12,
When the switching unit is turned on, the super capacitor is charged by the current supplied from the battery, so that the voltage across the super capacitor is higher than the output voltage of the battery,
When the switching unit is turned off, a current is supplied to the battery from a supercapacitor whose voltage at both ends is increased, and the battery is charged.
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