KR20230073444A - Integral energy storage and power generation device using a pure electrolytic capacitor and a supercapacitor. - Google Patents
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Abstract
본 발명은 순수 전해 커패시터와 슈퍼 커패시터를 이용한 일체형 에너지저장 및 발전장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 슈퍼 커패시터와 전해 커패시터를 이용한 일체형 에너지저장 및 발전장치를 설계하는 방법에 있어서, 배터리 커패시터 단위 셀 6개를 직렬 연결한 배터리팩 단계; 상기 슈퍼 커패시터 단셀 1개와 상기 전해 커패시터의 단셀 1개를 직렬 연결하여 하나의 모듈을 만든 단계; 및 상기 슈퍼 커패시터와 상기 전해 커패시터를 2개를 직렬 연결한 모듈을 6개의 모듈로 만든 단계; 상기 6개의 모듈을 병렬로 결합하여 에너지발전장치를 만든 단계; 상기 배터리팩과 상기 에너지발전장치를 병렬로 통합하여 순수 전해 커패시터와 슈퍼 커패시터를 이용한 일체형 에너지저장 및 발전장치를 완성하는 것을 특징으로 한다.
또한 슈퍼 커패시터는 전기이중층 커패시터(EDLC)로써, 충방전 사이클이 반영구적으로 유지보수가 필요 없고, 대전류 충방전이 가능하며 온도 특성이 우수하여 화재 및 폭발을 방지하며, 전해 커패시터는 충전과 방전만하는 전해 커패시터로 수명이 반영구적이며 화재 및 폭발위험성이 없고, 전해 커패시터의 충방전 RC 회로식 Vc = V(1-e^(t/RC)) 이므로 저항을 쓰지 않았을 때 1초당 충방전 횟수에 의해 전류 값이 만들어지므로 이것은 자체적으로 전류를 만들어 에너지효율을 높이고, 최고의 효율과 안전성을 확보하며, 에너지 밀도가 낮은 슈퍼 커패시터의 단점을 보완할 수 있는 것을 특징으로 한다.
또한 순수 커패시터의 장점만 모아 하나의 일체형 에너지저장 및 발전장치를 만들어 충방전 사이클이, 다른 납산 배터리나 리튬 계열의 배터리 보다 수십 배 길어 배터리 교체비용이나 폐배터리 처리로 인한 환경비용도 절감할 수 있고, 신재생 에너지 저장장치뿐만 아니라 전기 자동차 및 전동차, 기타 모든 배터리 산업에 적용할 수 있는 것을 특징으로 하는 순수 전해 커패시터와 슈퍼 커패시터를 이용한 일체형 에너지저장 및 발전장치의 설계 방법을 제공한다.The present invention relates to an integrated energy storage and power generation device using a pure electrolytic capacitor and a supercapacitor, and more particularly, to a method for designing an integrated energy storage and power generation device using a supercapacitor and an electrolytic capacitor, battery capacitor unit cell 6 A battery pack step in which the dogs are connected in series; making one module by serially connecting one single cell of the supercapacitor and one single cell of the electrolytic capacitor; and making six modules by connecting two supercapacitors and two electrolytic capacitors in series. Creating an energy generating device by combining the six modules in parallel; It is characterized by integrating the battery pack and the energy generation device in parallel to complete an integrated energy storage and power generation device using a pure electrolytic capacitor and a supercapacitor.
In addition, the supercapacitor is an electric double layer capacitor (EDLC), which requires no maintenance for semi-permanent charge and discharge cycles, can charge and discharge with high current, and has excellent temperature characteristics to prevent fire and explosion, while electrolytic capacitors only charge and discharge. As an electrolytic capacitor, its lifespan is semi-permanent and there is no risk of fire or explosion. Since the charge and discharge RC circuit formula Vc = V(1-e^(t/RC)) of an electrolytic capacitor, the current by the number of charge and discharge per second when no resistor is used Since the value is created, it is characterized by being able to increase energy efficiency by generating current on its own, securing the highest efficiency and safety, and supplementing the disadvantages of supercapacitors with low energy density.
In addition, by combining only the advantages of pure capacitors to create an integrated energy storage and power generation device, the charge and discharge cycles are dozens of times longer than other lead-acid batteries or lithium-based batteries, reducing battery replacement costs or environmental costs due to disposal of waste batteries. , It provides a design method of an integrated energy storage and power generation device using pure electrolytic capacitors and supercapacitors, which is applicable to not only renewable energy storage devices but also electric vehicles and trains, and all other battery industries.
Description
본 발명은 순수 전해커패시터와 슈퍼 커패시터를 이용하여 일체형 에너지저장 및 발전장치를 설계하는 방법에 관한 것으로, 상세하게는 에너지저장장치를 구성하는 배터리캡부와, 슈퍼 커패시터와 전해 커패시터를 이용하여 에너지 발전장치를 구현하여, 배터리캡과 에너지발전장치를 병렬로 결합하여 순수 전해커패시터와 슈퍼 커패시터를 이용한 일체형 에너지저장 및 발전장치를 설계하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for designing an integrated energy storage and power generation device using a pure electrolytic capacitor and a supercapacitor, and more particularly, to an energy generation device using a battery cap constituting the energy storage device, a supercapacitor, and an electrolytic capacitor. It relates to a method of designing an integrated energy storage and power generation device using a pure electrolytic capacitor and a supercapacitor by combining a battery cap and an energy generation device in parallel by implementing a.
보다 상세하게는 대용량 배터리 커패시터를 직렬연결하여 배터리팩을 만들고, 슈퍼 커패시터와 전해 커패시터를 직렬 및 병렬 연결한 모듈을 이용해 에너지발전장치를 설계하고, 상기 배터리팩과 상기 에너지발전장치를 결합하여 에너지발전을 통해 자가 전기를 만들어, 빠른 충방전으로 에너지효율을 높일 수 있는 순수 전해커패시터와 슈퍼 커패시터를 이용한 일체형 에너지저장 및 발전장치를 만드는 방법 및 장치에 관한 것이다.More specifically, a battery pack is made by connecting large-capacity battery capacitors in series, an energy generating device is designed using a module in which a supercapacitor and an electrolytic capacitor are connected in series and parallel, and energy is generated by combining the battery pack and the energy generating device. It relates to a method and device for making an integrated energy storage and power generation device using pure electrolytic capacitors and supercapacitors capable of generating self-electricity through rapid charging and discharging to increase energy efficiency.
에너지저장장치는 ESS(Storage System), PCS 등으로 구성되어 있으며, ESS는 배터리 방식과 비 배터리방식으로 구분된다.Energy storage system consists of ESS (Storage System) and PCS, and ESS is divided into battery type and non-battery type.
배터리 방식은 전기에너지를 화학에너지로 저장하는 것으로, 납축전지, 니켈수소전지, 리튬 이차전지, 나트륨 황전지, 레독스 흐름전지, 슈퍼커패시터 등을 포함한다.The battery method stores electrical energy as chemical energy, and includes lead-acid batteries, nickel-metal hydride batteries, lithium secondary batteries, sodium sulfur batteries, redox flow batteries, supercapacitors, and the like.
배터리 방식인 에너지저장장치(ESS, Energy Storage System)는 발전소에서 생산된 전력을 저장해 두었다가 전력이 가장 필요한 시기와 장소에 공급해 에너지 효율을 높이는 시스템으로, 에너지 효율의 극대화 뿐 아니라 전력수요의 불확실성을 해결하고 신재생에너지를 안정적으로 공급하여 전력 이용 효율을 높이는 시스템이다. 또한 갑작스러운 정전이 발생했을 때 등 비상상황에서 실시간으로 전력를 공급하고, 전파가 잘 닿지 않는 곳에 설치하여 전파가 원활하게 닿을 수 있게 하는 등의 역할을 한다. The battery-type Energy Storage System (ESS) is a system that increases energy efficiency by storing power generated by power plants and supplying it to the time and place where power is most needed. It is a system that increases the efficiency of power use by supplying new and renewable energy stably. In addition, it supplies power in real time in emergency situations, such as when a sudden power outage occurs, and plays a role such as enabling smooth transmission of radio waves by installing it in a place where radio waves do not reach well.
ESS는 배터리, PCS, BMS, EMS로 구성되며, 에너지를 저장하는 셀과 모듈, 랙 단위로 구성되는데 셀을 여러 개 묶어 모듈을 구성한 뒤, 각각의 모듈을 커다란 랙으로 만들어 사용한다. 모듈은 셀을 열과 진동 등의 외부 충격에서 보호할 수 있도록 셀을 하나의 프레임에 넣어 조립한 형태이며, 이러한 모듈들을 모아 배터리 온도나 전압 등의 상태를 확인하고 관리하는 각종 보호시스템들을 추가해 Rack(랙)을 구성하게 된다.ESS consists of a battery, PCS, BMS, and EMS, and consists of cells that store energy, modules, and rack units. Several cells are bundled to form a module, and each module is used by making a large rack. The module is a form of assembling cells in a frame to protect them from external shocks such as heat and vibration. rack).
PCS는 교류를 직류로, 직류를 교류로 바꿔주는 전력제어장치이며, BMS는 ESS에 들어가는 수십, 수천 개의 셀을 하나처럼 움직이게 하여, 셀과 모듈의 전압, 충전과 방전의 전류를 모니터링하고, 내부 온도를 측정해 이상이 감될 경우 충전과 방전을 중단시키는 역할을 수행한다.PCS is a power control device that changes alternating current to direct current and direct current to alternating current, and BMS moves dozens or thousands of cells entering the ESS as one, monitoring the voltage of cells and modules, current of charging and discharging, and It measures the temperature and plays the role of stopping charging and discharging when an abnormality is detected.
EMS는 ESS에 저장되어 있는 전기량을 모니터링하는 시스템으로 ESS의 전반적인 운영 소프트웨어 역할을 하며, ESS의 발전량, 충전량, 방전량, 운행이력 등 데이터를 관하고 ESS장치의 감시 제어하는 에너지관리시스템이다.EMS is a system that monitors the amount of electricity stored in the ESS and serves as the overall operation software of the ESS.
ESS의 배터리는 지금까지 리튬이차전지를 주로 사용하였다. 하지만 화재우려로 인해 ESS의 안정성에 대한 의문이 계속되고 있다. ESS 보급량이 증가하면서 2017년 5월부터 ESS에 화재가 발생하기 시작해 2019년 6월까지 20건이 넘는 ESS 화재 사고가 발생하였다. 산업자원통상부 발표에 따르면 화재의 원인은 배터리의 온도가 급상승할 때 이상이 있음을 경고해 주거나, 전원을 차단하는 시스템인 운용시스템의 오작동으로 예측된다고 조사에서 규명하고 있다. 대략 28개의 사업장에서 화재가 발생하여 사업장 기준으로 화재 확률은 1.73%로 수치상으로는 크지 않은 것처럼 보일 수 있지만, 한번 화재가 발생했을 때 발전소 가동을 못하는 시간을 고려하면, 그 피해가 클 것이라고 예측해 볼 수 있다. ESS batteries have mainly used lithium secondary batteries so far. However, due to fire concerns, questions about the safety of ESS continue. As the supply of ESS increased, fire started to occur in ESS from May 2017, and more than 20 ESS fire accidents occurred by June 2019. According to the announcement of the Ministry of Commerce, Industry and Energy, the cause of the fire is predicted to be a malfunction of the operating system, a system that warns that there is an abnormality when the temperature of the battery rises rapidly, or cuts off the power. Fires broke out in approximately 28 workplaces, and the probability of fire based on workplaces was 1.73%, which may not seem like a big deal numerically. there is.
리튬이온 배터리는 섭씨 40도를 기점으로 성능에 문제가 생기기 시작해 60도를 넘으면 부풀어 오르게 되고 150도 이상부터는 가스가 발생, 이 상태가 30분 이상 지속되면 발화하고 부풀어 오르는 단계에 진입하게 되면 이미 배터리는 손상돼 재사용이 불가능해 진다. 또한 태양광 PV나 풍력발전은 자연에 의존하는 에너지로 기후변화에 발전량이 변하기 때문에 전력 공급은 불규칙해질 수밖에 없었다. 이에 순수 커패시터를 이용한 ESS, 에너지저장장치의 개발이 요구되었다.Lithium-ion batteries begin to have performance problems at 40 degrees Celsius, and when the temperature exceeds 60 degrees, they swell, and from 150 degrees or more, gas is generated. is damaged and cannot be reused. In addition, since solar PV and wind power generation are energy dependent on nature, and the amount of power generation changes due to climate change, power supply has no choice but to be irregular. Accordingly, the development of ESS and energy storage devices using pure capacitors was required.
상기 문제점을 해결하기 위해 본 발명의 목적은 에너지 밀도가 낮은 슈퍼 커패시터의 단점을 보완하기 위해 전해 커패시터를 직렬 및 병렬연결 형태로 결합하여 높은 용량과 전류를 만들어 빠르게 인가할 수 있는 에너지발전장치를 설계하고, 대용량 배터리 커패시터를 이용한 배터리팩과 병렬로 결합하여 순수 커패시터를 이용한 일체형 에너지 저장 및 발전장치를 제공하는데 있다.In order to solve the above problems, an object of the present invention is to design an energy generation device that can quickly apply high capacity and current by combining electrolytic capacitors in series and parallel connection form to compensate for the disadvantages of supercapacitors with low energy density. And, to provide an integrated energy storage and power generation device using a pure capacitor by combining in parallel with a battery pack using a large-capacity battery capacitor.
또한, 본 발명의 다른 목적은 슈퍼 커패시터는 에너지밀도가 낮아 슈퍼 커패시터만을 사용해서는 높은 용량의 에너지를 만들 수 없기 때문에 전해 커패시터의 충방전을 통한 전류 값을 이용하여 전류를 만들어 빠르게 전류를 보내도록 설계하는 것이며, 슈퍼 커패시터의 특성인 충방전 사이클이 반영구적으로 유지보수가 필요 없고, 대전류 충방전이 가능하며, 온도 특성이 우수하여 화재 및 폭발위험이 없는 순수 커패시터를 제공하여 신재생에너지의 불안정한 출력 변동성을 완화시키며, 폭발이 없고 화재로부터 안전하게 하여 태양광 발전 효율성을 향상 시킬 수 있는 순수 커패시터를 이용한 일체형 에너지저장 및 발전장치를 제공하는데 있다.In addition, another object of the present invention is to create a current using the current value through charging and discharging of the electrolytic capacitor and quickly send the current because the supercapacitor has low energy density and cannot produce high capacity energy using only the supercapacitor. It is to provide a pure capacitor that does not require semi-permanent maintenance for the charge/discharge cycle, which is a characteristic of a supercapacitor, is capable of charging and discharging at high current, and has excellent temperature characteristics, so there is no risk of fire or explosion, thereby reducing unstable output variability of renewable energy. It is to provide an integrated energy storage and power generation device using pure capacitors that can improve the efficiency of photovoltaic power generation by mitigating, explosion-free and safe from fire.
본 발명의 또 다른 목적은, 전해 커패시터는 충전방전만하는 커패시터로 수명이 반영구적이며 화재 및 폭발위험성이 없고, 에너지를 만드는 전해 커패시터의 충방전 RC 회로식을 통해 저항을 쓰지 않았을 때 1초당 충방전 횟수에 의해 에너지 값을 구현할 수 있는 순수 전해 커패시터와 슈퍼 커패시터를 이용한 일체형 에너지저장 및 발전장치를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is that the electrolytic capacitor is a capacitor that only charges and discharges, has a semi-permanent lifespan, has no risk of fire and explosion, and charges and discharges per second when no resistance is used through an RC circuit for charging and discharging an electrolytic capacitor that creates energy. It is to provide an integrated energy storage and power generation device using a pure electrolytic capacitor and a supercapacitor capable of realizing energy values by
본 발명의 또 다른 목적은 슈퍼 커패시터와 전해 커패시터를 이용한 에너지발전시스템은 사용 부하의 용량에 따라 에너지발전장치를 설계할 수 있고, 대용량의 에너지저장장치도 구현할 수 있으며, 배터리 커패시터를 이용한 배터리 팩과 결합하여 에너지의 효율을 더욱 향상시킬 수 있는 순수 전해 커패시터와 슈퍼 커패시터를 이용한 일체형 에너지저장 및 발전장치를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is that an energy generation system using a supercapacitor and an electrolytic capacitor can design an energy generation device according to the capacity of a used load, implement a large-capacity energy storage device, and use a battery pack and a battery pack using a battery capacitor. It is an object of the present invention to provide an integrated energy storage and power generation device using a pure electrolytic capacitor and a supercapacitor that can further improve energy efficiency by combining.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 배터리 커패시터 단위 셀 6개를 직렬 연결하여 배터리 팩1을 구현하는 단계; 단위 셀의 슈퍼 커패시터와 단위 셀의 전해 커패시터를 직렬 연결하여 모듈을 만들고 다수의 모듈을 병렬 연결하여 에너지발전장치를 만드는 단계; 상기 배터리 커패시터 단위 셀을 직렬 연결하여 전압과 전류를 만든 배터리 팩과 상기 슈퍼 커패시터 및 상기 전해커패시터로 구성된 에너지발전장치를 병렬로 결합하여 상기 순수 전해커패시터와 슈퍼 커패시터를 이용한 일체형 에너지저장 및 발전장치의 방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention implements a battery pack 1 by connecting six battery capacitor unit cells in series; Making a module by connecting a supercapacitor of a unit cell and an electrolytic capacitor of a unit cell in series, and making an energy generator by connecting a plurality of modules in parallel; An integrated energy storage and power generation device using the pure electrolytic capacitor and the supercapacitor by combining in parallel an energy generation device composed of the battery pack and the supercapacitor and the electrolytic capacitor, in which voltage and current are generated by connecting the battery capacitor unit cells in series. provides a way
상기 배터리팩을 구성하는 배터리 커패시터는 권취형 캔 타입으로 리튬전지대비 10배, 납산 배터리의 40배의 수명, 기존 전지 완충 시간 1시간 대비 6분 이내(10C) 완충 가능한 배터리 커패시터가 바람직하다. The battery capacitor constituting the battery pack is a winding-type can type battery capacitor that can be charged within 6 minutes (10C) compared to 1 hour of conventional battery charging time, 10 times longer than lithium batteries and 40 times longer than lead-acid batteries.
상기 배터리 커패시터는 에너지 효율에서는 기존 전지 10C 충방전 시 25% 효율 대비 80% 이상 용량 구현이 가능하며, 화재 및 폭발위험이 없는 것이 바람직하다.In terms of energy efficiency, the battery capacitor can realize a capacity of 80% or more compared to 25% efficiency when charging and discharging a conventional battery at 10C, and it is preferable that there is no risk of fire or explosion.
상기 단 셀의 슈퍼 커패시터와 단 셀의 전해 커패시터를 직렬 연결하여 각각 2개의 단 셀로 모듈을 만들고, 만들어진 모듈을 사용하고자하는 전류 용량에 맞게 다수의 모듈을 병렬 연결하여 에너지 발전 장치를 설계하되, 상기 슈퍼 커패시터는 전기이중층 커패시터(EDLC)로써, 충방전 사이클이 반영구적이며, 온도 특성이 우수하고 화재 및 폭발위험이 없는 것이 바람직하다.The supercapacitor of the single cell and the electrolytic capacitor of the single cell are connected in series to make a module with two single cells, respectively, and to design an energy generator by connecting a plurality of modules in parallel according to the current capacity to use the created module, The supercapacitor is an electric double layer capacitor (EDLC), and preferably has a semi-permanent charge/discharge cycle, excellent temperature characteristics, and no risk of fire or explosion.
상기 에너지발전장치는 순수 커패시터를 이용하여 전기회로의 R,(동상회로) L,(지상회로) C,(진상회로) 중 커패시터만을 사용하여 C회로 즉 위상차가 90도 빠른 진상회로를 구현하되, 전해 커패시터는 충전방전만 하는 커패시터로써 충방전 RC 회로식은 Vc = V(1-e^(t/RC)) 이므로 저항을 쓰지 않았을 때 1초당 충방전 횟수에 의해 에너지 값을 만들어 사용 부하가 발생할 때 전류를 빨리 보내며, 수명이 반영구적이며 화재 및 폭발이 없고, 충전과 방전을 통해 에너지를 만드는 것을 특징으로 이루어지는 것이 바람직하다.The energy generator uses pure capacitors to implement a C circuit, that is, a phase-advance circuit with a phase difference of 90 degrees, An electrolytic capacitor is a capacitor that only charges and discharges. The charge and discharge RC circuit formula is Vc = V (1-e^(t/RC)), so when a resistor is not used , the energy value is created by the number of charge and discharge per second when a load occurs. It is preferable to send current quickly, have a semi-permanent lifespan, have no fire or explosion, and make energy through charging and discharging.
상기 슈퍼 커패시터와 전해 커패시터로 이루어진 상기 에너지발전장치에서 만들어진 용량은 배터리팩을 보다 빨리 충전하며, 나머지 전류는 사용부하에 바로 인가되므로 전압강하를 줄일 수 있고, 전체 배터리팩의 저항은 낮춰 배터리 효율이 향상되는 것을 특징으로 이루어지는 것이 바람직하다.The capacity generated by the energy generator consisting of the supercapacitor and the electrolytic capacitor charges the battery pack more quickly, and the remaining current is directly applied to the load, so the voltage drop can be reduced and the resistance of the entire battery pack is lowered to improve battery efficiency. It is preferable that it is characterized in that it is improved.
본 발명에 따른 순수 커패시터를 이용한 일체형 에너지발전 저장장치는 고출력 고용량 LTO 권취형 캔 타입의 배터리 커패시터를 사용함으로써, Cycle Life는 리튬전지대비 10배, 납산 배터리의 40배의 수명, 기존 전지 완충 시간 1시간 대비 6분 이내(10C) 완충 가능하며, 에너지 효율에서는 기존 전지 10C 충방전 시 25% 효율 대비 80% 이상 용량 구현이 가능하며, 화재 및 폭발위험을 방지하는 효과가 있다.The integrated energy generation storage device using a pure capacitor according to the present invention uses a high-power, high-capacity LTO winding can type battery capacitor, so the cycle life is 10 times that of a lithium battery, 40 times that of a lead-acid battery, and the charging time of a conventional battery is 1 It can be fully charged within 6 minutes compared to the time (10C), and in terms of energy efficiency, it is possible to realize more than 80% capacity compared to 25% efficiency when charging and discharging the existing battery at 10C, and it is effective in preventing fire and explosion hazards.
또한 본 발명에 따른 슈퍼 커패시터는 전기이중층 커패시터(EDLC)로써, 충방전 사이클이 반영구 적으로 유지보수가 필요 없으며 대전류 충방전이 가능하며 온도 특성이 우수하며 화재 및 폭발위험을 방지하는 효과가 있다.In addition, the supercapacitor according to the present invention is an electric double layer capacitor (EDLC), which requires no maintenance for semi-permanent charge and discharge cycles, can be charged and discharged with high current, has excellent temperature characteristics, and has an effect of preventing fire and explosion hazards.
또한, 전해 커패시터는 충전과 방전만하는 커패시터로 수명이 반영구적이며 화재 및 폭발위험성이 없고, 전해 커패시터의 충방전 RC 회로식 Vc = V(1-e^(t/RC)) 이므로 저항을 쓰지 않았을 때 1초에 충방전 횟수에 의해 전류 값이 만들어지므로 이것은 자체적으로 전류를 만들 수 있는 효과가 있다.In addition, the electrolytic capacitor is a capacitor that only charges and discharges, has a semi-permanent lifespan, and has no risk of fire or explosion. Since the electrolytic capacitor's charging and discharging RC circuit formula Vc = V(1-e^(t/RC)), no resistor is used. Since the current value is created by the number of charge/discharge times per second, it has the effect of creating current by itself.
또한 본 발명의 상기 배터리 팩과 슈퍼 커패시터와 전해 커패시터로 이루어진 에너지발전장치를 결합한 순수 커패시터를 이용한 일체형 에너지발전 저장장치는 사용부하의 용량에 맞게 전체 용량을 늘릴 수 있는 순수 커패시터를 이용한 일체형 에너지발전 저장장치를 구현할 수 있는 효과가 있다.In addition, the integrated energy generation storage device using a pure capacitor combining the battery pack, the energy generation device composed of a super capacitor and an electrolytic capacitor of the present invention is an integrated energy generation storage device using a pure capacitor that can increase the total capacity according to the capacity of the load used. There is an effect that can implement the device.
도 10은, 배터리 커패시터이다.
도 20은, 배터리 커패시터의 플러스와 배터리 커패시터의 마이너스를 직렬연결한 동 부스바이다.
도 30은, 슈퍼 커패시터이다. 각각의 모듈로 형성된 슈퍼 커패시터이다.
도 40은, 슈퍼 커패시터의 마이너스 단자와 전해 커패시터 플러스 단자를 직렬연결하기 위한 동 부스바이다. 슈퍼 커패시터와 전해 커패시터를 직렬 연결하여 하나의 모듈을 만들기 위한 것이다.
도 50은, 전해 커패시터이다.
도 60은, 슈퍼 커패시터 플러스 단자와 배터리팩의 플러스 단자를 병렬 연결하는 동 부스바이다.
도 70은, 전해 커패시터의 마이너스 단자를 배터리 커패시터의 마이너스 단자와 병렬 연결하기 위한 동 부수 바이다. 슈퍼 커패시터와 전해 커패시터의 직렬 연결된 한 모듈의 전해 커패시터의 마이너스 단자를 배터리팩의 마이너스 단자와 병렬 연결하기 위한 동 부스 바
도 80은, 배터리팩 플러스 인출용 난연 케이블이다.
도 90은, 배터리 팩 마이너스 인출용 난연 케이블이다.
도 100은, 배터리 커패시터를 결합한 배터리 팩이다.
도 110은, 슈퍼 커패시터와 전해 커패시터를 직렬 및 병렬로 결합한 에너지발전장치이다.
도 120은, 배터리 커패시터 단위 셀 6개를 직렬연결한 배터리팩과 슈퍼 커패시터와 전해 커패시터를 직렬 및 병렬 연결한 에너지발전저장장치를 결합하여 설계된 순수 전해 커패시터와 슈퍼 커패시터를 이용한 일체형 에너지발전 저장장치이다.10 is a battery capacitor.
20 is a copper bus bar in which the plus of the battery capacitor and the minus of the battery capacitor are connected in series.
30 is a supercapacitor. It is a supercapacitor formed by each module.
40 is a copper busbar for serially connecting the negative terminal of the supercapacitor and the positive terminal of the electrolytic capacitor. It is to make one module by connecting a supercapacitor and an electrolytic capacitor in series.
50 is an electrolytic capacitor.
60 is a copper busbar connecting the positive terminal of the supercapacitor and the positive terminal of the battery pack in parallel.
70 is a copper auxiliary bar for connecting the negative terminal of the electrolytic capacitor in parallel with the negative terminal of the battery capacitor. Copper bus bar for parallel connection of the negative terminal of the electrolytic capacitor of one module connected in series with the supercapacitor and the negative terminal of the battery pack
80 is a flame retardant cable for pulling out the battery pack plus.
Figure 90 is a flame retardant cable for battery pack minus lead-out.
100 is a battery pack in which a battery capacitor is coupled.
110 is an energy generating device combining a supercapacitor and an electrolytic capacitor in series and parallel.
120 is an integrated energy generation storage device using pure electrolytic capacitors and supercapacitors designed by combining a battery pack in which six battery capacitor unit cells are connected in series and an energy generation storage device in which a supercapacitor and an electrolytic capacitor are connected in series and parallel are combined. .
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들은 슈퍼 커패시터와 전해 커패시터를 이용하여 에너지발전장치를 설계하고, 에너지저장장치를 구성하는 배터리팩에 병렬로 결합하여 일체형 에너지저장 및 발전장치를 만드는 방법에 연관이 있다. 몇몇의 실시 예들에서, 상기 배터리팩은 하나 또는 복수의 배터리팩들을 가지고 상기 슈퍼 커패시터와 상기 전해 커패시터로 이루어진 에너지발전장치는 하나 또는 복수의 에너지발전장치를 가진다. 상기 순수 전해 커패시터와 슈퍼 커패시터만을 이용한 일체형 에너지저장 및 발전장치는 상기 배터리 커패시터와 상기 슈퍼 커패시터, 상기 전해 커패시터로 알려진 다양한 기술에 기초하고 있을 수 있다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명되는 실시 예에 한정되지 않는다. 이하, 본 발명에서 실시하고자 하는 구체적인 기술내용에 대해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention design an energy generation device using a supercapacitor and an electrolytic capacitor, and combine in parallel with a battery pack constituting an energy storage device to form an integrated energy storage and power generation device. It has to do with how it is made. In some embodiments, the battery pack has one or a plurality of battery packs, and the energy generating device including the supercapacitor and the electrolytic capacitor has one or a plurality of energy generating devices. The integrated energy storage and power generation device using only the pure electrolytic capacitor and the supercapacitor may be based on various technologies known as the battery capacitor, the supercapacitor, and the electrolytic capacitor. It will be described in detail so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. However, the present invention may be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings for the specific technical content to be carried out in the present invention will be described in detail.
도 10은 배터리 커패시터이다. 배터리 커패시터 6개의 단위 셀을 직렬연결한 배터리팩이며, 배터리 커패시터는 고출력 고용량 LTO 배터리로서 권취형 캔 타입으로 사이클 라이프는 리튬전지 대비 10배, 납산 배터리의 40배의 수명을 가지고 있고, 기존 전지 완충 시간 1시간 대비 6분 이내(10C) 완충 가능하다. 에너지 효율에서는 기존 리튬전지 10C 충방전 시 25% 효율 대비 80% 이상 용량 구현이 가능하다. 짧은 시간에 충전이 가능한 것을 특징으로 하며 화재 및 폭발위험이 없는 특성을 포함하여 이루어진다. 또한, 상기 배터리 커패시터를 대체하여, 납산 배터리나, 리튬계열의 배터리 기타 등등의 모든 종류의 배터리 셀을 사용할 수 있는 것을 더 포함할 수 있다.10 is a battery capacitor. Battery pack is a battery pack in which six unit cells of the battery capacitor are connected in series. The battery capacitor is a high-power, high-capacity LTO battery and is a wound-type can type. The cycle life is 10 times that of lithium batteries and 40 times that of lead-acid batteries. It can be fully charged within 6 minutes (10C) compared to 1 hour. In terms of energy efficiency, it is possible to realize more than 80% capacity compared to 25% efficiency when charging and discharging existing lithium batteries at 10C. It is characterized in that it can be charged in a short time and includes characteristics that do not have fire or explosion hazards. In addition, it may be further included that all types of battery cells such as lead-acid batteries or lithium-based batteries can be used instead of the battery capacitors.
도 20은, 배터리 커패시터의 플러스와 배터리 커패시터의 마이너스를 직렬연결한 동 부스바이다. 또한, 동 부스 바를 대신해 전선이나 케이블도 사용 가능한 것을 포함하여 이루어진다.20 is a copper bus bar in which the plus of the battery capacitor and the minus of the battery capacitor are connected in series. In addition, it is made including those that can use wires or cables instead of copper busbars.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 또 다른 에너지발전장치에 대해 설명한다.Hereinafter, another energy generating device according to an embodiment of the present invention will be described.
도 30은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 에너지발전장치의 슈퍼 커패시터이다. 상기 슈퍼 커패시터와 상기 전해 커패시터 각각의 단셀 2개로 하나의 모듈을 만들고, 이렇게 직렬연결한 모듈 6개를 설계하여 병렬로 결합된 것이다. 상기 슈퍼 커패시터는 전기이중층 커패시터(EDLC)로써, 충방전 사이클이 반영구 적으로 유지보수가 필요 없으며, 대전류 충방전이 가능하며 온도 특성이 우수하고 화재 및 폭발위험을 방지할 수 있는 것을 포함하여 이루어진다. 30 is a supercapacitor of an energy generating device according to another embodiment of the present invention. One module is made with two single cells of the supercapacitor and the electrolytic capacitor, and six modules connected in series are designed and combined in parallel. The supercapacitor is an electric double layer capacitor (EDLC), which requires no maintenance in a semi-permanent charge/discharge cycle, is capable of charging and discharging at high current, has excellent temperature characteristics, and can prevent fire and explosion hazards.
도 40은, 상기 슈퍼 커패시터의 마이너스 단자와 상기 전해 커패시터 플러스 단자를 직렬연결하기 위한 동 부스바이다. 동 부스 바를 대신해 전선이나 케이블도 사용 가능한 것을 포함하여 이루어진다. 상기 슈퍼 커패시터의 에너지밀도가 낮은 단점을 보완하기 위해 충방전 사이클이 좋은 상기 전해 커패시터를 결합(모듈)하여 에너지발전시스템을 구현하는 것을 더 포함하여 이루어진다.40 is a copper busbar for serially connecting the negative terminal of the supercapacitor and the positive terminal of the electrolytic capacitor. Instead of copper busbars, wires or cables are also available, including those that can be used. In order to compensate for the low energy density of the supercapacitor, an energy generation system may be implemented by combining (module) the electrolytic capacitor having a good charge/discharge cycle.
도 50은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 에너지발전장치의 전해 커패시터이다. 상기 전해 커패시터는 상기 슈퍼 커패시터와 각각의 단위 셀 2개를 직렬로 연결된 모듈로 6개의 모듈을 설계하여 병렬로 결합한 것이며, 상기 전해 커패시터는 충전방전만하는 커패시터로 수명이 반영구적이며 화재 및 폭발위험성이 없는 것을 포함하여 이루어진다. 또한 상기 전해 커패시터 충방전 RC 회로식 Vc = V(1-e^(t/RC)) 이므로 저항을 쓰지 않았을 때 1초당 충방전 횟수에 의해 전류 값이 만들어지므로, 상기 전해 커패시터 자체적으로 전류를 만들어 상기 슈퍼 커패시터의 에너지밀도가 낮은 단점을 보완할 수 있는 것을 더 포함하여 이루어진다.50 is an electrolytic capacitor of an energy generating device according to another embodiment of the present invention. The electrolytic capacitor is a module in which the supercapacitor and two unit cells of each are connected in series, and six modules are designed and combined in parallel. made including In addition, since the electrolytic capacitor charge/discharge RC circuit formula Vc = V(1-e^(t/RC)), since the current value is created by the number of charge and discharge per second when no resistor is used, the electrolytic capacitor itself generates a current It is made to further include that can compensate for the low energy density of the supercapacitor.
도 60은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 에너지발전장치를 도시한 것으로서, 상기 슈퍼 커패시터 플러스 단자와 배터리팩의 플러스 단자를 병렬 연결하는 동 부스바이다. 상기 슈퍼 커패시터는 상기 전해 커패시터와 각각의 단위 셀 2개를 동 부스바로 하나의 모듈을 만들고 이렇게 만들어진 6개 모듈을 병렬로 연결된 것이다. 상기 슈퍼 커패시터의 플러스 단자와 배터리 팩의 플러스 단자를 병렬로 연결하기 위한 동 부스 바를 대신하여 전선이나 케이블도 사용 가능한 것을 포함하고 있다.60 shows an energy generating device according to another embodiment of the present invention, which is a copper bus bar connecting the positive terminal of the supercapacitor and the positive terminal of a battery pack in parallel. The supercapacitor is a module in which the electrolytic capacitor and each of the two unit cells are made into a copper bus bar, and six modules made in this way are connected in parallel. A wire or cable may be used instead of the copper bus bar for connecting the positive terminal of the supercapacitor and the positive terminal of the battery pack in parallel.
도 70은 상기 전해 커패시터의 마이너스 단자를 배터리 커패시터의 마이너스 단자와 병렬 연결하기 위한 동 부수 바이다. 상기 전해 커패시터와 슈퍼 커패시터는 직렬 연결된 모듈이며, 이렇게 직렬 연결된 상기 모듈의 전해 커패시터 마이너스 단자에 배터리 커패시터 마이너스 단자를 동 부스 바를 이용해 병렬로 연결하여 이루어진다. 70 is a copper part for connecting the negative terminal of the electrolytic capacitor in parallel with the negative terminal of the battery capacitor. The electrolytic capacitor and the supercapacitor are modules connected in series, and the negative terminal of the battery capacitor is connected in parallel to the negative terminal of the electrolytic capacitor of the module connected in series in this way using a copper bus bar.
도 80은 배터리팩 플러스 인출용 난연 케이블이다. 상기 배터리 커패시터 모듈의 플러스 단자와 상기 슈퍼 커패시터와 상기 전해 커패시터 6개의 모듈과 연결된 상기 슈퍼 커패시터의 플러스 단자를 병렬 결합하여 사용 부하에 연결하기 위한 난연 케이블을 포함하며,80 is a flame retardant cable for pulling out the battery pack plus. A flame retardant cable for connecting a positive terminal of the battery capacitor module and a positive terminal of the super capacitor connected to the super capacitor and the six modules of the electrolytic capacitor in parallel to a load,
상기 난연 케이블을 대신하여 배터리 인출용으로 케이블이나 전선 및 동 부스 바도 사용할 수 있는 것을 더 포함하여 이루어진다.Instead of the flame retardant cable, a cable or wire and a copper bus bar can also be used for battery withdrawal.
도 90은 배터리 팩 마이너스 인출용 난연 케이블이다. 배터리팩의 마이너스 단자와 상기 전해 커패시터의 마이너스 단자와 병렬 연결한 것이며, 사용 부하에 연결하기 위한 난연 케이블이다. 상기 배터리팩 마이너스 인출용은 난연 케이블대신에 전선 및 동 부스 바를 사용할 수 있는 것을 더 포함하여 이루어진다.90 is a flame retardant cable for pulling out the battery pack negative. The negative terminal of the battery pack is connected in parallel with the negative terminal of the electrolytic capacitor, and is a flame retardant cable for connecting to a used load. The negative withdrawal of the battery pack further includes being able to use electric wires and copper busbars instead of flame retardant cables.
도 100은 배터리 커패시터를 결합한 배터리 팩이다. 상기 배터리 팩을 다수로 병렬 연결하여 배터리 용량을 키울 수 있는 것을 포함하여 이루어진다. 또한 상기 배터리팩을 구성하는 배터리 커패시터를 대신해 리튬계열의 배터리나 납산 배터리 기타 모든 종류의 배터리를 사용할 수 있는 것을 더 포함하여 이루어진다.100 is a battery pack combining battery capacitors. It is made by connecting a plurality of battery packs in parallel to increase battery capacity. In addition, it is further included that all types of batteries such as lithium-based batteries or lead-acid batteries can be used instead of the battery capacitors constituting the battery pack.
도 110은 상기 슈퍼 커패시터와 상기 전해 커패시터를 직렬 및 병렬로 결합한 에너지발전장치이다. 상기 슈퍼 커패시터와 상기 전해 커패시터 각각의 2개씩을 직렬연결한 모듈 6개를 병렬로 연결하였다. 상기 전해 커패시터의 충방전을 통해 전류를 만들어 상기 슈퍼 커패시터와 직렬 연결하여 보다 빠른 전류를 보내고자 구현한 에너지 발전용 모듈을 포함하고 있으며, 또한 사용하고자 하는 부하 용량에 맞게 모듈을 늘릴 수 있는 것을 더 포함하여 이루어진다. 110 is an energy generating device combining the supercapacitor and the electrolytic capacitor in series and parallel. Six modules in which two of each of the supercapacitor and the electrolytic capacitor were connected in series were connected in parallel. It includes an energy generation module implemented to send a faster current by making a current through the charging and discharging of the electrolytic capacitor and connecting it in series with the super capacitor, and further increasing the module according to the load capacity to be used. made including
도 120은 배터리 커패시터 단위 셀 6개를 직렬연결한 배터리팩과 상기 슈퍼 커패시터와 상기 전해 커패시터를 직렬 및 병렬연결한 에너지발전장치를 결합하여 순수 전해 커패시터와 슈퍼 커패시터를 이용한 일체형 에너지저장 및 발전장치로 설계된 것을 포함하여 이루어진다.120 is an integrated energy storage and power generation device using a pure electrolytic capacitor and a supercapacitor by combining a battery pack in which six battery capacitor unit cells are connected in series and an energy generation device in which the supercapacitor and the electrolytic capacitor are connected in series and parallel are combined. including designed
따라서 상기 에너지저장 및 발전장치는 사용하고자 하는 높은 전압을 만들기 위해 배터리 커패시터의 단위 셀 수량을 늘려 직렬연결하고, 전체 용량을 높게 하려면 설계된 배터리 모듈을 다수의 병렬 연결하여 용량을 만들 수 있는 것을 더 포함하여 이루어진다. 또한 단위 셀의 배터리 커패시터를 대체하는 다른 모든 종류의 배터리 셀을 사용하는 것을 더 포함할 수 있다.Therefore, the energy storage and power generation device further includes connecting in series by increasing the number of unit cells of the battery capacitor to create a high voltage to be used, and connecting a plurality of designed battery modules in parallel to increase the total capacity to create capacity. It is done by Further, it may further include using all other types of battery cells replacing the battery capacitors of the unit cells.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 순수커패시터를 이용한 일체형 에너지저장 및 발전장치를 실시하기 위한 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상에 해당한다.What has been described above is only an embodiment for implementing an integrated energy storage and power generation device using a pure capacitor according to the present invention, and the present invention is not limited to the above-described embodiment, and as claimed in the following claims Anyone with ordinary knowledge in the field to which the present invention belongs without departing from the gist of the present invention corresponds to the technical spirit of the present invention to the extent that various changes can be made.
본 발명의 순수 전해 커패시터와 슈퍼 커패시터를 이용한 일체형 에너지저장 및 발전장치는 내연기관 자동차, 소방전기에 사용하고 있는 각종 유도등, 비상전등, 중계기 전원반, 화재수신반, UPS(무정전전원장치), 수배전반의 정류기반, 전동차, 전기자동차, 배터리를 사용하는 모든 장비 분야에 적용할 수 있다.The integrated energy storage and power generation device using a pure electrolytic capacitor and a supercapacitor of the present invention is a device for various induction lights, emergency lights, relay power panels, fire receiving panels, UPS (uninterruptible power supply), and switchboards used in internal combustion engine vehicles and firefighting electrics. It can be applied to rectification-based, electric vehicles, electric vehicles, and all equipment fields that use batteries.
Claims (5)
상기 배터리 커패시터 단위 셀 6개를 직렬 연결하여 모듈을 이루는 배터리팩;
상기 배터리 커패시터의 플러스 단자와 상기 배터리 커패시터의 마이너스 단자를 직렬연결한 동 부스 바 ;
상기 슈퍼 커패시터와 상기 전해 커패시터를 직렬 및 병렬로 연결되어 결합된 에너지발전장치;
상기 에너지발전장치는 슈퍼 커패시터의 플러스 단자와 배터리팩의 플러스 단자에 동 부스 바로 병렬 연결한 배터리 팩 플러스 인출용 난연 케이블;을 포함하고,
상기 배터리팩의 마이너스 단자에 상기 에너지발전장치의 전해 커패시터 마이너스 단자를 동 부스 바로 병렬 연결한 배터리팩 마이너스 인출용 난연 케이블;를 포함하되,
상기 동 부스 바를 대신해 전선이나 케이블도 사용 가능한 것을 포함하여 이루어진다.
상기 배터리 팩을 다수로 병렬 연결하여 배터리 용량을 키울 수 있는 것을 포함하며, 상기 배터리 커패시터를 대체하여, 납산 배터리나, 리튬계열의 배터리 기타 등등의 모든 종류의 배터리 셀을 사용할 수 있으며, 에너지발전장치는 모든 배터리에 전해커패시터를 1개 내지 다수로 직렬 및 병렬 연결하여 슈퍼 커패시터와 함께 모듈을 설계할 수 있는 것을 포함하여 이루어진다.
상기 배터리팩의 커패시터는 고출력 고용량 LTO 배터리로서 권취형 캔 타입으로 사이클 라이프는 리튬전지 대비 10배, 납산 배터리의 40배의 수명을 가지고 있고, 기존 전지 완충 시간 1시간 대비 6분 이내(10C) 완충 가능하다. 에너지 효율에서는 기존 리튬전지 10C 충방전 시 25% 효율 대비 80% 이상 용량 구현이 가능하다. 짧은 시간에 충전이 가능한 것을 특징으로 하며 화재 및 폭발위험이 없는 특성이 향상된 순수 커패시터를 이용한 일체형 에너지저장 및 발전장치.In an integrated energy storage and power generation device using a pure electrolytic capacitor and a supercapacitor;
a battery pack forming a module by serially connecting the six battery capacitor unit cells;
a copper bus bar in which the positive terminal of the battery capacitor and the negative terminal of the battery capacitor are connected in series;
an energy generating device in which the supercapacitor and the electrolytic capacitor are connected in series and in parallel;
The energy generator includes a battery pack positive lead-out flame retardant cable connected in parallel to the positive terminal of the supercapacitor and the positive terminal of the battery pack directly to the same bus,
Including, a flame retardant cable for drawing out the battery pack minus by connecting the negative terminal of the electrolytic capacitor of the energy generator to the negative terminal of the battery pack in parallel with the same booth,
In place of the copper bus bar, wires or cables can also be used.
Including increasing battery capacity by connecting a plurality of battery packs in parallel, replacing the battery capacitor, all types of battery cells such as lead-acid batteries, lithium-based batteries, etc. can be used, and energy generators includes being able to design a module with a supercapacitor by connecting one or more electrolytic capacitors in series and parallel to all batteries.
The capacitor of the battery pack is a high-power, high-capacity LTO battery, which is a winding type can type, and has a cycle life of 10 times that of a lithium battery and 40 times that of a lead-acid battery, and is fully charged within 6 minutes (10C) compared to the existing battery charging time of 1 hour. possible. In terms of energy efficiency, it is possible to realize more than 80% capacity compared to 25% efficiency when charging and discharging existing lithium batteries at 10C. An integrated energy storage and power generation device using a pure capacitor with improved characteristics that is characterized by being able to be charged in a short time and has no risk of fire or explosion.
상기 에너지발전장치를 구성하는 상기 슈퍼 커패시터 단셀의 마이너스 단자와 상기 전해 커패시터 단셀의 플러스 단자를 동 부스 바로 직렬연결한 모듈; 및
상기 슈퍼 커패시터와 상기 전해 커패시터 2개를 동 부스 바로 직렬연결한 모듈을 6개의 모듈로 설계;하고,
상기 6개로 설계된 모듈을 병렬로 연결하여 통합된 에너지발전장치.
상기 슈퍼 커패시터는 전기이중층 커패시터(EDLC)로써, 충방전 사이클이 반영구 적으로 유지보수가 필요 없으며, 대전류 충방전이 가능하며 온도 특성이 우수하고 화재 및 폭발위험을 방지할 수 있는 것을 포함하고,
상기 전해 커패시터는 충전방전만하는 전해 커패시터로 수명이 반영구적이며 화재 및 폭발위험성이 없는 것을 포함하며,
상기 전해 커패시터 충방전 RC 회로식 (Vc = V(1-e^(t/RC))을 통해 저항을 쓰지 않았을 때 1초당 충방전 횟수에 의해 전류 값이 만들어지므로, 충방전 사이클이 좋은 상기 전해 커패시터는 자체적으로 전류를 만들어 상기 슈퍼 커패시터의 에너지밀도가 낮은 단점을 보완하는 것을 포함하며, 진상회로를 구현해 전압강하를 방지하는 것을 특징으로 하는 순수 전해 커패시터와 슈퍼 커패시터를 이용한 일체형 에너지저장 및 발전장치.According to claim 1,
A module in which the negative terminal of the supercapacitor unit cell constituting the energy generation device and the positive terminal of the electrolytic capacitor unit cell are connected in series to the same bus bar; and
A module in which the supercapacitor and the two electrolytic capacitors are connected in series to the copper bus bar is designed as 6 modules;
An energy generator integrated by connecting the above six designed modules in parallel.
The supercapacitor is an electric double layer capacitor (EDLC), which requires no maintenance for semi-permanent charge and discharge cycles, is capable of charging and discharging at high current, has excellent temperature characteristics, and can prevent fire and explosion hazards,
The electrolytic capacitor is an electrolytic capacitor that only charges and discharges and has a semi-permanent lifespan and has no risk of fire or explosion,
Through the electrolytic capacitor charge/discharge RC circuit formula (Vc = V(1-e^(t/RC)), when a resistor is not used, the current value is created by the number of charge and discharge per second, so the charge and discharge cycle is good. Integrated energy storage and power generation device using a pure electrolytic capacitor and a supercapacitor, characterized in that the capacitor compensates for the low energy density of the supercapacitor by generating current by itself, and prevents voltage drop by implementing a phase-advance circuit. .
상기 슈퍼 커패시터와 상기 전해 커패시터로 이루어진 에너지발전장치는 상기 전해 커패시터를 이용하여 전류를 만들어 상기 슈퍼 커패시터에 보다 빠른 전류를 보내고자 구현한 에너지 발전용 모듈을 포함하고 있으며,
상기 에너지발전장치는 사용하고자 하는 부하 용량에 맞게 모듈을 늘릴 수 있어, 상기 배터리팩과 상기 에너지발전장치를 결합하여 완성된 순수 전해 커패시터와 슈퍼 커패시터를 이용한 일체형 에너지저장 및 발전장치는 사용하고자 하는 높은 전압을 만들기 위해 배터리 커패시터의 단위 셀 수량을 늘려 직렬연결하고, 전체 용량을 높게 하려면 설계된 배터리 모듈을 다수의 병렬 연결하여 용량을 만들 수 있는 것을 포함한다.
상기 에너지발전장치는 배터리 커패시터의 단위 셀을 대체하여 다른 모든 종류의 배터리 셀을 사용하여 형성될 수 있는 것을 특징으로 하는 순수 전해 커패시터와 슈퍼 커패시터를 이용한 일체형 에너지저장 및 발전장치.According to claim 2,
The energy generation device composed of the supercapacitor and the electrolytic capacitor includes an energy generation module implemented to send a faster current to the supercapacitor by generating current using the electrolytic capacitor,
The energy generator can increase the module according to the load capacity to be used, and the integrated energy storage and power generation device using the pure electrolytic capacitor and the supercapacitor completed by combining the battery pack and the energy generator has a high In order to create voltage, the number of unit cells of battery capacitors is increased and connected in series, and in order to increase the total capacity, a number of designed battery modules are connected in parallel to create capacity.
The energy generation device is an integrated energy storage and power generation device using a pure electrolytic capacitor and a supercapacitor, characterized in that it can be formed using all other types of battery cells by replacing the unit cells of the battery capacitor.
상기 슈퍼 커패시터와 상기 전해 커패시터를 결합한 에너지발전장치는 순수 커패시터만을 사용하여 전기회로의 R,(동상회로) L,(지상회로) C,(진상회로) 중 커패시터만을 사용하여 C회로 즉 위상차가 90도 빠른 진상회로를 구현하는 것을 포함하여 구성되며,
상기 슈퍼 커패시터의 에너지밀도가 낮기 때문에 상기 슈퍼 커패시터만을 사용하여 높은 용량의 에너지를 만들 수 없었던 단점을 상기 전해 커패시터를 결합시킴으로써 해결하였고, 상기 전해 커패시터의 충방전으로 에너지를 만드는 충방전식을 통해 전해 커패시터의 1초당 만들어진 전류를 상기 슈퍼 커패시터의 대전류, 충방전이 가능한 특성을 이용해 상기 슈퍼 커패시터의 큰 힘으로 더 빨리 전류를 보낼 수 있기 때문에 배터리팩을 보다 빨리 충전하며, 나머지 전류는 사용부하에 바로 인가되므로 전압강하를 줄이고, 배터리팩의 저항은 낮춰 에너지 효율이 향상되는 것을 특징으로 하는 순수 전해 커패시터와 슈퍼 커패시터를 이용한 일체형 에너지저장 및 발전장치.According to claim 3,
The energy generation device combining the supercapacitor and the electrolytic capacitor uses only pure capacitors and uses only capacitors among R, (in-phase circuit) L, (phase circuit) C, and (phase-advancing circuit) of the electric circuit to achieve a C circuit, that is, a phase difference of 90 It is also configured to include implementing a fast-paced circuit,
Due to the low energy density of the supercapacitor, the disadvantage of not being able to produce high-capacity energy using only the supercapacitor was solved by combining the electrolytic capacitor, and the electrolysis through a charge-discharge method that generates energy by charging and discharging the electrolytic capacitor. Since the current generated per second of the capacitor can be sent faster with the large power of the supercapacitor by using the characteristics of the supercapacitor that can charge and discharge the large current, the battery pack is charged more quickly, and the remaining current is directly applied to the load. An integrated energy storage and power generation device using pure electrolytic capacitors and supercapacitors, characterized in that voltage drop is reduced and energy efficiency is improved by lowering the resistance of the battery pack.
상기 슈퍼 커패시터를 단위 셀1개 내지 다수의 단위 셀과 상기 전해 커패시터 단위 셀 1개 내지 다수의 단위 셀을 직렬 및 병렬연결로 결합하여 에너지발전장치를 설계하는 것을 포함하며, 상기 에너지발전장치는 사용 부하에 따라 소용량의 에너지저장장치 및 대용량의 에너지저장장치에 대응하여 설계할 수 있고, 내연기관에서 사용하는 어떠한 용량의 배터리 팩과 결합하여 에너지발전장치를 만들 수 있는 것을 특징으로 하는 순수 전해 커패시터와 슈퍼 커패시터를 이용한 일체형 에너지저장 및 발전장치.
According to claim 2,
Designing an energy power generation device by combining one to a plurality of unit cells of the supercapacitor and one to a plurality of unit cells of the electrolytic capacitor in series and parallel connection, wherein the energy power generation device uses A pure electrolytic capacitor characterized in that it can be designed to correspond to a small-capacity energy storage device and a large-capacity energy storage device according to the load, and can be combined with a battery pack of any capacity used in an internal combustion engine to create an energy generating device. All-in-one energy storage and power generation device using supercapacitors.
Priority Applications (1)
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| KR1020210159869A KR20230073444A (en) | 2021-11-19 | 2021-11-19 | Integral energy storage and power generation device using a pure electrolytic capacitor and a supercapacitor. |
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Family Applications (1)
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2021
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