KR20230125759A - 보조 동력 유닛에 의해 구동되는 컨테이너를 운반하는 차량의 에너지 관리 방법 및 시스템 - Google Patents

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Martin Sebastian
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Abstract

보조 동력 유닛에 의해 구동되는 컨테이너를 탑재한 차량의 에너지 관리 방법이 개시된다.
보조 동력 유닛에 의해 구동되는 컨테이너를 운반하는 차량의 에너지 관리 방법은 차량의 추진 및 컨테이너에 동력을 공급하기 위해 차량에서 이용 가능한 총 에너지 자원을 결정하는 단계; 차량의 경로를 따라 보조 동력 유닛으로 컨테이너에 동력을 공급하는 데 필요한 총 에너지 자원의 제1에너지 부분을 결정하는 단계; 차량의 경로를 따라 차량으로 목표 목적지에 도달하기 위해 차량의 적어도 하나의 메인 모터에 동력을 공급하는 데 필요한 총 에너지 자원의 제2에너지 부분을 결정하는 단계; 및 제1에너지 부분 및 제2에너지 부분에 따라 보조 동력 유닛으로부터 차량의 적어도 하나의 메인 모터로 또는 그 반대로 총 에너지 자원의 적어도 부분을 재할당하는 단계를 포함한다.

Description

보조 동력 유닛에 의해 구동되는 컨테이너를 운반하는 차량의 에너지 관리 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR ENGERGY MANAGEMENT OF MOTOR VEHICLE CARRYING CONTAINER POWERED BY AUXILIARY POWER UNIT}
본 발명은 보조 동력 유닛에 의해 구동되는 컨테이너를 운반하는 차량의 에너지 관리 방법 및 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 또한 그러한 시스템을 갖는 차량에 관한 것이다.
환경 문제, 고유가 및 피크 오일 가능성과 같은 요인의 조합으로 인해 보다 깨끗한 대체 연료 및 차량용 첨단 동력 시스템의 개발이 전 세계 많은 정부 및 차량 제조업체의 최우선 과제가 되었다. 따라서, 대체 연료로 작동하는 차량을 위한 다양한 솔루션이 최근 몇 년 동안 점점 더 많이 고안되고 있다. 이와 관련하여 한 가지 특별한 예는 구동력으로 수소 연료를 사용하는 수소 차량이다. 이러한 차량은 일반적으로 내연 기관에서 수소를 연소시키거나 전기 모터에 동력을 공급하기 위해 연료 전지에서 수소를 산소와 반응시켜 수소의 화학적 에너지를 기계적 에너지로 변환한다.
원칙적으로, 수소 차량은 주유소에서 석유나 다른 연료를 충전하는 것과 같은 방식으로 수소 충전소에서 충전될 수 있다. 그러나, 오늘날 수소 연료 충전소는 여전히 제한적이며 전국적인 수소 인프라는 미래를 위한 하나의 과제이다. 이와 관련하여, 림프 홈 기능은 차량이 다음 (이용 가능한) 수소 연료 충전소에 도달할 수 있도록 보장한다. 가능한 주행 거리를 늘리는 것도 비상시 안전 및 편의 조치로 도움이 될 것이다.
특히 온도 조절된 컨테이너를 운반하고 적시에 상품을 배송해야 하는 난방/냉각 화물 트럭의 경우 목표 목적지에 도달하는 것이 중요할 수 있다. 이러한 종류의 트럭은 일반적으로 보조 동력 유닛, 즉 추진 이외의 기능을 위한 에너지를 제공하는 장치에 의해 구동되는 컨테이너를 운반한다(직접 및/또는 컨테이너가 있는 트레일러를 통해). 보다 구체적으로, 이러한 종류의 트럭은 일반적으로 발전기(일반적으로 여전히 디젤 기반이지만 수소 및 기타 대체 연료는 매력적인 대안을 제공함) 또는 전용 전기 배터리(이 변형은 최근 몇 년 동안 점점 더 많이 사용됨)를 갖추고 있다. 요즘에는 실시간 데이터를 기반으로 경로 계산이 가능하지만 대체 연료 충전소의 제한된 분포 및/또는 예상하지 못한 상황 발생 가능성을 고려하여, 원하지 않게 멈추는 것을 피하는 작동 동안 이러한 트럭의 주행 거리를 짧은 시간에 증가시킬 수 있다면 바람직할 것이다.
선행 기술 문서 US 9,481,354 B2는 하이브리드 차량의 비상 작동 방법을 설명한다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
따라서 구동되는 컨테이너가 장착된 트럭의 주행 범위와 연료 보급의 필요성을 보다 유연하게 하기 위한 솔루션을 찾을 필요가 있다.
이를 위해, 본 발명은 청구항 1에 따른 방법, 청구항 8에 따른 시스템 및 청구항 15에 따른 차량을 제공한다.
본 발명의 일 양상에 따르면, 보조 동력 유닛에 의해 동력을 공급받는 컨테이너를 운반하는 차량의 에너지 관리 방법은 차량의 추진 및 컨테이너에 동력을 공급하기 위해 차량에서 이용 가능한 총 에너지 자원을 결정하는 단계; 차량의 경로를 따라 보조 동력 유닛으로 컨테이너에 동력을 공급하는 데 필요한 총 에너지 자원의 제1에너지 부분을 결정하는 단계; 차량의 경로를 따라 차량으로 목표 목적지에 도달하기 위해 차량의 적어도 하나의 메인 모터에 동력을 공급하는 데 필요한 총 에너지 자원의 제2에너지 부분을 결정하는 단계; 및 제1에너지 부분 및 제2에너지 부분에 따라 보조 동력 유닛으로부터 차량의 적어도 하나의 메인 모터로 또는 그 반대로 총 에너지 자원의 적어도 부분을 재할당하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 양상에 따르면, 보조 동력 유닛에 의해 동력을 공급받는 컨테이너를 운반하는 차량의 에너지 관리 시스템은 차량을 추진하기 위한 적어도 하나의 메인 모터; 컨테이너에 동력을 공급하는 보조 동력 유닛; 및 차량을 추진하고 컨테이너에 동력을 공급하기 위해 차량에서 이용 가능한 총 에너지 자원을 결정하고, 차량의 경로를 따라 보조 동력 유닛으로 컨테이너에 동력을 공급하는 데 필요한 총 에너지 자원의 제1에너지 부분을 결정하며, 차량의 경로를 따라 차량으로 목표 목적지에 도달하기 위해 차량의 적어도 하나의 메인 모터에 동력을 공급하는 데 필요한 총 에너지 자원의 제2에너지 부분을 결정하고, 제1에너지 부분 및 제2에너지 부분에 따라 보조 동력 유닛의 총 에너지 자원의 적어도 부분을 차량의 적어도 하나의 메인 모터에 또는 그 반대로 재할당하도록 구성된 에너지 관리 제어기를 포함한다.
본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 차량은 본 발명의 다른 양상에 따른 시스템을 포함한다.
본 발명의 하나의 아이디어는 컨테이너에 동력을 공급하거나 차량을 추진하기 위해 원래 의도된 에너지의 적어도 부분을 재전송하여 특정 상황에서 각각의 다른 목적을 위해 할당하는 것이다. 특히 각 시스템 중 하나의 에너지 비축량이 부족한 경우에, 일반적으로 분리된 시스템에 걸친 이러한 종류의 에너지 관리를 기반으로 가열되거나 냉각된 제품을 운송하는 차량의 작동이 개선될 수 있다. 본 발명은 화물 트럭이 원래 다른 목적을 위해 비축된 적어도 두 개의 에너지원을 일반적으로 운반하지만 원칙적으로 각각의 다른 목적을 위해 사용될 수도 있다는 통찰력에 기초한다. 예를 들어, 컨테이너 유닛의 배터리에 저장된 전기 에너지는 차량의 추진 시스템의 전기 모터에 동력을 공급하는 데 사용될 수도 있고 그 반대의 경우도 가능하다. 또한, 원래 발전기 장치에 동력을 공급하기 위해 비축된 연료는 내연 기관을 구동하는 데 사용될 수도 있으며 그 반대의 경우도 마찬가지이다.
예를 들어, 수소로 주행하고 냉각 컨테이너를 운반하는 트럭의 연료가 거의 바닥나고 트럭 탱크의 수소 비축량을 기준으로 주유소에 절대 도달할 수 없는 경우, 냉각 컨테이너의 에너지, 예를 들어 컨테이너 배터리의 전기 에너지 또는 발전기 세트의 수소 연료를 트럭의 주행 범위를 확장하는데 사용하여 차량은 다음 연료 주유소 및/또는 더 가까운 대체 목적지에 도달할 수 있도록 할 수 있다.
대안적으로, 가용 에너지를 차량의 추진 시스템에서 컨테이너의 보조 동력 유닛으로 옮길 수도 있다. 예를 들어, 시스템은 원래 보조 동력 유닛을 위해 비축된 에너지가 예정된 목적지까지 컨테이너에 동력을 공급하기에 충분하지 않다고 결정할 수 있다. 이 경우, 추진 시스템으로부터의 에너지, 예를 들어 견인 배터리의 전기 에너지는 차량이 목적지에 도달할 때까지 또는 적어도 충전소에 도달할 때까지 운송된 물품을 저장하기 위해 보조 동력 유닛으로 전송될 수 있다. 총 에너지 비축량이 임계값 아래로 떨어지면 차량이 정지되어 나중에 적절한 상태로 상품을 회수할 수 있도록 컨테이너에 동력을 공급하는 데 잔여 에너지를 사용할 수 있다.
본 명세서에 사용된 "차량" 또는 "차량의" 또는 기타 유사한 용어는 스포츠 유틸리티 차량(SUV)을 포함하는 승용차, 버스, 트럭, 다양한 상업용 차량 등을 포함하는 일반적인 자동차를 포함하고, 하이브리드 차량, 전기 차량, 플러그인 하이브리드 전기 차량, 수소 동력 차량 및 기타 대체 연료 차량(예를 들어, 석유 이외의 자원에서 파생된 연료)를 포함하는 것으로 이해된다. 합니다. 본 명세서에서 언급된 바와 같이, 하이브리드 차량은 2개 이상의 동력원을 갖는 차량, 예를 들어 가솔린 동력 및 전기 동력 모두를 갖는 차량이다.
본 발명의 유리한 실시예 및 개선점은 종속항에서 발견된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 차량이 목표 목적지에 도달할 수 없으면 에너지 관리 제어기는 에너지 자원을 보조 동력 유닛으로부터 적어도 하나의 메인 모터에 재할당하도록 구성될 수 있다.
따라서, 이 실시예에서, 컨테이너에 동력을 공급하기 위한 에너지의 적어도 부분은 대신 차량의 추진 시스템을 지원하는 데 사용된다. 가용 에너지의 이러한 재할당을 구현할 수 있는 다양한 방법이 있다. 일 예에서, 차량의 추진 시스템은 연료 전지 및/또는 수소로 작동하는 내연 기관에 공급하기 위해 컨테이너 발전기 유닛으로부터 수소를 공급받을 수 있다. 다른 예에서, 차량의 견인 배터리는, 예를 들어 보조 동력 유닛에 사용되는 배터리로부터 직접 또는 컨테이너의 발전기 유닛에서 연료를 먼저 태움으로써 컨테이너의 보조 동력 유닛으로부터 기인하는 전력을 공급받을 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 보조 동력 유닛에서 에너지 자원을 재할당하였음에도 목표 목적지에 도달할 수 없으면 에너지 관리 제어기는 목표 목적지를 대체 목표 목적지 및/또는 도달 가능한 주유소로 변경하도록 구성될 수 있다.
차량은 각각의 차량 시스템을 위해 이용 가능하고 필요한 에너지 부분을 지속적으로 평가하는 제어 장치를 포함할 수 있으며, 이후 계산 결과에 따라 변경된 상황으로 인해 예정된 목표에 더 이상 도달할 수 없다고 결정할 수 있다. 예를 들어, 원래 차량의 잠재적 주유소로 고려되었던 도중에 있는 주유소가 예기치 않게 폐쇄되거나 서비스가 중단되었다는 이유로 원래 예정된 목적지에 더 이상 도달하지 못할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 보조 동력 유닛으로 컨테이너에 동력을 공급하기 위해 총 에너지 자원이 요구되면, 에너지 관리 제어기는 차량을 정지하라는 요청 또는 명령을 발행하도록 구성될 수 있다.
따라서, 차량이 정지할 수 있으며 모든 가용 에너지를 사용하여 상품을 냉각(및/또는 가열) 및 양호한 상태로 유지할 수 있다. 모든 사용 가능한 에너지는 추진 시스템에서 컨테이너로 전달되어 상품을 가능한/필요한 한 최적의 상태로 유지할 수 있다. 차량의 시스템은 현재 위치에서 차량에 주유를 위해 긴급 호출을 하거나 운전자에게 이러한 호출을 요청할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 에너지 관리 제어기는 보조 동력 유닛과 차량의 적어도 하나의 메인 모터 사이에서 연료 및/또는 전기 에너지를 전송함으로써 총 에너지 자원의 적어도 부분을 재할당하도록 구성될 수 있다.
따라서, 하나의 예에서 차량의 파워 트레인은 차량의 일반 연료 탱크 대신 컨테이너 시스템, 예를 들어 컨테이너 발전기의 전용 수소 연료 탱크로부터 직접 연료, 예를 들어 수소를 공급받을 수 있다. 다른 예에서, 차량의 견인 배터리는 컨테이너의 발전기 시스템(예를 들어, 디젤 또는 대체 연료 기반 발전기) 및/또는 일반적으로 컨테이너에 공급하는 전기 배터리로부터 오는 전기 에너지를 공급받을 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 전송된 연료는 수소를 포함할 수 있다.
(연료 전지 및 내연 기관 기반의) 수소 동력 차량은 지금까지 도로에서 거의 이용 가능하지 않지만, 그 수는 계속 증가하고 있다. 현재 전 세계적으로 두 가지 충진 압력, 즉 H70 또는 700bar와 이전 표준인 H35 또는 350bar가 일반적으로 사용되고 있다. 각각의 시스템과는 별개로, 이러한 모든 차량에는 국제 표준에 따른 고압(350bar 또는 700 bar) 수소 탱크가 장착된다(예를 들어, 세미 트레일러 트럭의 경우 운전석 캐비닛 뒤에 위치한다). 미래에는 액화 H2 또는 압축 액화 H2도, 일부 차량 제조업체가 더 높은 에너지 밀도(J/m³)에 맞춰 이를 선호하기 때문에, CO2 중립 운송을 위한 에너지원이다.
유사한 맥락에서, 냉장 컨테이너의 디젤 발전기 세트는 친환경 기술, 특히 수소 기반 연료 전지 또는 발전기로 대체될 수 있다. 그러면, 각 컨테이너에는 전용 수소 시스템, 특히 전용 수소 탱크가 장착될 수도 있다. 따라서, 그러한 차량에 저장된 수소는 차량의 추진 시스템에 공급할 뿐만 아니라 컨테이너의 보조 동력 유닛에도 공급하는 데 사용될 수 있다. 수소 연료 탱크의 동일한 국제 표준을 기반으로, 이러한 동력 컨테이너에서 차량의 연료 탱크로(또는 그 반대로) 수소를 교환하는 것이 기술적으로 가능하다. 그 맥락에서, 냉각 컨테이너에 있는 수소 탱크가 누출되더라도 차량의 주 연료 탱크에서 수소를 전송하여 임시로 공급할 수 있다.
이를 위해, 유연한 튜브를 통해 수소 교환이 가능하도록 차량에 하나 또는 여러 개의 압력 제어 밸브가 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 보조 동력 유닛은 컨테이너를 가열하거나 냉장하기 위한 동력을 제공하도록 구성될 수 있다.
따라서, 동력 컨테이너는, 예를 들어 음식, 의약품 등의 배달을 위한 냉장 또는 가열 컨테이너일 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 예시적인 실시예를 참조하여 더욱 상세하게 설명될 것이다.
본 발명에 따르면, 컨테이너에 동력을 공급하거나 차량을 추진하기 위해 원래 의도된 에너지의 적어도 부분을 재전송하여 특정 상황에서 각각의 다른 목적을 위해 재할당할 수 있다. 특히 각 시스템 중 하나의 에너지 비축량이 부족한 경우에, 일반적으로 분리된 시스템에 걸친 이러한 종류의 에너지 관리를 기반으로 가열되거나 냉각된 제품을 운송하는 차량의 작동이 개선될 수 있다.
그 외에 본 발명의 실시 예로 인해 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 발명의 실시 예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 즉 본 발명의 실시 예에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.
첨부된 도면은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해 포함되며 본 명세서에 통합되고 그 일부를 구성한다. 도면은 본 발명의 실시 예를 예시하고 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다. 본 발명의 다른 실시 예 및 본 발명의 많은 의도된 이점은 이어지는 상세한 설명을 참조하여 더 잘 이해될 수 있음을 쉽게 인식할 수 있다. 도면의 요소는 반드시 서로에 대해 축적에 맞을 필요가 없다. 도면에서, 유사한 참조 번호는, 달리 표시되지 않는 한, 유사하거나 기능적으로 유사한 구성요소를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 에너지 관리 시스템을 갖는 차량을 개략적으로 도시한다.
도 2는 도 1의 차량에서 사용될 수 있는 본 발명의 실시예에 따른 에너지 관리 시스템을 개략적으로 도시한다.
도 3은 도 1의 차량에서 사용될 수 있는 본 발명의 다른 실시예에 따른 에너지 관리 시스템을 개략적으로 도시한다.
도 4는 도 1의 차량의 에너지 관리 방법의 흐름도를 도시한다.
특정 실시 예가 본 명세서에 예시되고 설명되지만, 다양한 대안적 및/또는 등가적 구현이, 본 발명의 범위를 벗어남이 없이, 도시되고 설명된 특정 실시 예를 대체할 수 있음을 당업자는 이해할 것이다. 일반적으로, 본 출원은 여기에 논의된 특정 실시예의 임의의 수정 또는 변형을 포함하도록 의도된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 에너지 관리용 시스템(10)을 갖는 차량(100)을 개략적으로 도시한다. 그러한 시스템(10)의 2개의 예시적인 실시예가 도 2 및 도 3에 보다 자세하게 개략적으로 도시되어 있다. 도 4는 최종적으로 도 1의 차량의 에너지 관리를 위한 방법(M)의 흐름도를 도시한다.
본 실시예의 차량(100)은, 예를 들어 이동을 위한 주요 동력원으로 친환경 에너지원으로 작동하는 버스, 트럭 또는 다른 상업용 차량일 수 있다.
하나의 특정 실시예에서, 차량(100)은 메인 모터(1)에 전기 에너지를 공급하는 견인 배터리(11)를 갖는 전기 차량일 수 있다.
다른 실시예에서, 차량(100)은 기존의 가솔린 동력 내연 기관을 개량하여 그 내연 기관에서 가솔린 대신 수소를 연소하는 수소 내연 기관 차량(HICEV)일 수 있다. 이 경우 메인 모터(1)는 기체 수소를 저장하는 연료 탱크(4)에 의해 공급될 수 있는 수소 기반 내연 기관일 수 있다. 이러한 수소 탱크(4)는 350 bar 또는 700 bar의 일반적인 고압 표준을 따를 수 있고, 예를 들어 차량(100)의 운전석 뒤에 배치될 수 있다.
대안적으로, 차량(10)은 또한 연료 전지 변환에 의존할 수 있는데, 연료 저지 변환에서 수소는 연료 전지를 통해 전기로 전환된 다음 메인 모터(1)로서 전기 모터에 동력을 공급한다. 이 방법으로, 소비된 수소의 유일한 부산물이 물이고 CO2 배출이 전혀 없는 공정이므로 수소가 특히 매력적인 대체 연료인 하나의 이유이다.
다른 예시적인 실시예에서, 차량(100)은, 예를 들어 전기 모터와 수소 연소 내연 기관의 2개 이상의 메인 모터(1)를 포함하는 하이브리드 파워 트레인을 특징으로 할 수 있다. 예를 들어 천연 가스, 액화 천연 가스, 액화 석유 가스 등의 다른 종래의 연료 또는 대체 연료가 다른 실시예에서 사용될 수 있음을 더 이해해야 한다.
도시된 차량(100)은 보조 동력 유닛(2)에 의해 동력을 공급받고 냉각된 상품, 예를 들어 음식이나 약을 운반하도록 구성된 냉장 컨테이너(3)를 더 포함한다. 보조 동력 유닛(2)은 친환경 연료, 예를 들어 수소로 작동될 수 있고/있거나 전용 전기 배터리(도시하지 않음)로부터 전력을 공급받을 수 있다. 이러한 의미에서, 도 1에 도시된 연료 탱크(4)는 보조 동력 유닛(2) 및/또는 컨테이너(3)에 부착 및/또는 통합된 보조 동력 유닛(2)의 연료 탱크(4)를 나타낼 수도 있다. 더욱 일반적으로, 차량(100)은 여러 연료 탱크(4), 예를 들어 추진 시스템용 하나의 연료 탱크(예를 들어, 일반 디젤 또는 수소) 및 컨테이너(3)를 위한 하나의 연료 탱크(예를 들어, 디젤 또는 수소)를 포함할 수 있다.
오늘날 전기 및/또는 수소로 작동하는 상용 차량은 종종 파트너에게 적재된 상품을 배달하고 공급하기 위해 최대 주행 범위로 고심한다. 냉장 보관 상품을 위한 추가 냉각 트레일러를 가진 화물 트럭에 초점을 맞추면 배송의 중요성이 더욱 중요해진다. 이러한 이유로, 냉각 트럭 컨테이너 및/또는 트레일러는, 예를 들어 수소, 배터리 전기 에너지, 또는 디젤 발전기에 의해 생성된 전기 에너지에 기초한 보조 동력 유닛에 의해 제공되는 추가 가용 에너지 하에서 일반적으로 이미 작동한다.
이러한 차량(100)이 예상치 못한 상황(예를 들어, 교통, 경로 변경, 연료 보급 기반 시설의 사용 불가능 등)으로 인해 연료가 떨어지는 것을 방지하기 위해 냉각 트럭 트레일러/컨테이너로부터의 사용 가능한 에너지를 추가적으로 사용하는 것은 특별한 긴급 상황을 위해 활용될 수 있다.
이러한 문제를 극복하기 위해, 도 2 및 도 3의 예시적인 실시예의 본 시스템(10)은 차량(100)의 에너지 관리를 위해 제공되어 특히 아래에서 설명되는 바와 같이 최종 구간 주행을 위해 차량(100)의 주행 범위 및 유연성을 증가시킨다. 기본 아이디어는 어떤 상황에서도 운송 상품을 냉각 상태로 유지하고/유지하거나 추진 시스템에 저장된 연료 및/또는 전기 에너지가 부족한 경우 차량의 고장을 방지하는 것이다.
이를 달성하기 위해, 추진 시스템의 에너지 자원(예를 들어, 견인 배터리의 전기 및/또는 일반 연료 탱크의 수소)뿐만 아니라 냉각 컨테이너(3)의 사용 가능한 에너지 자원도 고려된다. 그러면, 전반적인 에너지 사용 및 분배는 모든 관련되고 중요한 정보를 고려하여 에너지 관리 제어기(5)에 의해 제어된다.
보다 구체적으로, 에너지 관리 제어기(5)는 차량(100)의 추진을 위해 그리고 컨테이너(3)에 동력을 공급하기 위해 차량(100)에서 이용 가능한 총 에너지 자원을 결정하도록 구성된다. 예를 들어, 에너지 관리 제어기(5)는 추진 시스템뿐만 아니라 컨테이너 시스템에서 이용 가능한 연료 및/또는 전기(연료 탱크의 충전 상태, 배터리 상태 등)를 계산할 수 있다.
에너지 관리 제어기(5)는 차량(100)의 경로를 따라 보조 동력 유닛(2)으로 컨테이너(3)에 동력을 공급하는 데 필요한 총 에너지 자원의 제1에너지 부분을 결정하도록 더 구성된다. 이를 위해, 요구 냉각 온도, 환경 온도, 기상 조건, 화물의 냉각 매개변수, 예를 들어 무게 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는 다양한 매개변수가 고려될 수 있다.
에너지 관리 제어기(5)는 차량(100)의 경로를 따라 차량(100)과 함께 목표 목적지에 도달하기 위해 차량(100)의 적어도 하나의 메인 모터(1)에 동력을 공급하는 데 필요한 총 에너지 자원의 제2에너지 부분을 결정하도록 더 구성된다. 따라서 제어기(5)는 거리, 고도 프로필, 교통 상황, 기상 예보, 법적 요건, 예를 들어 도시의 환경 구역 등과 같은 특정 경로에 대한 추가/필수 접속 정보를 얻기 위해 차량(100)의 내비게이션 시스템에 통신 가능하게 결합되거나 통합될 수 있다.
마지막으로, 에너지 관리 제어기(5)는 보조 동력 유닛(2)의 총 에너지 자원의 적어도 부분을 제1에너지 부분 및 제2에너지 부분에 따라 차량(100)의 적어도 하나의 메인 모터(1)에 재할당하거나 그 반대로 재할당하도록 구성될 수 있다. 결과는 다양한 계산 매개변수, 제약 조건 및/또는 우선 순위의 영향을 받을 수 있다. 예를 들어, 화물의 적절한 온도 제어에 최우선 순위를 둘 수 있다.
이를 위해, 에너지 관리 제어기(5)는, 예를 들어 목적지 및 주유소까지의 거리, 교통 상황 등과 같은 실시간 데이터 입력에 의존하는 스마트 비용 기능을 활용하여 차량(100)이 원래(또는 새로운 대안) 목적지에 도달하는 것이 더 중요한지 또는 최우선 순위가 상품의 최적 보관에 있는지 여부를 결정할 수 있다.
따라서, 도 4의 대응하는 방법(M)은 M1에서 차량(100)의 추진 및 컨테이너(3)에 동력을 공급하기 위해 차량(100)에서 이용 가능한 총 에너지 자원을 결정하는 단계, M2에서 차량(100)의 경로를 따라 보조 동력 유닛(2)으로 컨테이너(3)에 동력을 제공하기 위해 필요한 총 에너지 자원의 제1에너지 부분을 결정하는 단계, M3에서 차량(100)의 경로를 따라 차량(100)으로 목표 목적지에 도달하기 위해 차량(100)의 적어도 하나의 메인 모터(1)에 동력을 공급하는 데 필요한 총 에너지 자원의 제2에너지 부분을 결정하는 단계, M4에서 보조 동력 유닛(2)으로부터 차량(100)의 적어도 하나의 메인 모터(1)로 또는 그 반대로 제1에너지 부분과 제2에너지 부분에 따라 총 에너지 자원의 적어도 부분을 재할당하는 단계를 포함한다.
제어기(5)의 전략에 기초하여 다음의 예시적인 에너지 전달이 고려될 수 있다.
일 예에서, 차량(100)이 목표 목적지에 도달할 수 없는 경우 에너지 자원은 보조 동력 유닛(2)으로부터 적어도 하나의 메인 모터(1)로 재할당될 수 있다. 이를 위해, 연료 및/또는 전기 에너지는 보조 동력 유닛(2)으로부터 차량(100)의 적어도 하나의 주 엔진(1)으로 다시 전송될 수 있다. 예를 들어, 수소 연료는 추진을 위해 보조 동력 유닛(2)에서 차량(100)의 메인 모터(1)으로 다시 전송될 수 있다. 유사하게, 전력은, 예를 들어 전용 배터리 및/또는 발전기 장치에서 연료를 연소하여 보조 동력 유닛(2)에 의해 제공될 수 있다.
보조 동력 유닛(2)으로부터 에너지 자원을 재할당하여도 목표 목적지에 도달할 수 없는 경우, 예정된 목표는 차량(100)의 연료 탱크(들)(4)가 충전될 수 있는 도달 가능한 충전소 및/또는 대체 목표 목적지로 변경될 수 있다.
다른 예에서, 제어기(5)는 보조 동력 유닛(2)으로 컨테이너(3)에 동력을 공급하기 위해 총 에너지 자원이 필요한 경우에 차량(100)를 정지하라는 요청 또는 명령을 내리기로 결정할 수 있다. 이후, 차량(100)의 운전자는 도로 위 긴급 지원을 요청할 수 있다. 또는, 차량(100)은 자동으로 이러한 요청을 발송할 수도 있다. 그러면, 차량(100)의 추진 시스템으로부터 컨테이너(3)의 보조 동력 유닛(2)로 모든 가용 에너지를 전달하여 상품을 가능한/필요한 만큼 오랫동안 냉각된 상태로 유지함으로써 모든 가용 에너지는 상품이 냉각되고 양호한 상태로 유지되는 데 사용될 수 있다.
도 2에 도시된 예시적인 실시예에서, 전압 변환기(6)(예를 들어, AC-DC-변환기)는 보조 동력 유닛(2)과 추진 시스템의 메인 모터, 예를 들어 전기 모터 사이의 전압 레벨을 적응시키도록 에너지 관리 제어기(5)에 의해 제어되어 시스템(10)의 두 부분 사이에서 전기 에너지를 전달할 수 있다(도 2의 화살표는 시스템(10)의 각 구성요소 사이의 전기 에너지(E)의 전달을 나타낸다).
일반적인 장거리 트럭에는 트럭과 트레일러 사이에 가압 공기(제동 시스템용), 트레일러용 전기 공급(저전압)(백라이트, 제동등 등) 또는 유압 연결(예를 들어, 트레일러의 리프팅 기능용 가압 오일)과 같은 다수의 표준 커넥터가 이미 존재한다. 시장에 나와 있는 일반적인 냉각 컨테이너에는 이미 전력 플러그(항만 등에서 선박에 전력 공급용)가 장착되어 있다. 이러한 컨테이너가 발전기 세트를 또한 사용하는 경우 전기 에너지를 컨테이너에서 트럭으로 전송할 수도 있다. 배터리 전기 차량 또는 플러그인 하이브리드 전기 차량도 이미 배터리를 충전하기 위한 전력 플러그 연결이 있으므로 트럭 내에 주요 인프라가 종종 제공된다. 냉각 컨테이너와 트럭을 연결하는 기존 인프라도 기본적으로 제공될 수 있으며, 둘의 인프라를 결합하려면 서로 다른 전력 수준(예를 들어, 냉각 트레일러의 AC와 트럭의 DC)의 연결과 전체 에너지 관리를 위한 제어기만 필요할 수 있다.
도 3의 예시적인 실시예에서, 제어 밸브(7)는 하나의 메인 모터(1)와 보조 동력 유닛(2) 사이에서 수소(또는 다른 연료)를 전달하기 위해 에너지 관리 제어기(5)에 의해 제어된다. 이 경우, 화살표들은 시스템(10)의 각각의 구성요소 사이의 연료(F) 또는 전기/기계 에너지(E/M)의 각각의 전달을 나타낸다. 도 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 2개의 연료 탱크(4)가 제공되며, 하나는 차량(100)의 추진 시스템을 위한 것이고, 다른 하나는 보조 동력 유닛(2)을 위한 것이다.
전술한 상세한 설명에서, 다양한 특징들은 본 개시를 간소화할 목적으로 하나 이상의 예들로 함께 그룹화된다. 위의 설명은 예시를 위한 것이며 제한적인 것이 아님을 이해해야 한다. 이는 상이한 특징 및 실시 예의 모든 대안, 수정 및 등가물을 포함하도록 의도된다. 많은 다른 예들이 상기 명세서를 검토할 때 당업자에게 명백할 것이다. 실시 예는 본 발명의 원리 및 그 실제 적용을 설명하기 위해 선택되고 설명되며, 이에 의해 당업자가 고려되는 특정 용도에 적합한 다양한 수정을 갖는 본 발명 및 다양한 실시 예를 활용할 수 있게 한다.
1: 메인 모터 2: 보조 동력 유닛
3: 컨테이너 4: 연료 탱크
5: 에너지 관리 제어기 6: 전압 변환기
7: 제어 밸브 8: 온도 제어
9: 동력 인터페이스 10: 에너지 관리용 시스템
11: 견인 배터리 12: 충전 장치
13: 구동 트레인 100: 차량
E/M: 전기/기계 에너지 전달 F: 연료 전달
M: 방법 M1-M4: 방법 단계들

Claims (15)

  1. 보조 동력 유닛(2)에 의해 동력을 공급받는 컨테이너(3)를 운반하는 차량(100)의 에너지 관리를 위한 방법(M)에 있어서,
    차량(100)의 추진 및 컨테이너(3)에 동력을 공급하기 위해 차량(100)에서 이용 가능한 총 에너지 자원을 결정하는 단계(M1);
    차량(100)의 경로를 따라 보조 동력 유닛(2)으로 컨테이너(3)에 동력을 공급하는 데 필요한 총 에너지 자원의 제1에너지 부분을 결정하는 단계(M2);
    차량(100)의 경로를 따라 차량(100)으로 목표 목적지에 도달하기 위해 차량(100)의 적어도 하나의 메인 모터(1)에 동력을 공급하는 데 필요한 총 에너지 자원의 제2에너지 부분을 결정하는 단계(M3); 그리고
    제1에너지 부분 및 제2 부분에 따라 보조 동력 유닛(2)으로부터 차량(100)의 적어도 하나의 메인 모터(1)로 또는 그 반대로 총 에너지 자원의 적어도 부분을 재할당하는 단계(M4);
    를 포함하는 방법(M).
  2. 제1항에 있어서,
    에너지 자원은 차량(100)이 목표 목적지에 도달할 수 없으면 보조 동력 유닛(2)으로부터 적어도 하나의 메인 모터(1)로 재할당되는 방법(M).
  3. 제1항에 있어서,
    보조 동력 유닛(2)으로부터 에너지 자원을 재할당하여도 목표 목적지에 도달할 수 없으면, 목표 목적지는 대체 목표 목적지 및/또는 도달 가능한 주유소로 변경되는 방법(M).
  4. 제1항에 있어서,
    보조 동력 유닛(2)으로 컨테이너(3)에 동력을 공급하기 위해 총 에너지 자원이 필요하면, 차량(100)을 정지하라는 요청 또는 명령이 발행되는 방법(M).
  5. 제1항에 있어서,
    총 에너지 자원의 적어도 부분을 재할당하는 단계는 보조 동력 유닛(2)과 차량(100)의 적어도 하나의 메인 모터(1) 사이에서 연료 및/또는 전기 에너지를 전송하는 단계를 포함하는 방법(M).
  6. 제5항에 있어서,
    전송된 연료는 수소를 포함하는 방법(M).
  7. 제1항에 있어서,
    보조 동력 유닛(2)은 컨테이너(3)를 가열하거나 냉각시키기 위한 동력을 제공하는 방법(M).
  8. 보조 동력 유닛(2)에 의해 동력을 공급받는 컨테이너(3)를 운반하는 차량(100)의 에너지 관리용 시스템(10)에 있어서,
    차량(100)을 추진하기 위한 적어도 하나의 메인 모터(1);
    컨테이너(3)에 동력을 공급하는 보조 동력 유닛(2); 그리고
    차량(100)을 추진하고 컨테이너(3)에 동력을 공급하기 위해 차량(100)에서 이용 가능한 총 에너지 자원을 결정하고, 차량(100)의 경로를 따라 보조 동력 유닛(2)으로 컨테이너(3)에 동력을 공급하는 데 필요한 총 에너지 자원의 제1에너지 부분을 결정하며, 차량(100)의 경로를 따라 차량(100)으로 목표 목적지에 도달하기 위해 차량(100)의 적어도 하나의 메인 모터(1)에 동력을 공급하는 데 필요한 총 에너지 자원의 제2에너지 부분을 결정하고, 제1에너지 부분 및 제2에너지 부분에 따라 보조 동력 유닛(2)의 총 에너지 자원의 적어도 부분을 차량(100)의 적어도 하나의 메인 모터(1)에 또는 그 반대로 재할당하도록 구성된 에너지 관리 제어기(5);
    를 포함하는 시스템(10).
  9. 제8항에 있어서,
    차량(100)이 목표 목적지에 도달할 수 없으면, 에너지 관리 제어기(5)는 에너지 자원을 보조 동력 유닛(2)으로부터 적어도 하나의 메인 모터(1)에 재할당하도록 구성된 시스템(10).
  10. 제8항에 있어서,
    보조 동력 유닛(2)에서 에너지 자원을 재할당하였음에도 목표 목적지에 도달할 수 없으면, 에너지 관리 제어기(5)는 목표 목적지를 대체 목표 목적지 및/또는 도달 가능한 주유소로 변경하도록 구성된 시스템(10).
  11. 제8항에 있어서,
    보조 동력 유닛(2)으로 컨테이너(3)에 동력을 공급하기 위해 총 에너지 자원이 요구되면, 에너지 관리 제어기(5)는 차량(100)을 정지하라는 요청 또는 명령을 발행하도록 구성된 시스템(10).
  12. 제8항에 있어서,
    에너지 관리 제어기(5)는 보조 동력 유닛과 차량(100)의 적어도 하나의 메인 모터(1) 사이에서 연료 및/또는 전기 에너지를 전송함으로써 총 에너지 자원의 적어도 부분을 재할당하도록 구성된 시스템(10).
  13. 제12항에 있어서,
    전송된 연료는 수소를 포함하는 시스템(10).
  14. 제8항에 있어서,
    상기 보조 동력 유닛(2)는 컨테이너(3)를 가열하거나 냉각시키기 위한 동력을 제공하도록 구성된 시스템(10).
  15. 제8항에 따른 시스템(10)을 구비한 차량(100).
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