KR20090051668A - Subsidiary power supply apparatus for automobile vehicle - Google Patents

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쯔네오 노구찌
윤양일
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윤양일
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Abstract

본 발명은 자동차용 보조전원 공급장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자동차에 설치되어 있는 제너레이터와 별도로 염료감응형 태양전지와 풍력발전 유니트를 설치하여 여기에서 발전된 전기에너지를 전기이중층 콘덴서에 저장함으로써 자동차에 전기를 보조적으로 공급할 수 있는 자동차용 보조전원 공급장치에 관한 것이다.The present invention relates to an auxiliary power supply for an automobile, and more particularly, by installing a dye-sensitized solar cell and a wind power generation unit separately from a generator installed in an automobile and storing the generated electric energy in an electric double layer capacitor. It relates to an auxiliary power supply for automobiles that can supply electricity to the secondary.

본 발명의 자동차용 보조전원 장치는 자동차에 조사되는 태양광을 이용하여 전기에너지를 발생시키며 상기 자동차의 외측 또는 내측에 설치되는 염료감응형 태양전지와, 상기 염료감응전지에서 발생한 전기에너지를 충전시키며 상기 자동차에 설치된 전기이중층 콘덴서를 구비한다.Auxiliary power supply device for automobiles of the present invention generates electrical energy by using sunlight irradiated to the vehicle, and the dye-sensitized solar cell is installed on the outside or inside of the vehicle and charge the electrical energy generated from the dye-sensitized battery An electric double layer capacitor installed in the vehicle.

이러한 자동차용 보조전원 공급장치에 의하면 설치장소에 제한이 없는 염료감응형 태양전지를 이용하여 발전효율을 높이고 충전시간이 짧고 수명이 긴 전기이중층 콘덴서를 이용하여 차량의 제네레터나 축전지가 작동하지 않는 경우에도 자동차에 보조적으로 전원을 공급할 수 있는 장점을 제공한다.According to the automotive auxiliary power supply device, the generator or the battery of the vehicle is not operated by using the electric double layer capacitor which increases the generation efficiency by using the dye-sensitized solar cell which has no limitation in the installation place, and the charging time is short and the life is long. In this case, it provides the advantage of providing auxiliary power to the car.

또한, 풍력발전유니트를 단독 또는 태양전지와 병행하여 설치함으로써 야간 및 우천시나 흐린 날에도 발전할 수 있어 자동차에 전원을 안정적으로 공급할 수 있다.In addition, by installing the wind power generation unit alone or in parallel with the solar cell can be generated at night, rainy weather or cloudy days, it is possible to supply power to the vehicle stably.

태양전지, 염료감응형, 전기이중층콘덴서, 풍력발전 Solar cell, dye-sensitized, electric double layer capacitor, wind power generation

Description

자동차용 보조전원 공급장치{Subsidiary power supply apparatus for automobile vehicle}Subsidiary power supply apparatus for automobile vehicle

본 발명은 자동차용 보조전원 공급장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자동차에 설치되어 있는 제너레이터와 별도로 염료감응형 태양전지와 풍력발전 유니트를 설치하여 여기에서 발전된 전기에너지를 전기이중층 콘덴서에 저장함으로써 자동차에 전기를 보조적으로 공급할 수 있는 자동차용 보조전원 공급장치에 관한 것이다.The present invention relates to an auxiliary power supply for an automobile, and more particularly, by installing a dye-sensitized solar cell and a wind power generation unit separately from a generator installed in an automobile and storing the generated electric energy in an electric double layer capacitor. It relates to an auxiliary power supply for automobiles that can supply electricity to the secondary.

일반적으로 자동차는 엔진을 탑재하여 이 엔진의 구동으로 발생하는 동력을 이용하여 사람이나 물건을 운송할 수 있도록 하는 것이다.In general, an automobile is equipped with an engine so that people or things can be transported using the power generated by the engine.

자동차에서 자동차의 여러 전기적인 구성부품들을 작동시키기 위한 축전지가 설치된다. 이 축전지는 자동차의 구동중에 엔진의 구동력으로 발생하는 운동에너지를 전기에너지로 변환시키는 교류발전기를 구비하여 이에 따라 발생하는 전기에너지에 의하여 충전되도록 마련되어 있다. Batteries are installed to drive the various electrical components of the car. The battery includes an alternator that converts kinetic energy generated by the driving force of the engine into electrical energy while driving the vehicle, and is provided to be charged by the generated electrical energy.

이러한 종래의 자동차의 축전지 충전장치는 엔진이 구동하면 이에 따라 교류발전기가 벨트에 의하여 교류발전기 내의 자석과 코일에 의하여 전압이 발생하게 되고, 이에 따라 발생하는 전압은 레귤레이터를 통해 조정되어 12 - 14볼트 정도의 전압으로 축전지에 충전되게 되며, 이 전원을 이용하여 엔진과 자동차의 여러 전장품을 작동시키게 된다. In the conventional battery charging device of the automobile, when the engine is driven, the alternator generates a voltage by the magnet and the coil in the alternator by the belt, and the generated voltage is adjusted by the regulator to be 12-14 volts. The battery is charged to a degree of voltage, and this power source is used to operate the engine and various electrical components of the vehicle.

이러한 종래의 자동차의 축전지 충전장치는 차량의 구동시 교류발전기가 손상되게 되면 축전지에 전혀 전류가 충전되지 않게 된다. In the conventional battery charger of the vehicle, when the alternator is damaged when the vehicle is driven, no current is charged in the battery.

이와 같이 종래의 자동차의 충전장치는 엔진의 구동에 의한 교류발전기에 의해서만 충전되도록 되어 있기 때문에 교류발전기의 작동이상에 대한 보완수단이 전혀 없어 교류발전기가 손상되게 되면 자동차의 축전지의 충전은 전혀 이루어지지 않는다는 문제점이 있었다.As such, the conventional vehicle charging device is only charged by an alternator driven by an engine, and thus there is no complementary measure for the abnormal operation of the alternator. When the alternator is damaged, the battery of the vehicle is not charged at all. There was a problem.

또한, 축전지의 손상이나 방전시 자동차의 스타터 모터를 기동시킬 수 없어 자동차의 시동을 걸 수 없다는 문제점이 있다.In addition, there is a problem in that the starter motor of the vehicle cannot be started when the battery is damaged or discharged, so that the vehicle cannot be started.

또한, 여름철의 경우 주행시 자동차 에어컨 등 여러 가지 전지장치를 작동시키면 전기적 부하가 많이 걸리고 연료소모가 많아지는 문제점이 있다.In addition, in the case of summer when operating a variety of battery devices, such as car air conditioning when driving, there is a problem that takes a lot of electrical load and fuel consumption.

이를 위해 대한 민국 공개특허 제 1998-051739호에는 발전기가 작동하지 않을 때 외부의 태양열에서 집진된 열원을 전기에너지로 바꾸어 배터리를 충전시키도록 하는 보조 충전수단을 구비하는 자동차의 배터리 충전장치가 개시되어 있다. To this end, the Republic of Korea Patent Publication No. 1998-051739 discloses a battery charger of a vehicle having an auxiliary charging means for charging the battery by converting the heat source collected from the outside solar heat into electrical energy when the generator is not operating have.

상기 개시된 배터리충전장치는 불투명한 실리콘 태양전지셀을 차량에 설치해야 하므로 설치장소가 매우 제한적이며, 태양광이 없는 야간에는 충전할 수 없다는 문제점이 있다.The above-described battery charger has a problem in that the installation place is very limited because the opaque silicon solar cell must be installed in a vehicle, and it cannot be charged at night without sunlight.

또한, 차량에 설치되어 있는 주전원인 축전지가 손상되거나 방전된 경우 자 동차를 작동시킬 수 없고, 방전된 축전지에 전기를 축전시키는 경우 축전시간이 오래 걸린다는 문제점이 있다.In addition, there is a problem in that when the battery which is the main power source installed in the vehicle is damaged or discharged, the vehicle cannot be operated, and when the electricity is stored in the discharged battery, the storage time is long.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하고자 창출된 것으로서, 투명 또는 반투명한 태양전지판을 이용하여 설치장소에 제한이 없고, 풍력발전수단을 더 구비하여 야간에도 발전하여 안정적으로 전원을 공급할 수 있는 자동차용 보조전원장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention has been created to improve the above problems, there is no limitation in the installation place using a transparent or translucent solar panel, and further equipped with wind power generation means for automobiles that can generate power at night and stably supply power The purpose is to provide an auxiliary power supply.

본 발명의 다른 목적은 자동차에 설치된 축전지와는 별도로 태양전지나 풍력발전에 의해 생성된 전기에너지를 콘덴서에 저장하여 제네레터나 축전지가 작동하지 않는 경우에도 자동차에 전원을 공급할 수 있는 자동차용 보조전원장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.Another object of the present invention is to store the electrical energy generated by solar cells or wind power in a condenser separately from the storage battery installed in the vehicle to supply power to the vehicle even when the generator or the battery does not operate The purpose is to provide.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자동차용 보조전원 장치는 자동차에 조사되는 태양광을 이용하여 전기에너지를 발생시키며 상기 자동차의 외측 또는 내측에 설치되는 염료감응형 태양전지와; 상기 염료감응형 태양전지에서 발생한 전기에너지를 충전시키며 상기 자동차에 설치된 전기이중층 콘덴서;를 구비하는 것을 특징으로 한다.Auxiliary power supply device for a vehicle of the present invention for achieving the above object is a dye-sensitized solar cell that generates electrical energy by using the sunlight irradiated to the vehicle and is installed outside or inside the vehicle; And an electric double layer capacitor installed in the vehicle while charging the electric energy generated from the dye-sensitized solar cell.

상기 콘덴서에 전기에너지를 충전시키는 것으로 상기 자동차에 설치되어 풍력으로 전기에너지를 발생시키는 풍력발전유니트;를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that it further comprises; a wind power generation unit which is installed in the vehicle by charging the electric energy to the condenser to generate electric energy with wind power.

그리고 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시 예에 따른 자동차 용 보조전원 장치는 자동차에 설치되어 풍력으로 전기에너지를 발생시키는 풍력발전유니트와; 상기 풍력발전 유니트에서 발생한 전기에너지를 충전시키며 상기 자동차의 내측에 설치된 전기이중층 콘덴서;를 구비하는 것을 특징으로 한다. And an auxiliary power supply device for a vehicle according to another embodiment of the present invention for achieving the above object is a wind power generation unit that is installed in the vehicle to generate electrical energy with wind power; And an electric double layer capacitor installed inside the vehicle while charging the electric energy generated by the wind power generation unit.

상기 풍력발전유니트는 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 상기 풍력발전유니트는 자동차의 외측에 고정되는 하우징과, 상기 하우징에서 수직 상방으로 회전가능하게 설치된 회전축과, 상기 회전축의 외주면에 방사상으로 다수 형성된 지지대와, 상기 지지대에 고정되어 풍력에 의해 상기 회전축을 회전시키는 것으로 상기 회전축에 대해 외향되는 외향면은 유체에 대해 양력이 발생되고 상기 회전축에 대해 내향되는 내향면은 유체에 대해 항력이 발생되는 다수의 블레이드들과, 상기 하우징에 설치되어 상기 회전축으로부터 회전력을 전달받아 발전하는 발전부를 구비하는 것을 특징으로 한다.The wind power generation unit according to claim 2 or 3, wherein the wind power generation unit is a housing fixed to the outside of the vehicle, a rotating shaft rotatably installed vertically upward from the housing, and a plurality of radially on the outer peripheral surface of the rotating shaft The support is formed and the outward surface fixed to the support to rotate the rotary shaft by the wind is generated by the lifting force against the fluid and the inward surface inward relative to the rotating shaft is the drag generated against the fluid. It is characterized in that it comprises a plurality of blades, and the power generation unit is installed in the housing to receive the rotational force from the rotating shaft to generate power.

본 발명의 자동차용 보조전원 공급장치에 의하면, 설치장소에 제한이 없는 염료감응형 태양전지를 이용하여 발전효율을 높이는 한편 충전시간이 짧고 수명이 긴 전기이중층 콘덴서를 이용하여 차량의 제네레터나 축전지가 작동하지 않는 경우에도 자동차에 보조적으로 전원을 공급할 수 있는 장점을 제공한다.According to the auxiliary power supply device for automobiles of the present invention, using a dye-sensitized solar cell with no restriction in the installation place, the power generation efficiency is increased, while the charging time and the long-life electric double layer capacitor is used to generate the vehicle's generator or battery It offers the advantage of being able to power the car auxiliary even if it doesn't work.

또한, 풍력발전유니트를 단독 또는 태양전지와 병행하여 설치함으로써 야간 또는 우천시나 흐린 날에도 발전할 수 있어 자동차에 전원을 안정적으로 공급할 수 있다.In addition, by installing the wind power unit alone or in parallel with the solar cell can be generated at night or rainy weather or cloudy days it is possible to supply power to the vehicle stably.

아울러, 자동차의 전기적 부하를 줄이고 이에 따른 연료절감을 도모할 수 있 다.In addition, it is possible to reduce the electrical load of the vehicle and thereby save fuel.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자동차용 보조전원 공급장치에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, an auxiliary power supply for a vehicle according to a preferred embodiment of the present invention with reference to the accompanying drawings will be described in detail.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동차용 보조전원 공급장치가 자동차에 설치된 상태를 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 자동차용 보조전원 공급장치가 자동차에 설치된 상태를 나타내는 사시도이고, 도 3은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 자동차용 보조전원 공급장치가 자동차에 설치된 상태를 나타내는 사시도이고, 도 4는 도 2에 적용된 풍력발전 유니트의 사시도이고, 도 5는 도 2에 적용된 풍력발전 유니트의 하우징의 내부를 나타내는 일부절개 측면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동차용 보조전원 공급장치의 전기 흐름을 간략하게 나타낸 구성도이고, 도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 자동차용 보조전원 공급장치가 자동차에 설치된 상태를 나타내는 사시도이다.1 is a perspective view showing a state in which an auxiliary power supply for a vehicle is installed in a vehicle according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a state in which the auxiliary power supply for a vehicle according to another embodiment of the present invention is installed in a vehicle 3 is a perspective view illustrating a state in which an auxiliary power supply for a vehicle is installed in an automobile according to another embodiment of the present invention, FIG. 4 is a perspective view of a wind power unit applied to FIG. Partial cutaway side view showing the inside of the housing of the wind power unit applied to 2, Figure 6 is a schematic diagram showing the electric flow of the auxiliary power supply for a vehicle according to an embodiment of the present invention, Figure 7 An auxiliary power supply for a vehicle according to another embodiment of the present invention is a perspective view showing a state installed in the vehicle.

먼저, 도 1 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동차용 보조 전원 공급장치는 자동차(5)의 외측에 설치되는 태양전지(20)와, 태양전지(20)에서 발생한 전기에너지를 충전시키는 콘덴서(30)를 구비한다.First, referring to FIGS. 1 and 6, an auxiliary power supply for a vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention includes a solar cell 20 installed outside the vehicle 5 and electricity generated from the solar cell 20. A condenser 30 for charging energy is provided.

자동차(5)에 조사되는 태양광을 이용하여 전기에너지를 발생시키는 태양전지(20)로는 염료감응형 태양전지(Dye-sensitized solar cell)를 이용하는 것이 바람직하다.It is preferable to use a dye-sensitized solar cell as the solar cell 20 which generates electrical energy using solar light irradiated to the automobile 5.

단결정, 다결정 또는 비정질 실리콘 태양전지는 에너지 변환효율이 낮고 불 투명하여 설치장소가 매우 제한적인데 반해 염료감응형 태양전지(20)는 유기계 태양전지의 일종으로 높은 에너지 변환 효율과 저렴한 제조단가 그리고 장기안정성, 투명성을 갖는다. Monocrystalline, polycrystalline or amorphous silicon solar cells have low energy conversion efficiency and transparency, so the installation location is very limited, whereas dye-sensitized solar cell 20 is a kind of organic solar cell, which has high energy conversion efficiency, low manufacturing cost, and long-term stability. , Has transparency.

도시되지 않았지만 염료감응형 태양전지(20)는 투명 기판 위에 전도성 물질이 코팅된 투명 전극 상에 염료 입자가 흡착된 금속산화물 나노 입자로 이루어진 광흡수층이 형성되는 반도체 전극 및 대향전극 그리고 두 전극 사이의 공간에 채워진 산화환원용 전해질을 포함하여 구성된다. 염료감응형 태양전지(20)의 투명 전극은 태양전지용 전극으로 적합한 투과도와 전도성을 갖는 인듐틴 옥사이드가 코팅된 전극을 사용한다. Although not shown, the dye-sensitized solar cell 20 includes a semiconductor electrode, a counter electrode, and a semiconductor electrode in which a light absorption layer made of metal oxide nanoparticles on which dye particles are adsorbed is formed on a transparent electrode coated with a conductive material on a transparent substrate. It comprises a redox electrolyte filled in the space. The transparent electrode of the dye-sensitized solar cell 20 uses an electrode coated with indium tin oxide having suitable transmittance and conductivity as an electrode for a solar cell.

상기의 구조를 갖는 염료감응형 태양전지(20)는 태양광을 효과적으로 이용위해 자동차(5)의 지붕, 전면 및 후면과 좌우측면 유리창의 외부나 내부에 각각 설치하여 발전 효율을 대폭 상승시킬 수 있다. 이는 기존의 실리콘 태양전지의 불투명성으로 인해 자동차(5)의 유리창에는 설치할 수 없는 것과 달리 염료감응형 전지(20)는 투명하여 유리에도 설치할 수 있으므로 발전효율이 매우 높다.The dye-sensitized solar cell 20 having the above structure can be installed on the roof, front and rear, and left and right side windows of the car 5 to effectively utilize solar light, thereby significantly increasing power generation efficiency. . This is due to the opacity of the conventional silicon solar cell, unlike the windows that can not be installed in the windshield of the vehicle 5, the dye-sensitized battery 20 is transparent and can be installed on the glass, so the generation efficiency is very high.

또한, 자동차(5)의 유리를 기판으로 이용하여 염료감응형 태양전지를 구성할 수 있으며, 이 경우 자동차(5)의 유리창 자체가 태양전지 기능을 수행한다.In addition, the dye-sensitized solar cell may be configured using the glass of the automobile 5 as a substrate, in which case the glass window of the automobile 5 itself performs a solar cell function.

염료감응형 태양전지(20)에서 발생된 전기에너지를 저장하기 위한 콘덴서(30)는 자동차(5)의 어느 곳이나 설치가능하지만 자동차의 전장품들과의 전기적 연결을 고려할 경우 엔진룸의 내부에 설치되는 것이 바람직하다.The capacitor 30 for storing the electrical energy generated by the dye-sensitized solar cell 20 can be installed anywhere in the vehicle 5, but is installed inside the engine room in consideration of the electrical connection with the electronic parts of the vehicle. It is desirable to be.

콘덴서로(30)는 전기이중충 콘덴서(Electric Double Layer Capacitor: EDLC) 를 이용하는 것이 바람직하다. It is preferable that the condenser furnace 30 uses an electric double layer capacitor (EDLC).

전기이중층 콘덴서(30)는 매우 빠르고 가역적인 이온들의 운동학적(kinetic)인 메카니즘을 에너지 저장의 기본 작동원리로 하기 때문에, 충방전 속도가 빠르고 높은 전류를 순간적으로 공급할 수 있으며, 넓은 작동온도 범위에서도 충방전 효율이 기존의 이차전지보다 월등히 우수하고 안전하다.Since the electric double layer capacitor 30 uses a very fast and reversible kinetic mechanism of ions as the basic operating principle of energy storage, the charge / discharge rate is high and the current can be supplied instantaneously, even in a wide operating temperature range. The charging and discharging efficiency is much better and safer than the existing secondary battery.

전기이중층 콘덴서(30)는 활성탄소 전극과 유기계 전해질의 경계면에 정전층을 형성하여 전기이중층 상태를 유전체로 이용해 전지와 마찬가지로 전기에너지를 축적하는 것으로, 고체전극과 고체 또는 액체상태의 전해질 간의 계면에서 전기이중층에 전하가 흡착 및 탈착하는 원리를 이용한다.The electric double layer capacitor 30 forms an electrostatic layer on the interface between an active carbon electrode and an organic electrolyte and accumulates electric energy like a battery by using an electric double layer state as a dielectric, and at the interface between a solid electrode and a solid or liquid electrolyte. The principle of adsorption and desorption of electric charges is used.

전기이중층 콘덴서(30)는 세퍼레이터에 의해 분리된 도전체인 분극성 전극들과, 그것들에 함침된 전해질 용액의 계면에 각각 부호가 다른 한 쌍의 전하층들(전기이중층)이 생성된 것을 이용하는 것으로 대한민국 특허공보 제1995-0010193호 및 대한민국 등록특허공보 제0616552호에 개시되어 있어 그 자세한 설명은 생략한다.The electric double layer capacitor 30 uses polarized electrodes, which are conductors separated by a separator, and a pair of charge layers (electric double layers) having different signs at the interface of the electrolyte solution impregnated therewith. Patent Publication No. 195-0010193 and Republic of Korea Patent Publication No. 0616552, detailed description thereof will be omitted.

상기의 구조를 가지는 전기이중층 콘덴서(30)는 전지와 비교하여 순간적으로 고전류, 고출력을 나타내는 방전 특성이 우수하며, 수십만 회의 사이클 특성을 가지므로 수명이 반영구적이다.The electric double layer capacitor 30 having the above structure has excellent discharge characteristics indicating instantaneous high current and high output as compared with the battery, and has a cycle characteristic of several hundred thousand cycles, thus the life is semi-permanent.

따라서 빠른 충방전 특성과 고용량을 요구하는 자동차(5)의 보조 전원으로 적합하게 사용할 수 있다.Therefore, it can be suitably used as an auxiliary power source of the vehicle 5 requiring fast charge and discharge characteristics and high capacity.

그리고 태양전지(20)와 콘덴서(30) 사이에는 전류를 제어함으로써 태양전지(20)에서 발생된 전압이 일정하게 유지되어 콘덴서(30)에 전달될 수 있도록 전압 조정기(미도시)가 설치될 수 있다.In addition, a voltage regulator (not shown) may be installed between the solar cell 20 and the capacitor 30 to control the current so that the voltage generated in the solar cell 20 is maintained constant and transferred to the capacitor 30. have.

또한, 상기의 전기이중층 콘덴서(30)에는 자동차(5)의 제네레이터(7)에서 발생된 전기가 충전될 수 있는 구조를 가질 수 있다.In addition, the electric double layer capacitor 30 may have a structure in which electricity generated by the generator 7 of the vehicle 5 may be charged.

본 발명의 보조전원 장치는 자동차(5)의 엔진에 의해 구동되어 발전하는 제네레타(7)와, 제네레타(7)에서 발전된 전기가 충전되어 전기를 공급하는 축전지(6)를 갖는 자동차(5)에 별도의 콘덴서(30)를 설치하여 전기적 부하기 많이 걸리는 경우 보조전원으로 사용할 수 있고 자동차(5)의 축전지가 전기를 공급하지 못하는 경우 대체전원으로 이용할 수 있다.The auxiliary power supply device of the present invention includes a vehicle 5 having a generator 6 driven and driven by an engine of an automobile 5 and a storage battery 6 for supplying electricity by charging electricity generated in the generator 5. In the case where a separate capacitor 30 is installed, the electrical load may be used as an auxiliary power source, and when the battery of the vehicle 5 does not supply electricity, it may be used as an alternative power source.

또한, 현재 12V의 자동차 전원체계가 향후 36V나 42V로 변경되는 경우 기존의 12V의 발전체계에 본 발명의 보조전원 장치를 추가함으로써 36V나 42V의 전원을 이용할 수 있다.In addition, when the current 12V automotive power supply system is changed to 36V or 42V in the future, by adding the auxiliary power supply of the present invention to the existing 12V power generation system, a power supply of 36V or 42V can be used.

한편, 본 발명의 다른 실시 예로서 풍력으로 전기에너지를 발생시키는 풍력발전유니트(100)를 더 구비한다.On the other hand, as another embodiment of the present invention further comprises a wind power generation unit 100 for generating electrical energy with wind power.

도 2 및 도 6을 참조하면, 염료감응형 태양전지(20)는 자동차(5)의 앞유리창 및 측면유리창과 지붕에 각각 설치된다. 물론 자동차(5)의 적재함의 측면에도 설치될 수 있음은 물론이다.2 and 6, the dye-sensitized solar cell 20 is installed on the windshield, side glass window and the roof of the car 5, respectively. Of course, it can also be installed on the side of the loading box of the vehicle (5).

그리고 풍력발전유니트(100)는 자동차(5)의 외측에 설치되어 주행시 풍력에 의해 전기를 발생시키고, 발생된 전기는 전기이중층 콘덴서(30)에 충전된다.In addition, the wind power generation unit 100 is installed outside the vehicle 5 to generate electricity by the wind during driving, and the generated electricity is charged in the electric double layer capacitor 30.

풍력발전유니트(100)는 도 4 및 도 5에 도시된 것처럼 자동차(5)의 외측에 고정되는 하우징(110)과, 상기 하우징(110)에서 수직 상방으로 회전가능하게 설치 된 회전축(121)과, 상기 회전축(121)의 외주면에 방사상으로 다수 형성된 지지대(122)와, 상기 지지대(122)에 고정되어 풍력에 의해 상기 회전축(121)을 회전시키는 것으로 상기 회전축(121)에 대해 외향되는 외향면은 유체에 대해 양력이 발생되고 상기 회전축(121)에 대해 내향되는 내향면은 유체에 대해 항력이 발생되는 다수의 블레이드(123)들과, 상기 하우징(110)의 내부에 설치되어 상기 회전축(121)으로부터 회전력을 전달받아 발전하는 발전부(140)를 구비한다. The wind power generation unit 100 includes a housing 110 fixed to the outside of the vehicle 5 as shown in FIGS. 4 and 5, and a rotation shaft 121 rotatably installed vertically upward from the housing 110. The outer surface of the rotating shaft 121, the support 122 formed in a plurality of radially and the support 122 is fixed to the support 122 to rotate the rotating shaft 121 by the wind outwardly facing the rotating shaft 121 Lifting force is generated with respect to the silver fluid and the inward surface inward with respect to the rotation axis 121 is a plurality of blades 123 for generating a drag against the fluid, and the inside of the housing 110 is installed in the rotation shaft 121 It is provided with a power generation unit 140 for receiving the rotational force from the power generation.

하우징(110)은 자동차(5)의 적재함(5a)의 전면측에 설치하여 주행시 발생하는 바람에 의해 블레이드(123)를 회전시킬 수 있도록 한다. The housing 110 is installed on the front side of the loading box 5a of the vehicle 5 so as to rotate the blade 123 by the wind generated during driving.

회전축(121)은 그 일부분이 하우징(110)의 내부 공간에 인입되어 회전가능하게 마련된다. 지지대(122)는 하우징(110) 외부에 노출된 회전축(121) 외주면에 방사상으로 다수 형성된다.A part of the rotation shaft 121 is rotatably provided to be inserted into the inner space of the housing 110. A plurality of supports 122 are formed radially on the outer circumferential surface of the rotating shaft 121 exposed outside the housing 110.

블레이드(123)는 지지대(122)의 선단에 마련된다. 블레이드(123)의 외향면은 전방이 후방에 비해 볼록한 유선형으로 형성되고, 내향면은 전방은 볼록한 유선형으로 형성되고 후방은 절제된 절개부(123a)가 형성된다. The blade 123 is provided at the tip of the support base 122. The outward surface of the blade 123 is formed in a streamlined convex shape in front of the rear, the inward surface is formed in a streamlined convex shape in the front and the incision cut out portion 123a is formed in the rear.

상기의 구조를 가지는 블레이드(123)에 자동차(5)의 전방에서 바람이 작용하게 되면, 블레이드(123)의 절제부(123a)에 바람에 대한 항력이 발생되어 회전축(121)이 시계방향으로 회전하고, 블레이드(123)의 외향면에는 바깥 방향으로 양력이 발생된다. 따라서 블레이드(123)는 항력과 양력의 합성력에 의해 시계방향으로 회전하게 된다.When wind is applied to the blade 123 having the above structure in front of the vehicle 5, a drag against the wind is generated in the cutting portion 123a of the blade 123 so that the rotation shaft 121 rotates clockwise. Then, lift is generated in the outward surface of the blade 123 in the outward direction. Therefore, the blade 123 is rotated clockwise by the combined force of drag and lift.

발전부(140)는 회전자(141)와 발전코일(142)로 이루어져 회전자(141)가 회 전될 때, 발전코일(142)에서 전자기 유도에 의한 유도기전력이 발생되도록 한 것이다. The generator 140 is composed of the rotor 141 and the power coil 142 when the rotor 141 is rotated, so that the induced electromotive force is generated by the electromagnetic induction in the power coil 142.

그리고 하우징(110)의 내부에는 회전축(121)의 회전력을 증속시키는 증속부(130)가 더 설치될 수 있다. 증속부(130)는 바람에 의해 회전하는 풍차(120)의 회전력을 증속시키는 것으로 유성기어장치를 이용한다. 유성기어장치는 선기어와 선기어의 둘레를 자체 회전하면서 도는 유성기어의 조합으로 이루어져 회전력을 증속시킨다.And the inside of the housing 110 may be further provided with a speed increasing unit 130 for increasing the rotational force of the rotating shaft 121. The speed increasing unit 130 uses the planetary gear device to increase the rotational force of the windmill 120 rotating by the wind. The planetary gear device is composed of a combination of the sun gear and the sun gear while turning itself around the sun gear to increase the rotational force.

상기의 구조를 갖는 풍력발전유니트(100)는 도 2에 도시된 것과 달리 하나 또는 세개 이상이 설치되거나 적재함(5a)의 상부 또는 측면에 설치될 수 있음은 물론이다. The wind power generation unit 100 having the above structure may be installed at one or three or more upper or side surfaces of the stacking box 5a, as shown in FIG. 2.

풍력발전유니트(100)는 주행 중 또는 정지시 불어오는 바람에 의해 효과적으로 발전하고, 특히 날씨가 흐리거나 야간에도 전기를 발생시킬 수 있어 안정적으로 자동차(5)에 전기를 공급할 수 있다.The wind power generation unit 100 may effectively generate electricity by the wind blowing during driving or stoppage, and may generate electricity even when the weather is cloudy or at night, thereby stably supplying electricity to the vehicle 5.

그리고 도 3에 도시된 것처럼 자동차(5)의 주행시 운전석이 있는 캡(5b)과 적재함(5a) 사이에서 발생하는 공기의 와류를 효과적으로 이용하기 위해 풍력발전유니트(105)를 횡방향으로 눕혀 설치할 수 있다.And, as shown in FIG. 3, in order to effectively use the vortex of air generated between the cap 5b with the driver's seat and the loading box 5a when the vehicle 5 is driven, the wind power generation unit 105 may be laid on the transverse direction. have.

또한, 도 7에 도시된 것처럼 소형 승용차나 택시의 지붕에 풍력발전유니트(105)를 설치하여 염료감응형 태양전지(20)와 함께 발전할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 7, the wind power generation unit 105 may be installed on the roof of a small passenger car or a taxi to generate power together with the dye-sensitized solar cell 20.

도시되지는 않았지만 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 자동차용 보조전원 공급장치는 풍력발전유니트와, 풍력발전유니트에서 생성된 전기를 충전하는 전기이 중층 콘덴서로 이루어질 수 있음은 물론이다.Although not shown, the auxiliary power supply device for a vehicle according to another embodiment of the present invention may include a wind power generation unit and electricity for charging electricity generated in the wind power generation unit as a middle layer capacitor.

그리고 도 6을 참조하면, 자동차(5)에는 통상적인 납축전지(6)가 설치되고, 축전지(6)는 엔진의 구동에 의해 전기를 발전시키는 제네레터(7)에 의해 전기가 충전된다. 전기가 충전된 축전지(6)는 초기 차량의 시동시 이그니션스위치(9)를 통해 스타터 모터(8)로 전기를 공급하여 엔진을 구동시킨다. 주행시에는 제네레터(7)에서 발전된 전기가 자동차(5)의 각종 전기장치(4)나 ECM(3) 등으로 공급된다. 6, a typical lead acid battery 6 is installed in the automobile 5, and the battery 6 is charged by a generator 7 that generates electricity by driving an engine. The battery 6 charged with electricity drives the engine by supplying electricity to the starter motor 8 through the ignition switch 9 at the start of the initial vehicle. At the time of traveling, the electricity generated by the generator 7 is supplied to various electric devices 4, the ECM 3, etc. of the automobile 5.

본 발명의 보조전원장치는 태양전지(20)나 풍력발전유니트(100)에서 발전된 전기를 전기이중층 콘덴서(30)에 충전시킨다. 또한, 제네레터에서 생성되는 전기도 축전지뿐만 아니라 전기이중층 콘덴서에 충전될 수 있는 구조를 가짐이 바람직하다.The auxiliary power supply device of the present invention charges the electric double layer capacitor 30 with electricity generated from the solar cell 20 or the wind power generation unit 100. In addition, it is preferable to have a structure capable of charging the electric double layer capacitor as well as the electricity generated in the generator.

따라서 자동차(5)의 축전지(6)가 방전이 되거나 제대로 작동하지 않는 경우 전기이중층 콘덴서(30)에서 전기를 공급하여 스타터 모터(8)를 기동시키게 된다.Therefore, when the battery 6 of the vehicle 5 is discharged or does not operate properly, the electric double layer capacitor 30 supplies electricity to start the starter motor 8.

또한, 제네레터(7)가 발전을 할 수 없는 경우 콘덴서(30)에서 자동차(5)의 축전지(6)로 전기를 충전시키거나 각종 전기장치(4) 등에 전기를 공급한다.In addition, when the generator 7 cannot generate power, the capacitor 30 charges electricity from the capacitor 6 of the automobile 5 or supplies electricity to various electric devices 4 and the like.

그리고 자동차(5)의 전기장치들을 동시에 다수 사용하여 전기적 부하가 클 경우 콘덴서(30)에 충전된 전기를 보조적으로 공급할 수 있다.In addition, when the electrical load is large by using a plurality of electric devices of the vehicle 5 at the same time, the charged electricity to the condenser 30 may be auxiliary.

한편, 그리고 도 2 및 도 3에 도시된 실시 예 중에서 위에서 설명되지않은 구성요소는 도 1 에 도시된 실시 예와 동일하므로 상세한 설명을 생략한다.Meanwhile, components not described above in the embodiments illustrated in FIGS. 2 and 3 are the same as the embodiments illustrated in FIG. 1, and thus detailed descriptions thereof will be omitted.

이상에서 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다 양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. Although the present invention has been described with reference to the embodiments illustrated in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent embodiments thereof are possible. .

따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.Therefore, the true scope of protection of the present invention should be defined only by the appended claims.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동차용 보조전원 공급장치가 자동차에 설치된 상태를 나타내는 사시도이고,1 is a perspective view illustrating a state in which an auxiliary power supply for a vehicle according to an embodiment of the present invention is installed in a vehicle;

도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 자동차용 보조전원 공급장치가 자동차에 설치된 상태를 나타내는 사시도이고,2 is a perspective view illustrating a state in which an auxiliary power supply for a vehicle is installed in a vehicle according to another embodiment of the present disclosure;

도 3은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 자동차용 보조전원 공급장치가 자동차에 설치된 상태를 나타내는 사시도이고,3 is a perspective view showing a state in which an auxiliary power supply for a vehicle according to another embodiment of the present invention is installed in a vehicle;

도 4는 도 2에 적용된 풍력발전 유니트의 사시도이고,4 is a perspective view of the wind power unit applied to FIG. 2,

도 5는 도 2에 적용된 풍력발전 유니트의 하우징의 내부를 나타내는 일부절개 측면도이고,FIG. 5 is a partially cutaway side view illustrating the inside of a housing of the wind power unit applied to FIG. 2;

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동차용 보조전원 공급장치의 전기흐름을 간략하게 나타낸 구성도이고,Figure 6 is a schematic diagram showing the electrical flow of the auxiliary power supply for a vehicle according to an embodiment of the present invention,

도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 자동차용 보조전원 공급장치가 자동차에 설치된 상태를 나타내는 사시도이다.7 is a perspective view illustrating a state in which an auxiliary power supply device for a vehicle according to another embodiment of the present invention is installed in a vehicle.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

20: 연료감응형 태양전지 30: 콘덴서20: fuel-sensitized solar cell 30: condenser

100: 풍력발전유니트 110: 하우징100: wind power unit 110: housing

121: 회전축 123: 블레이드121: axis of rotation 123: blade

Claims (4)

자동차에 조사되는 태양광을 이용하여 전기에너지를 발생시키며 상기 자동차의 외측 또는 내측에 설치되는 염료감응형 태양전지와;A dye-sensitized solar cell that generates electrical energy using solar light irradiated to a vehicle and is installed outside or inside the vehicle; 상기 염료감응형 태양전지에서 발생한 전기에너지를 충전시키며 상기 자동차에 설치되어 상기 자동차에 전원을 공급하는 전기이중층 콘덴서;를 구비하는 것을 특징으로 하는 자동차용 보조전원 공급장치.And an electric double layer capacitor installed in the vehicle to supply electric energy generated from the dye-sensitized solar cell and supplying power to the vehicle. 제 1항에 있어서, 상기 콘덴서에 전기에너지를 충전시키는 것으로 상기 자동차에 설치되어 풍력으로 전기에너지를 발생시키는 풍력발전유니트;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 자동차용 보조전원 공급장치.The auxiliary power supply device for a vehicle according to claim 1, further comprising a wind power generation unit installed in the vehicle to charge the capacitor with electrical energy to generate electrical energy with wind power. 자동차에 설치되어 풍력으로 전기에너지를 발생시키는 풍력발전유니트와;A wind power generation unit installed in a vehicle and generating electrical energy with wind power; 상기 풍력발전 유니트에서 발생한 전기에너지를 충전시키며 상기 자동차의 내측에 설치된 전기이중층 콘덴서;를 구비하는 것을 특징으로 하는 자동차용 보조전원 공급장치.And an electric double layer capacitor installed inside the vehicle to recharge the electric energy generated by the wind power generation unit. 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 상기 풍력발전유니트는 자동차의 외측에 고정되는 하우징과, 상기 하우징에서 수직 상방으로 회전가능하게 설치된 회전축과, 상기 회전축의 외주면에 방사상으로 다수 형성된 지지대와, 상기 지지대에 고정되어 풍력에 의해 상기 회전축을 회전시키는 것으로 상기 회전축에 대해 외향되는 외향면은 유체에 대해 양력이 발생되고 상기 회전축에 대해 내향되는 내향면은 유체에 대해 항력이 발생되는 다수의 블레이드들과, 상기 하우징에 설치되어 상기 회전축으로부터 회전력을 전달받아 발전하는 발전부를 구비하는 것을 특징으로 하는 자동차용 보조전원 공급장치.According to claim 2 or 3, wherein the wind power unit is a housing fixed to the outside of the vehicle, a rotating shaft rotatably installed vertically upwards from the housing, a plurality of supports formed radially on the outer peripheral surface of the rotating shaft, It is fixed to the support to rotate the axis of rotation by the wind, the outwardly facing outward with respect to the axis of rotation is generated by the lifting force against the fluid and the inwardly facing inward with respect to the axis of rotation is a plurality of blades generated a drag against the fluid and And a power generation unit installed in the housing and receiving power from the rotation shaft to generate power.
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WO2018199583A1 (en) * 2017-04-24 2018-11-01 박진규 Wind power generator using lift force mounted in electric vehicle

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