KR20170121202A - 제어 배선 없이 울트라캐패시터의 충전 및 방전을 관리하는 장치 및 방법 - Google Patents

제어 배선 없이 울트라캐패시터의 충전 및 방전을 관리하는 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 제어 배선 없이 내연기관의 전기 시스템 또는 강한 전류를 공급 또는 흡수하는 배터리를 필요로 하는 다른 장치 또는 방법에 병렬로 연결되는, 울트라캐패시터의 충전 및 방전을 관리하는 방법과 장치에 관한 것이다. 이 장치는 그 작동을 위해 내연기관의 전기 배선을 변경할 필요가 없으며 배터리가 부분적으로 충전되거나 완전히 방전되거나 또는 배터리가 없는 경우에도 내연기관의 작동을 가능하게 하는 이점이 있다. 본 발명은 휴대용으로 구현되거나 영구 사용을 위해 구현되거나 내연기관에 전기 에너지를 공급하는 데 사용되는 어셈블리를 구성하는 전기화학적 배터리에 연결되는 장치로 구현될 수 있다.

Description

제어 배선 없이 울트라캐패시터의 충전 및 방전을 관리하는 장치 및 방법
본 발명의 대상은 울트라캐패시터 그룹의 충전과 방전을 관리하며 바람직하기로 전기화학적 배터리의 상태와 무관하게 내연기관의 전기 시스템에 연결되어 그 시동과 작동을 보장하는 장치와 그 제어 방법이다. 본 발명의 주된 차별적 특징은 이러한 관리에 외부 지령이 불필요하여 시동과 정지 시도, 내연기관의 작동 상태와 내연기관의 전기화학적 배터리의 상태를 간접적으로 검출, 즉 내연기관의 전기 배선이나 설치를 변경할 필요 없이 예를 들어 전기 배터리 단자 등의 전력 배선에 장치를 병렬로 연결하기만 하면 충분하다는 것이다.
Mutua Madrilen보험회사로부터의 데이터에 의하면, 차량의 전기 시스템과 배터리로 구성되는 어셈블리(assembly)는 도로상의 기술적 지원 요청의 두 번째 주요 원인으로, 호출의 30%를 구성한다. 흥미롭게도, EuropAssistance에 의해 제공되는 지원 서비스에 의하면 점화 시스템이 가장 흔한 결함을 나타내 연간 백만 건 이상의 지원 요청을 구성하는데, 이 모든 것은 어떤 종류의 보험도 사용되지 않은 수많은 고장의 경우들을 제외한 것이다.
이는 매우 흔하고 예측 불가능한 고장으로 시간의 손실, 상품 또는 여행 티켓의 손실을 포함하여 정도의 차이는 있어도 중요한 결과를 야기하고, 일반적으로 차량의 정지가 수반되거나 및/또는 지원을 필요로 한다.
이러한 고장을 지원하기 위해 사용 시에 완전 충전되어야 하는 작은 전기화학적 배터리를 포함하는“부스터(booster)"로 불리는 휴대용 시동기가 사용되는데, 이는 필요시의 작동을 보장하기 위해 장치가 주전원에 플러그 결합되어 있어야 함을 의미한다. 뿐만 아니라 엔진이 이 방법으로 시동되더라도 차량 배터리가 심하게 손상되어 있으면 엔진의 지속적 성능이 보장될 수 없고 후속적 점화 시도도 불가능하다.
반면, 내연기관의 시동을 지원하는 데 울트라캐패시터(ultracapacitor) 배터리를 보조 저장 시스템으로 사용하는 것이 현재의 기술수준에서 흔하다. 이 보조 울트라캐패시터 배터리는 다음과 같은 이점들을 가지므로, 바람직하기로 대형 내연기관과 저온 또는 아주 빈번한 시동-정지 사이클들의 조건 하에서 작동되어야 하는 전기화학적 배터리를 요구하는 장치의 점화를 보조하는 데 사용된다:
* 내부 저항이 낮아 내연기관의 시동 모터를 작동시키는 데 필요한 고 전류를 매우 낮은 손실로 전송할 수 있다.
* 전기화학적 배터리가 극적으로 저하된 성능을 보이는 반면, 저온에 서 특히 흥미롭게도 공칭 특성이 -40 to 65oC 사이에서 거의 변화되지 않는다.
* 전기화학적 배터리와 함께 사용될 때 점화로 겪게 될 심한 방전을 방지하므로 배터리의 수명을 연장시킨다.
당업계의 현재 기술수준에서 이러한 울트라캐패시터 배터리를 내연기관의 전기 시스템에 연결하는 다른 장치들이 있지만 그 작동을 위해서는 제어 시스템 및/또는 전력 배선의 변경을 반드시 수반하므로, 예를 들어 차량의 경우 전문가의 개입과 수행된 변경의 승인을 필요로 할 뿐 아니라 필요할 때마다의 비상 설비로서의 사용을 방해한다.
필요할 때마다 전기화학적 배터리에 연결되어 차량 배터리가 방전되었을 때 시동기를 보조하는 휴대용 울트라캐패시터 배터리들도 있다. (그러나) 공지의 경우, 연결, 충전, 방전, 작동, 분리 등은 원시적이고 위험한 방식으로 완전히 수동으로 수행된다.
그러므로 내연기관의 전기 배선을 변경할 필요가 없고 미리 충전할 필요가 없는, 주 배터리의 보조 시스템으로서의 울트라캐패시터 그룹의 연결, 관리, 및 제어가 가능한 장치의 구비가 바람직할 것이다.
이러한 목적으로 본 발명은 외부 지령을 필요로 하지 않고 점화와 정지 시도와 내연기관의 작동 상태, 그리고 배터리 시스템의 공정과 상태를 간접적으로 검출하는, 울트라캐패시터 그룹의 충전 및 방전을 위한 방법 및 제어 부재에 집중한다. 이는 내연기관의 전기 시스템의 전압, 전류 및 내부 저항과 온도 등 적절한 관리에 필요한 다른 매개변수(parameter)들의 변화의 판독에 기초한 제어 알고리듬의 사용을 통해 달성된다.
제어 배선 없이 울트라캐패시터 배터리의 충전 및 방전을 관리하는 장치인 본 발명의 장치는:
- 하나 이상의 울트라캐패시터들로 구성되는 울트라캐패시터 배터리(1)와,
- 내연기관의 전기 시스템과 병렬로 연결되며, 필요에 따라(at-will) 연결했다 분리 가능한 제1 전기 연결(부)와,
- 외부 전원(14)에 연결되는 분리 가능한 제2 전기 연결(부)와,
- 내연기관의 전기 시스템으로부터 울트라캐패시터 배터리(1)로의 전기의 흐름을 제어하는 제1 일방 스위치(one-way switch)(2)와,
- 울트라캐패시터 배터리(1)로부터 내연기관의 전기 시스템으로의 전기의 흐름을 제어하는 제2 일방 스위치(3)와,
- 내연기관의 전기 시스템과 외부 전원(14)으로부터 울트라캐패시터 배터리(1)를 충전하는데 적합한 전압으로 승압 또는 강압 변환하는 DC-DC 컨버터와,
- 외부 전원(14)로부터 내연기관의 전기 시스템으로의 전기의 흐름을 방지하는 제1 전자 장치(5)와,
- 내연기관의 전기 시스템으로부터 외부 전원(14)으로의 전기의 흐름을 방지하는 제2 전자 장치(6)와,
- 제1 전기 연결(부)에 배치된 내연기관의 전기 시스템의 전압을 측정하는 하나 이상의 센서(9)들과,
- 제1 전기 연결(부)에 배치된 내연기관의 전기 시스템과 울트라캐패시터 배터리(1) 간을 흐르는 전류의 강도를 측정하는 하나 이상의 센서들과,
- 울트라캐패시터 배터리의 하나 이상의 전압 센서(8)들과,
- 울트라캐패시터 배터리의 하나 이상의 전류 강도 센서들과,
- 주변 온도 센서(16)와,
- 울트라캐패시터의 최대 충전 전압을 선택하는 장치와,
- 휴먼 머신 인터페이스(human-machine interface)로
* 전자 제어 장치와 통신하며 매개변수(Vnom, Vmax, Vmin, 및 dVbat) 의 프로그래밍을 허용하고,
* 내연기관의 전기 시스템의 점화 및 보조 전력 장치들의 작동 매개변 수에 대한 정보를 표시하며 상기 점화 및 보조 전력 장치를 작동시키 기에
적합한 휴먼 머신 인터페이스와,
- 전자 제어 장치(7)와 그 관련 펌웨어(firmware)로
* 전압 및 전류 강도 센서(8 및 9)에서 측정된 신호들과 내연기관의 전기 시스템과 울트라캐패시터의 전류를 수신 및 처리하고,
* 매개변수(Vnom, Vmax, Vmin, 및 dVbat)들을 주변 온도와 내연기관의 전기 배터리(10)의 특성에 따라 변경하도록 온도 프루브(temperature probe; 16)에 포착된 신호를 수신 및 처리하며,
* 제1 및 제2 일방 스위치(one-way switch)(2, 3)들의 개폐를 제어하 고,
* 제2 일방 스위치(3)의 펄스폭을 제어하며,
* DC-DC 컨버터(4)의 작동을 제어하고,
* 휴먼 머신 인터페이스(15)와 통신하기에
적합한 전자 제어 장치 및 그 관련 펌웨어를
구비한다.
그리고 전술한 장치를 사용하여 제어 배선 없이 울트라캐패시터를 충전 및 방전시키는 관리 방법은 다음 단계들:
a. 내연기관의 전기 시스템에 병렬 연결하는 단계와,
b. 내연기관의 전기 시스템의 최대전압(Vmax), 공칭전압(Vnom)을 선택하는 단계와,
c. 내연기관의 배터리의 전압(Vbat)을 검출하는 단계와,
d. Vbat ≥ Vmin이면, 전자 제어 장치(7)가 DC-DC 컨버터(4)를 작동시킴으로써 내연기관의 전기 배터리(10)가 울트라캐패시터 배터리(1)를 Vmax까지 충전하도록 하는 단계와,
e. Vbat < Vmin이면, 휴먼 머신 인터페이스(15)가 점화 및 보조 작동 장치를 외부 전원 또는 재충전 가능한 전기 배터리(14)에 연결하도록 요구하고, 전자 제어 장치(7)가 DC-DC 컨버터를 작동시켜 외부 전원(14) 또는 재충전 가능한 전기 배터리가 울트라캐패시터 배터리(1)를 Vmax까지 충전하도록 하는 단계와,
f. 시동 모터 회로를 전기적으로 닫는 단계와.
g. 내연기관의 전기시스템의 전압의 급격한 변화(dVbat)의 측정을 통해 시동 모터(회로)의 전기적 닫힘을 검출하는 단계와,
h. dVbat가 소정 값보다 크고 전기적 시동 모터(회로)가 전기적으로 닫혔으면 울트라캐패시터 배터리가 내연기관의 전기 회로에 전력을 공급하는 단계와,
i. 전기 시스템의 전압(Vbat)을 측정함으로써 내연기관의 작동 상태를 검출하는 단계와,
j. Vbat = Vmax이면, 내연기관이 시동되어 충전 발전기(charging alternator)가 작동된 것으로 간주하여 전자 제어 장치(7)가 제1 일방 스위치(2)의 펄스 폭 변조를 통해 울트라캐패시터 배터리(1)의 충전 강도의 조절로 이행하는 단계와,
k. 내연기관을 정지시키는 단계와,
l. Vbat가 Vnom 이하이면, 내연기관이 정지된 것으로 간주하여 발전기(11)를 분리하고 전자 제어 장치(7)가 제1 및 제2 일방 스위치(2, 3)를 열고 DC-DC 컨버터를 사용하여 내연기관(10)의 전기 배터리 또는 외부 전원(14)에 의해 공급되는 전력으로 울트라캐패시터 배터리(1)를 Vmax까지 충전하는 단계를
구비한다.
도 1은 보조 점화 및 작동 장치의 회로도,
도 2는 보조 점화 및 작동 방법의 흐름도이다.
이 명세서가 기술하는 본 발명의 주된 기능은, 배터리의 상태가 어떻건 또는 배터리가 없거나 전체적인 고장이 났더라도 내연기관의 점화 및 작동 또는 단기간 내에 강한 전류의 전송 또는 흡수하는 전기화학적 배터리를 필요로 하는 임의의 장치와 공정을 보장하는 것이다. 이는 울트라캐패시터의 그룹의 충전과 방전을 신속한 전력 저장 시스템으로서 관리함으로써 달성된다.
본 발명의 주된 차별적 특징은 어떤 외부 제어 명령을 요구하지 않고 점화 및 정지 시도와 내연기관의 상태와 내연기관의 배터리 상태를 간접적으로 검출하여 이 관리를 수행하는 것이다. 이는 내연기관의 전기 시스템의 전압, 전류 및 내부저항과 온도 등 적절한 관리에 필요한 다른 물리적 매개변수의 변화의 판독에 기초한 제어 알고리듬의 사용을 통해 달성된다.
바람직한 실시예에서, 본 발명의 대상인 장치는:
- 내연기관의 시동 모터(12)와 보조 소비 회로(auxiliary consumption circuits; 13)의 전력에 맞춘 용량(capacity)을 가지는 울트라캐패시터(1)의 그룹과,
- 내연기관의 전기 시스템에 병렬로 연결되며, 필요에 따라(at-will) 연결했다 분리 가능한 제1 전기 연결(부)와,
- 외부 전원(external power source)에 연결되는 분리 가능한 제2 전기 연결(부)와,
- 내연기관의 전기 시스템, 특히 작동의 국면(phase)에 따라 배터리 또는 발전기(alternator)로부터 울트라캐패시터 배터리(1)로의 전력의 흐름을 제어하는 제1 일방 스위치(one-way switch)(2)와,
- 울트라캐패시터 배터리로부터 내연기관의 전기 시스템으로의 전기 에너지의 흐름을 제어하는 제2 일방 스위치(3)와,
- 내연기관의 전기 시스템과 외부 전원으로부터 울트라캐패시터 배터리를 충전하는데 적합한 전압으로 승압 또는 강압 변환하는 DC-DC 컨버터(4)와,
- 외부 전원(14)으로부터 배터리(10)로 그리고 그 역으로의 전류의 통과를 방지하는 바람직하기로 다이오드인 제1 및 제2 전자 장치(5, 6)와.
- 제1 전기 연결(부)에 연결된 내연기관의 전기 시스템의 전압을 측정하는 하나 이상의 센서(9)들과,
- 제1 전기 연결(부)에 연결된 내연기관의 전기 시스템의 전류 강도를 측정하는 하나 이상의 센서(9)들과,
- 울트라캐패시터 배터리의 전압을 측정하는 하나 이상의 센서(8)들과,
- 울트라캐패시터 배터리의 전류 강도를 측정하는 하나 이상의 센서(9)들과,
- 주변 온도(ambient temperature)를 측정하는 센서(16)와,
- 장치 내에 포함되거나 외부에 연결되는 휴먼 머신 인터페이스(human-machine interface)로
* 전자 제어 장치(7)와 통신하며 매개변수(Vnom, Vmax, Vmin, 및 dVbat)의 프로그래밍을 허용하고,
* 내연기관의 전기 시스템의 점화 및 보조 전력 장치들의 작동 매개 변수에 대한 정보를 표시하며 상기 점화 및 보조 전력 장치를 작동시 키기에
적합한 휴먼 머신 인터페이스와,
- 전자 제어 장치(7)와 그 관련 펌웨어(firmware)로:
* 내연기관의 전기 시스템과 울트라캐패시터의 전압 및 전류 강도 센 서(8 및 9)에서 측정된 신호들을 수신 및 처리하고,
* 매개변수(Vnom, Vmax, Vmin, 및 dVbat)를 측정된 주변 온도와 내연기관의 전기 배터리(10)의 특성에 따라 변경하도록 온도 프루브(temperature probe; 16)에 포착된 신호를 수신 및 처리하며,
* 제1 및 제2 일방 스위치(one-way switch)(2, 3)들의 개폐를 제어하 고,
* 제2 일방 스위치(3)의 펄스폭을 제어하며,
* DC-DC 컨버터(4)의 작동을 제어하고,
* 휴먼 머신 인터페이스(15)와 통신하기에
적합한 전자 제어 장치 및 그 관련 펌웨어를
구비한다.
그리고 전술한 장치를 사용하여 제어 배선 없이 울트라캐패시터를 충전 및 방전시키는 관리 방법은 다음 단계들:
a. 내연기관의 전기 배선에 병렬 연결하는 단계와,
b. 내연기관의 전기 시스템의 최대전압(Vmax), 공칭전압(Vnom)을 선택하는 단계와,
c. 내연기관의 배터리의 전압(Vbat)을 검출하는 단계와,
d. Vbat ≥ Vmin이면(여기서 Vmin은 DC-DC 컨버터의 최소 작동 전압), 전자 제어 장치(7)가 DC-DC 컨버터(4)를 작동시킴으로써 내연기관의 전기 배터리(10)가 울트라캐패시터 배터리(1)를 Vmax까지 충전하도록 하는 단계와,
e. Vbat < Vmin이면, 휴먼 머신 인터페이스(15)가 점화 및 보조 작동 장치를 외부 전원 또는 재충전 가능한 전기 배터리(14)에 연결하도록 요구하고, 전자 제어 장치(7)가 DC-DC 컨버터를 작동시켜 외부 전원(14) 또는 재충전 가능한 전기 배터리가 울트라캐패시터 배터리(1)를 Vmax까지 충전하도록 하는 단계와,
f. 시동 모터 회로(12)를 전기적으로 닫는 단계와.
g. 내연기관의 전기시스템의 전압의 급격한 변화(dVbat)의 측정을 통해 시동 모터(회로)(12)의 전기적 닫힘을 검출하는 단계와,
h. dVbat가 소정 값보다 크고 전기적 시동 모터(회로)가 전기적으로 닫혔으면 전자 제어 시스템(7)이 제2 일방 스위치(3)를 닫아 울트라캐패시터 배터리가 내연기관의 전기 회로에 전력을 공급하도록 하는 단계와,
i. 전기 시스템의 전압(Vbat)을 측정함으로써 내연기관의 작동 상태를 검출하는 단계와,
j. Vbat = Vmax이면, 발전기(11)의 작동에 의해 내연기관이 시동된 것으로 간주하여 전자 제어 장치(7)가 제1 일방 스위치(2)의 펄스 폭 변조를 통해 울트라캐패시터 배터리(1)의 충전 강도의 조절로 이행하는 단계와,
k. 내연기관을 정지시키는 단계와,
l. Vbat가 Vnom 이하이면, 내연기관이 정지된 것으로 간주하여 발전기(11)를 분리하고 전자 제어 장치(7)가 제1 및 제2 일방 스위치(2, 3)를 열고 DC-DC 컨버터를 사용하여 내연기관(10)의 전기 배터리 또는 외부 전원(14)에 의해 공급되는 전력으로 울트라캐패시터 배터리(1)를 Vmax까지 충전하는 단계를
구비한다.
본 발명에 의한 방법은 울트라캐패시터의 사용에 기초한 기존의 응용방법과 달리, 기존의 전기 설비의 배선의 변경을 필요로 하지 않고 장치의 연결이 간단한 작동으로 이뤄ㅈ져 배터리 또는 전기 시스템에 “악어 클립(crocodile clip)”이나 다른 유사한 연결 시스템에 의한 병렬연결만을 요구하므로 주목할 만하다. 그 작동은 자동이며 안전하다. 이는 모터나 방법의 작동 상태, 울트라캐패시터의 충전 상태와 배터리의 충전 상태 또는 그 부재(absence)를 검출하고 잘못된 연결과 시스템과 사용자에 대한 단락(short-circuit)을 방지한다.
그 구성 설계에 따라, 장치는 영구적으로 설치되거나 필요할 때마다 설치될 수 있으며 수동 또는 자동으로 선택될 수 있는 임의의 소요 전압 또는 다른 전압을 제공하도록 제조될 수 있다.
내연기관의 시동 모터에서 최대 토크(torque)를 얻기 위해 울트라캐패시터 그룹의 초기 충전은 시스템의 최대 전압에서 수행되며 배터리가 완전 방전되거나 배터리가 부재한다면 부분적으로 충전된 배터리 또는 보조 전원으로부터 충전될 수 있다.
보조 전원은 시스템의 공칭 전압보다 더 높거나 더 낮은 전압을 가질 수 있지만 어느 경우에든 용량 또는 저장 에너지 관점에서 그 요구치는 최소이다. 예를 들어 2,000cc 디젤 엔진을 시동하는 데 필요한 전력은 2Wh보다 약간 작은데, 이는 소형 배터리나 재충전 가능한 AA 배터리로 얻을 수 있다. 같은 양의 에너지는 휴대폰 배터리, USB 포트, 태양전지, 주 전력선(main electricity) 등의 다양한 특성의 장치로부터 추출할 수 있다.
본 발명은 내연기관에 사용될 뿐 아니라, 단기간에 강한 전류를 이송 또는 흡수하는 배터리가 필요한 하이브리드 차량, 비행기 또는 임의의 장치 또는 방법에도 사용될 수 있다.
휴대용으로 구성되었을 때 본 발명은 (종래의) 부스터에 비해 다음 이점들을 제공한다:
- 액체를 포함하지 않는다.
- 부스터보다 중량과 크기가 작다.
- 영구적으로 또는 미리 충전될 필요가 없어 차량의 트렁크에 휴대되다가 어느 때라도 비상 장치로 사용될 수 있다.
- 부스터는 자동 관리가 불가능하여, 시동 기능만 있으며 배터리가 크게 열화되었다면 차량을 작동시키지 못한다.
- 이 장치는 임시로 설치된 상태로 남아 손상된 전기화학적 배터리가 교체될 때까지 차량 또는 모터의 점화와 작동을 가능하게 한다.
영구적 설치용으로 구성되었을 때 본 발명은 다음 이점들을 제공한다:
- 내연기관의 전기 배선의 변경 없이 설치가 가능한 자동 관리 방법 덕분에 생산자 승인, 보증의 손실 또는 공장 개조의 필요성 등의 다른 국면들을 피할 수 있다.
- 주행 중 차량의 잠재적인 전기기계적 이상과 갑작스런 배터리 이상에 의해 야기되는 차량의 잠재적인 제어 상실을 방지함으로써 주행중 더 큰 안전을 제공한다.
- 예를 들어 어떤 내연기관이라도 시동시 발생되는, 또는 하이브리드 차량에서 제동시 발생되는 과도한 방전과 충전을 관리함으로써 전기화학적 배터리의 수명을 현저히 연장시킨다.
- 매우 낮은 온도에서도 점화를 보장한다.
- 종래의 배터리의 용량을 상당히 감소시킬 수 있게 함으로써 결과적으로 경제적 및 환경적 이점을 가진다.
- 중량의 감소는 예를 들어 항공기 등의 어떤 응용분야에서는 두드러지는 이점이다.
전술한 모든 이점들 중에서도, (본 발명) 장치가 일정한 전기(시스템)로 안정시킴에 의해 전기화학적 배터리의 상태와 무관하게 내연기관의 점화와 작동이 전자회로, 제어 유닛, (연료) 분사 시스템, ABS...의 정확한 작동에 필요한 전류의 흐름을 유지하도록 함으로써 손상된 배터리가 교체될 때까지 차량이 문제없이 주행할 수 있다는 이점은 특기할 만한 것이다.
다음 참조번호들이 도면들에 사용되었다:
1. 울트라캐패시터 배터리(Ultracapacitor battery)
2. 제1 일방 스위치(First one-way switch)
3. 제2 일방 스위치(Second one-way switch)
4. DC-DC 컨버터(DC-to-DC converter)
5 및 6. 전자 장치들(Electronic devices)
7. 전자 제어 장치(Electronic control device)
8 및 9. 전류 및 전압 강도 (센서)(Current voltage and intensity)
10. 내연기관의 전기 배터리(electric battery of the internal-combustion engine)
11. 발전기(Alternator)
12. 시동 모터(Starter motor)
13. 보조 소비 (회로)(Auxiliary consumption)
14. 외부 전원(External electric power source)
15. 휴먼 머신 인터페이스(Human-machine interface)
16. 온도 프루브(Temperature probe)

Claims (10)

  1. 제어 배선 없이 울트라캐패시터 배터리의 충전 및 방전을 관리하는 장치에서,
    - 하나 이상의 울트라캐패시터들로 구성되는 울트라캐패시터 배터리(1)와,
    - 내연기관의 전기 시스템과 병렬로 연결되며, 필요에 따라 연결했다 분리 가능한 제1 전기 연결(부)와,
    - 외부 전원(14)에 연결되는 분리 가능한 제2 전기 연결(부)와,
    - 내연기관의 전기 시스템으로부터 울트라캐패시터 배터리(1)로의 전기의 흐름을 제어하는 제1 일방 스위치(2)와,
    - 울트라캐패시터 배터리(1)로부터 내연기관의 전기 시스템으로의 전기의 흐름을 제어하는 제2 일방 스위치(3)와,
    - 내연기관의 전기 시스템과 외부 전원(14)으로부터 울트라캐패시터 배터리(1)를 충전하는데 적합한 전압으로 승압 또는 강압 변환하는 DC-DC 컨버터와,
    - 외부 전원(14)로부터 내연기관의 전기 시스템으로의 전기의 흐름을 방지하는 제1 전자 장치(5)와,
    - 내연기관의 전기 시스템으로부터 외부 전원(14)으로의 전기의 흐름을 방지하는 제2 전자 장치(6)와,
    - 제1 전기 연결(부)에 배치된 내연기관의 전기 시스템의 전압을 측정하는 하나 이상의 센서(9)들과,
    - 제1 전기 연결(부)에 배치된 내연기관의 전기 시스템과 울트라캐패시터 배터리(1) 간을 흐르는 전류의 강도를 측정하는 하나 이상의 센서들과,
    - 울트라캐패시터 배터리의 하나 이상의 전압 센서(8)들과,
    - 울트라캐패시터 배터리의 하나 이상의 전류 강도 센서들과,
    - 주변 온도 센서(16)와,
    - 울트라캐패시터의 최대 충전 전압을 선택하는 장치와,
    - 휴먼 머신 인터페이스로
    * 전자 제어 장치와 통신하며 매개변수(Vnom, Vmax, Vmin, 및 dVbat) 의 프로그래밍을 허용하고,
    * 내연기관의 전기 시스템의 점화 및 보조 전력 장치들의 작동 매개변 수에 대한 정보를 표시하며 상기 점화 및 보조 전력 장치를 작동시키 기에
    적합한 휴먼 머신 인터페이스(15)와,
    - 전자 제어 장치(7)와 그 관련 펌웨어로
    * 내연기관의 전기 시스템과 울트라캐패시터의 전압 및 전류 강도 센 서(8 및 9)에서 측정된 신호들을 수신 및 처리하고,
    * 매개변수(Vnom, Vmax, Vmin, 및 dVbat)를 주변 온도와 내연기관의 전기 배터리(10)의 특성에 따라 변경하도록 온도 프루브(16)에 포착된 신호를 수신 및 처리하며,
    * 제1 및 제2 일방 스위치(2, 3)들의 개폐를 제어하고,
    * 제2 일방 스위치(3)의 펄스폭을 제어하며,
    * DC-DC 컨버터(4)의 작동을 제어하고,
    * 휴먼 머신 인터페이스(15)와 통신하기에
    적합한 전자 제어 장치 및 그 관련 펌웨어를
    구비하는 것을 특징으로 하는 제어 배선이 없는 울트라캐패시터 배터리 충전 및 방전 관리 장치.
  2. 청구항 1에서,
    울트라캐패시터의 최대 충전 전압을 선택하는 장치가 자동이며 전자 제어 장치(7)로 제어되는 것을
    특징으로 하는 제어 배선이 없는 울트라캐패시터 배터리 충전 및 방전 관리 장치.
  3. 청구항 1 또는 2에서,
    제1 및 제2 일방 스위치(2, 3)가 직렬로 연결된 다이오드를 가지는 트랜지스터, 사이리스터, 접촉기 또는 유사한 장치인 것을
    특징으로 하는 제어 배선이 없는 울트라캐패시터 배터리 충전 및 방전 관리 장치.
  4. 선행하는 항들 중의 어느 한 항에서,
    제1 및 제2 전자 장치가 다이오드인 것을
    특징으로 하는 제어 배선이 없는 울트라캐패시터 배터리 충전 및 방전 관리 장치.
  5. 선행하는 항들 중의 어느 한 항에서,
    외부 전원과 DC-DC 컨버터의 전기 연결(부) 사이에 연결되도록 AC-DC 컨버터가 배치되는 것을
    특징으로 하는 제어 배선이 없는 울트라캐패시터 배터리 충전 및 방전 관리 장치.
  6. 선행하는 항들 중의 어느 한 항에서,
    울트라캐패시터 배터리(1)를 충전할 재충전 가능한 전기 배터리(14)를 더 구비하는 것을
    특징으로 하는 제어 배선이 없는 울트라캐패시터 배터리 충전 및 방전 관리 장치.
  7. 선행하는 항들 중의 어느 한 항에서,
    휴먼 머신 인터페이스(15)가 원격 장치인 것을
    특징으로 하는 제어 배선이 없는 울트라캐패시터 배터리 충전 및 방전 관리 장치.
  8. 선행하는 항들 중의 어느 한 항에서,
    단기간에 강한 전류를 이송 또는 흡수하는 전기화학적 배터리를 요구하는 장치 또는 방법을 지원하는 데 사용되는 것을
    특징으로 하는 제어 배선이 없는 울트라캐패시터 배터리 충전 및 방전 관리 장치.
  9. 선행하는 항들 중의 어느 한 항에서,
    울트라캐패시터 배터리의 충전 및 방전을 관리하는 전술한 장치가 전원 장치 어셈블리를 구성하는 전기화학적 배터리에 전기적으로 연결되는 것을
    특징으로 하는 제어 배선이 없는 울트라캐패시터 배터리 충전 및 방전 관리 장치.
  10. 선행하는 항들에 의한 장치를 사용하여 제어 배선이 없이 울트라캐패시터 배터리의 충전 및 방전을 관리하는 방법에서, 이 방법이:
    a. 내연기관의 전기 시스템에 병렬 연결하는 단계와,
    b. 내연기관의 전기 시스템의 최대전압(Vmax), 공칭전압(Vnom)을 선택하는 단계와,
    c. 내연기관의 배터리의 전압(Vbat)을 검출하는 단계와,
    d. Vbat ≥ Vmin이면, 전자 제어 장치(7)가 DC-DC 컨버터(4)를 작동시킴으로써 내연기관의 전기 배터리(10)가 울트라캐패시터 배터리(1)를 Vmax까지 충전하도록 하는 단계와,
    e. Vbat < Vmin이면, 휴먼 머신 인터페이스(15)가 점화 및 보조 작동 장치를 외부 전원 또는 재충전 가능한 전기 배터리(14)에 연결하도록 요구하고, 전자 제어 장치(7)가 DC-DC 컨버터를 작동시켜 외부 전원(14) 또는 재충전 가능한 전기 배터리가 울트라캐패시터 배터리(1)를 Vmax까지 충전하도록 하는 단계와,
    f. 시동 모터 회로를 전기적으로 닫는 단계와.
    g. 내연기관의 전기시스템의 전압의 급격한 변화(dVbat)의 측정을 통해 시동 모터(회로)의 전기적 닫힘을 검출하는 단계와,
    h. dVbat가 소정 값보다 크고 전기적 시동 모터(회로)가 전기적으로 닫혔으면 울트라캐패시터 배터리가 내연기관의 전기 회로에 전력을 공급하는 단계와,
    i. 전기 시스템의 전압(Vbat)을 측정함으로써 내연기관의 작동 상태를 검출하는 단계와,
    j. Vbat = Vmax이면, 내연기관이 시동되어 충전 발전기가 작동된 것으로 간주하여 전자 제어 장치(7)가 제1 일방 스위치(2)의 펄스 폭 변조를 통해 울트라캐패시터 배터리(1)의 충전 강도의 조절로 이행하는 단계와,
    k. 내연기관을 정지시키는 단계와,
    l. Vbat가 Vnom 이하이면, 내연기관이 정지된 것으로 간주하여 발전기(11)를 분리하고 전자 제어 장치(7)가 제1 및 제2 일방 스위치(2, 3)를 열고 DC-DC 컨버터를 사용하여 내연기관의 전기 배터리 또는 외부 전원(14)에 의해 공급되는 전력으로 울트라캐패시터 배터리(1)를 Vmax까지 충전하는 단계를
    구비하는 것을 특징으로 하는 제어 배선이 없는 울트라캐패시터 배터리 충전 및 방전 관리 방법.
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102653814B1 (ko) * 2016-05-20 2024-04-03 교세라 에이브이엑스 컴포넌츠 코포레이션 커패시터 충전 시스템 및 방법
US10605217B2 (en) 2017-03-07 2020-03-31 GM Global Technology Operations LLC Vehicle engine starter control systems and methods
JP7024463B2 (ja) * 2018-02-01 2022-02-24 株式会社Ｇｓユアサ 管理装置、蓄電装置、蓄電素子の管理方法
US10436167B1 (en) * 2018-04-24 2019-10-08 GM Global Technology Operations LLC Starter system and method of control
GB2574196B (en) 2018-05-21 2022-08-24 Bae Systems Plc Supercapacitor arrangement for enhancing electronic power performance of waterborne vehicles
US10723296B2 (en) * 2018-11-08 2020-07-28 Yung-Sheng Huang Method and apparatus for controlling the electrical connection and disconnection between a battery unit and a supercapacitor on an automobile
KR102663210B1 (ko) * 2018-12-11 2024-05-02 현대자동차주식회사 주정차 시 차량 공조 제어 방법
WO2020214225A1 (en) 2019-04-15 2020-10-22 Cummins Inc. A battery-ultracapacitor hybrid energy storage system architecture for mild-hybrid power systems
JP6959693B1 (ja) * 2020-06-01 2021-11-05 リバーフィールド株式会社 手術支援装置
US11959450B2 (en) 2020-12-31 2024-04-16 Transportation Ip Holdings, Llc System and method for cranking an engine
US11506167B1 (en) * 2021-08-09 2022-11-22 GM Global Technology Operations LLC Ultracapacitor to augment starter system during starting of vehicle engine
WO2024246497A1 (en) * 2023-06-01 2024-12-05 Brill Power Limited Battery management system and method with auxiliary power source
TWI872985B (zh) * 2024-03-12 2025-02-11 明泰科技股份有限公司 電力供應系統及電力供應方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007159280A (ja) * 2005-11-10 2007-06-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd 車両用電源装置
JP2008199743A (ja) * 2007-02-09 2008-08-28 Toyota Motor Corp 蓄電機構の制御装置
US20160049819A1 (en) * 2014-08-14 2016-02-18 Schumacher Electric Corp. Compact Multifunctional Battery Booster

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6426606B1 (en) * 2000-10-10 2002-07-30 Purkey Electrical Consulting Apparatus for providing supplemental power to an electrical system and related methods
DE10305939B4 (de) * 2003-02-12 2017-10-26 Valeo Equipements Electriques Moteur Kraftfahrzeug
US7319306B1 (en) * 2004-06-25 2008-01-15 Sure Power Industries, Inc. Supercapacitor engine starting system with charge hysteresis
WO2006116774A2 (en) * 2005-04-27 2006-11-02 Idaho Research Foundation, Inc. Hybrid battery
WO2006121005A1 (ja) * 2005-05-13 2006-11-16 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. エンジン始動装置とそれを用いた自動車
US8210145B2 (en) * 2005-05-17 2012-07-03 Panasonic Corporation Engine start device
EP2144773A4 (en) * 2007-04-04 2013-12-04 Cooper Technologies Co METHOD AND SYSTEMS FOR POWER SUPPLY OF A LOAD
US7806095B2 (en) * 2007-08-31 2010-10-05 Vanner, Inc. Vehicle starting assist system
FR2924536B1 (fr) * 2007-12-03 2009-12-11 Peugeot Citroen Automobiles Sa Circuit electrique d'un vehicule automobile.
DE102008014346A1 (de) * 2008-03-14 2009-09-17 Continental Teves Ag & Co. Ohg Mobile Kraftfahrzeugnotstartvorrichtung
US7963264B2 (en) * 2008-06-25 2011-06-21 GM Global Technology Operations LLC Engine cranking system and method
US7938092B2 (en) * 2009-06-19 2011-05-10 Tai-Her Yang Combustion and emergency starting control system with auxiliary power
US20110100735A1 (en) * 2009-11-05 2011-05-05 Ise Corporation Propulsion Energy Storage Control System and Method of Control
CN101714785B (zh) * 2009-12-18 2012-02-29 深圳市今朝时代新能源技术有限公司 包括超级电容器的供电系统的电压调节方法
EP2594437A4 (en) * 2010-07-15 2014-11-19 Panasonic Corp POWER SUPPLY FOR A VEHICLE
CA2805817A1 (en) * 2010-07-20 2012-01-26 Eaton Corporation Method of energy and power management in dynamic power systems with ultra-capacitors (super capacitors)
FR2964708B1 (fr) * 2010-09-15 2012-08-24 Peugeot Citroen Automobiles Sa Procede de commande d'une interface homme-machine d'un vehicule automobile
DE102013008420A1 (de) * 2013-05-17 2014-11-20 Abb Technology Ag Antriebseinheit zur Ansteuerung eines Motors
ITVR20130139A1 (it) * 2013-06-12 2014-12-13 Luigi Ruberti Dispositivo starter di emergenza per veicoli con motore a combustione interna
WO2014205508A1 (en) * 2013-06-28 2014-12-31 Cap-Xx Limited A control system for an automotive engine and a method of controlling an automotive engine
FR3008041B1 (fr) * 2013-07-05 2016-12-09 Blue Solutions Vehicule electrique et installation de transport associee
US10119514B2 (en) * 2015-05-05 2018-11-06 Ariel—University Research and Development Company Ltd. Ultracapacitor-based power source

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007159280A (ja) * 2005-11-10 2007-06-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd 車両用電源装置
JP2008199743A (ja) * 2007-02-09 2008-08-28 Toyota Motor Corp 蓄電機構の制御装置
US20160049819A1 (en) * 2014-08-14 2016-02-18 Schumacher Electric Corp. Compact Multifunctional Battery Booster

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