KR101372786B1 - 방전 에너지를 재사용하는 배터리 방전 장치 및 그 장치를 이용한 방법 - Google Patents

방전 에너지를 재사용하는 배터리 방전 장치 및 그 장치를 이용한 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일실시예에 따른 배터리 방전 장치는 배터리를 수용하는 수용부; 방전 프로파일 및 배터리로부터 방전되는 제1 직류 전력을 기초로 제1 교류 전력을 생성하도록, 배터리와 연결된 스위치를 제어하는 제어부; 제1 교류 전력을 기초로 제1 교류 전력의 전압보다 높은 전압을 가지는 제2 교류 전력을 생성하는 변압부; 및 제2 교류 전력을 기초로 제2 직류 전력을 생성하는 정류부를 포함한다.

Description

방전 에너지를 재사용하는 배터리 방전 장치 및 그 장치를 이용한 방법{DEVICE OF DISCHARGING BATTERIES REUSING DISCHARGE ENERGY AND METHOD USING THE DEVICE}
아래의 실시예들은 방전 에너지를 재사용하는 배터리 방전 장치 및 그 장치를 이용한 방법에 관한 것이다.
배터리 생산 라인에서 배터리의 성능을 검증하기 위하여 방전 프로파일에 따라 배터리를 방전하는 테스트가 수행된다. 이 때, 다량의 전류가 트랜지스터를 통하여 방전된다. 그 결과, 트랜지스터는 많은 양의 열을 발생시키고, 트랜지스터의 파손을 방지하기 위하여 트랜지스터를 냉각하는 냉각 시스템을 구동하여야 한다. 즉, 배터리를 방전하는 테스트에 의해 방전되는 전기 에너지는 스위치 역할을 하는 트랜지스터에서 발생되는 열 에너지의 형태로 소모된다.
본 발명의 실시예들은 방전 프로파일에 따라 적어도 하나의 배터리가 방전되는 형태를 제어함으로써, 상기 적어도 하나의 배터리의 성능을 검증하는 기술을 제공한다.
본 발명의 실시예들은 펄스 파형으로 배터리를 방전시킴으로써, 적어도 하나의 스위치에서 발생하는 발열량을 감소시킬 수 있고, 더 나아가, 상기 적어도 하나의 스위치를 냉각하는 데 소모되는 에너지를 절감하는 기술을 제공한다.
본 발명의 실시예들은 적어도 하나의 배터리로부터 방전된 전기 에너지를 회생하고, 상기 회생된 전기 에너지를 AC 전력망에 제공하며, 상기 회생된 전기 에너지를 이용하여 적어도 하나의 배터리를 재 충전하는 기술을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따른 방전 프로파일(profile)에 따라 배터리의 방전을 유도하는 방전 시스템에서 사용되는 배터리 방전 장치는 적어도 하나의 배터리를 수용하는 수용부; 상기 수용부에 수용된 적어도 하나의 배터리와 연결되어 상기 배터리로부터 상기 방전 프로파일에 따라 방전되는 제1 직류 전력으로부터 제1 교류 전력을 생성하는 스위치부; 상기 제1 교류 전력을 기초로 상기 제1 교류 전력의 전압보다 높은 전압을 가지는 제2 교류 전력을 생성하는 변압부; 및 상기 제2 교류 전력을 기초로 상기 제1 직류 전력의 전압보다 높은 전압을 가지는 제2 직류 전력을 생성하는 정류부를 포함한다.
상기 스위치부는 상기 방전 프로파일을 기초로 생성된 펄스 파형으로 상기 제1 교류 전력의 크기를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 스위치부는 상기 펄스 파형에 의해 구동되는 상기 제1 직류 전력으로부터 상기 제1 교류 전력을 생성하는 대 전류 드라이브용 트랜지스터를 더 포함할 수 있다.
상기 변압부는 제1 차측 인덕터 및 제2 차측 인덕터를 포함하고, 상기 제1 차측 인덕터는 상기 제1 교류 전력을 수용하며, 상기 제2 차측 인덕터는 상기 제1 차측 인덕터와 상기 제2 차측 인덕터 사이의 턴 비(turns ratio) 및 상기 제1 교류 전력을 기초로 상기 제1 교류 전력의 전압보다 높은 전압을 가지는 제2 교류 전력을 생성할 수 있다.
상기 제1 차측 인덕터 및 상기 제2 차측 인덕터 각각은 상기 턴 비(turns ratio)가 미리 설정된 수치 이상인 경우에 동작하기 적합한 특성을 가질 수 있다.
상기 방전 프로파일에 따라 배터리의 방전을 유도하는 방전 시스템에서 사용되는 배터리 방전 장치는 상기 제2 직류 전력을 수용하고, 상기 수용된 제2 직류 전력의 전류를 합산하여 출력하는 출력부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 방전 프로파일(profile)에 따라 배터리의 방전을 유도하는 방전 시스템에서 사용되는 배터리 방전 방법은 상기 방전 프로파일이 저장된 메모리 저장 장치로부터 상기 방전 프로파일을 읽는 단계; 상기 방전 시스템에 포함된 적어도 하나의 배터리로부터 상기 방전 프로파일에 따라 방전되는 제1 직류 전력으로부터 제1 교류 전력을 생성하는 단계; 상기 제1 교류 전력을 기초로 상기 제1 교류 전력의 전압보다 높은 전압을 가지는 제2 교류 전력을 생성하는 단계; 및 상기 제2 교류 전력을 기초로 상기 제1 직류 전력의 전압보다 높은 전압을 가지는 제2 직류 전력을 생성하는 단계를 포함한다.
상기 제1 교류 전력을 생성하는 단계는 상기 방전 프로파일을 기초로 생성된 펄스 파형 및 상기 펄스 파형에 의해 구동되는 대 전류 드라이브용 트랜지스터를 이용하여 상기 제1 교류 전력의 크기를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1 직류 전력의 전압에 대한 상기 제2 직류 전력의 전압의 비는 미리 설정된 수치 이상일 수 있다.
본 발명의 실시예들은 방전 프로파일에 따라 적어도 하나의 배터리가 방전되는 형태를 제어함으로써, 상기 적어도 하나의 배터리의 성능을 검증할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 펄스 파형으로 배터리를 방전시킴으로써, 적어도 하나의 스위치에서 발생하는 발열량을 감소시킬 수 있고, 더 나아가, 상기 적어도 하나의 스위치를 냉각하는 데 소모되는 에너지를 절감할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 적어도 하나의 배터리로부터 방전된 전기 에너지를 회생하고, 상기 회생된 전기 에너지를 AC 전력망에 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예들은 상기 회생된 전기 에너지를 이용하여 적어도 하나의 배터리를 재 충전할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 충전 및 방전 시스템을 개관하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 방전 프로파일에 따라 배터리의 방전을 유도하는 방전 시스템에서 사용되는 배터리 방전 장치를 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 방전 프로파일에 따라 배터리의 방전을 유도하는 방전 시스템에서 사용되는 배터리 방전 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
이하, 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 충전 및 방전 시스템을 개관하기 위한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 충전 및 방전 시스템은 전원 공급 장치(110), 충전 회로(120), 배터리(130), 및 방전 회로(140)를 포함한다.
상기 충전 회로(120)는 상기 배터리(130)를 충전하기 위하여 상기 전원 공급 장치(110)로부터 전원을 공급받을 수 있다. 상기 충전 회로(120)는 상기 공급받은 전원을 이용하여 상기 배터리(130)를 C/2, C, 및 2C 등 다양한 충전 속도(charge rate)에 따라 충전하는 테스트를 수행할 수 있다.
예를 들면, 1.6Ah의 용량을 가지는 배터리에 대하여 C는 1.6A이다. 이 때, 충전 속도 2C(=3.2A)에 따라 충전하는 테스트를 수행하는 경우, 본 발명의 일실시예에 따른 상기 충전 및 방전 시스템은 상기 배터리(130)가 상기 충전 회로(120)로부터 제공되는 전하들을 충분히 흡수하여 30분만에 완충이 되는지 여부를 테스트할 수 있다.
또한, 상기 방전 회로(140)는 트랜지스터 및 게이트 전압 제어부를 포함할 수 있다. 이 때, 본 발명의 일실시예에 따른 방전 시스템에 포함되는 게이트 전압 제어부는 트랜지스터의 게이트에 인가되는 전압의 크기를 제어함으로써, 상기 배터리(130)가 방전되는 형태를 제어할 수 있다.
보다 구체적으로, MOSTFET의 드레인-소스간 전압이 비교적 낮고 MOSFET의 게이트-드레인 사이의 전압이 문턱 전압을 넘는 경우, MOSFET의 반전층은 저항과 같은 기능을 가진다. MOSFET이 이러한 동작을 하는 영역을 선형 영역이라고 지칭할 수 있다. 상기 선형 영역에서는 MOSTFET의 게이트 전압에 비례하여 반전층의 두께가 더해지고, 상기 반전층의 두께가 더해짐에 따라 MOSFET의 드레인-소스간 저항이 감소한다.
따라서, 상기 게이트 전압 제어부는 트랜지스터가 선형 영역에서 동작하는 게이트 전압의 범위 내에서, 게이트에 인가되는 전압의 크기를 제어함으로써 트랜지스터의 저항 값을 제어할 수 있다. 그 결과, 상기 게이트 전압 제어부는 상기 전압 프로파일에 따라 배터리(130)가 방전되는 형태를 제어할 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명의 일실시예에 따른 방전 시스템에 포함되는 게이트 전압 제어부는 트랜지스터의 게이트에 인가되는 전압을 PWM 방식으로 제어함으로써, 배터리(130)가 방전되는 형태를 제어할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 게이트 전압 제어부는 트랜지스터의 게이트에 인가되는 전압을 PWM 방식으로 조절함으로써, 상기 트랜지스터가 주기적으로 온-오프(on-off)하는 스위치 동작을 하도록 제어할 수 있다. 상기 게이트 전압 제어부는 상기 전압 프로파일에 따라 상기 트랜지스터가 온(on) 되는 시간 및 오프(off) 되는 시간의 비율을 조절할 수 있다. 그 결과, 상기 게이트 전압 제어부는 상기 전압 프로파일에 따라 배터리(130)가 방전되는 형태를 제어할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 방전 프로파일(profile)에 따라 배터리의 방전을 유도하는 방전 시스템에서 사용되는 배터리 방전 장치를 나타낸 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 방전 프로파일에 따라 배터리의 방전을 유도하는 방전 시스템에서 사용되는 배터리 방전 장치는 수용부(210), 스위치부(220), 변압부(240), 정류부(250), 및 출력부(260)를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따른 배터리 방전 장치에 포함되는 수용부(210)는 적어도 하나의 배터리를 수용할 수 있고, 스위치부(220)는 상기 수용부(210)에 수용된 적어도 하나의 배터리와 연결되어 상기 적어도 하나의 배터리로부터 방전되는 전류의 흐름을 제어할 수 있다. 보다 구체적으로, 스위치부(220)는 상기 배터리로부터 상기 방전 프로파일에 따라 방전되는 제1 직류 전력으로부터 제1 교류 전력을 생성할 수 있다.
이 때, 상기 스위치부(220)는 대 전류 드라이브용 트랜지스터를 포함할 수 있다. 즉, 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 방전 장치는 대 전류 드라이브용 트랜지스터를 이용하여 상기 적어도 하나의 스위치(221)를 구현할 수 있다. 이 경우, 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 방전 장치는 상기 대 전류 드라이브용 트랜지스터로써, 절연 게이트 양극성 트랜지스터(Insulated gate bipolar transistor, IGBT)를 이용할 수 있다.
IGBT는 전기의 흐름을 막거나 통하게 하는 스위칭 기능을 빠르게 수행할 수 있는 고 전력 스위칭용 반도체이다. 전기의 흐름을 막거나 통하게 하는 스위칭 기능은 다른 부품이나 회로로도 구현할 수 있지만, 정밀한 동작을 필요로 하는 제품일수록 빠른 동작 속도 및 적은 전력 손실을 요구한다. 보다 구체적으로, 기존 스위칭 반도체인 트랜지스터는 가격이 저렴한 대신 회로구성이 복잡하고 동작 속도가 느린 단점이 있고, MOSFET는 저전력이고 속도가 빠른 대신 비싸다는 단점이 있다. IGBT는 저렴한 가격으로 빠른 동작 속도를 보장할 수 있는 반도체이다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 스위치부(220)는 제어부(222)를 더 포함할 수 있다. 제어부(222)는 방전 프로파일을 기초로 생성된 펄스 파형을 이용하여 제1 교류 전력의 크기를 제어할 수 있다. 즉, 제어부(222)는 수용부(210)에 수용된 적어도 하나의 배터리를 방전 프로파일에 따라 방전하고, 상기 적어도 하나의 배터리로부터 방전되는 제1 직류 전력으로부터 제1 교류 전력을 생성하도록, 상기 적어도 하나의 배터리와 연결된 적어도 하나의 스위치를 제어한다.
여기서, 상기 방전 프로파일은 시간의 흐름에 따라 배터리가 방전되는 형태를 기록한 정보이다. 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 방전 장치에서 이용되는 상기 방전 프로파일은 전기 자동차용 배터리의 성능을 검증하기 위한 방전 프로파일일 수 있다. 즉, 전기 자동차는 도심에서의 주행, 고속도로에서의 주행, 및 언덕길에서의 가속 주행 등을 포함한 다양한 형태의 주행을 할 수 있다. 이 경우, 상기 전기 자동차용 배터리는 상기 가능한 형태의 주행들에 대응하는 전류를 제공해야 한다. 따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 방전 장치에서 이용되는 상기 방전 프로파일은 전기 자동차 제조 회사로부터 제공받은 방전 프로파일일 수 있으며, 전기 자동차 제조 회사가 요구하는 배터리의 스펙(spec)을 만족하는지 여부에 대한 테스트에 이용되는 방전 프로파일일 수 있다.
이 때, 상기 제어부(222)는 상기 방전 프로파일을 기초로 상기 트랜지스터의 게이트에 인가되는 전압의 크기를 펄스 파형으로 제어하는 게이트 전압 제어부를 포함할 수 있다. 즉, 상기 게이트 전압 제어부는 IGBT의 게이트에 인가되는 전압의 크기를 펄스 파형으로 제어함으로써, 상기 적어도 하나의 배터리로부터 방전되는 제1 직류 전력으로부터 펄스 파형으로 스위칭하는 제1 교류 전력을 생성할 수 있다. 이 경우, 상기 게이트 전압 제어부는 상기 방전 프로파일에 따라 상기 적어도 하나의 배터리를 방전시킬지 여부, 상기 적어도 하나의 배터리로부터 직류 전력이 방전되는 방전 속도, 및 방전 형태 등을 고려할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 제어부(222)는 상기 방전 프로파일에 따라 상기 수용부(210)에 수용된 적어도 하나의 배터리가 방전되는 형태를 제어함으로써, 상기 적어도 하나의 배터리의 성능을 검증할 수 있다. 이 때, 상기 제어부(222)는 거시적으로는 상기 방전 프로파일에 의존하되, 미시적으로는 상기 제1 교류 전력을 생성하기 위하여 상기 적어도 하나의 배터리로부터 방전되는 상기 제1 직류 전력을 펄스 파형으로 스위칭하도록 제어할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 배터리 방전 장치는 펄스 파형으로 배터리를 방전시킴으로써, 상기 적어도 하나의 스위치(221)에서 발생하는 발열량을 감소시킬 수 있다. 더 나아가, 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 방전 장치는 상기 적어도 하나의 스위치(221)에서 발생하는 발열량을 감소시킴으로써, 상기 적어도 하나의 스위치(221)의 파손을 방지하기 위하여 상기 적어도 하나의 스위치(221)를 냉각하는 데 소모되는 에너지를 절감할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 방전 장치에 포함되는 변압부(240)는 상기 제1 교류 전력을 기초로 상기 제1 교류 전력의 전압보다 높은 전압을 가지는 제2 교류 전력을 생성한다.
여기서, 상기 변압부(240)는 제1 차측 인덕터(241) 및 제2 차측 인덕터(242)를 포함할 수 있다. 이 때, 상기 제1 차측 인덕터(241)는 상기 제1 교류 전력을 수용하고, 상기 제2 차측 인덕터(242)는 상기 제1 차측 인덕터(241)와 상기 제2 차측 인덕터(242) 사이의 턴 비(turns ratio) 및 상기 제1 교류 전력을 기초로 상기 제1 교류 전력의 전압보다 높은 전압을 가지는 제2 교류 전력을 생성할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 변압부(240)는 유도성 전기 전도체인 제1 차측 인덕터(241) 및 제2 차측 인덕터(242)를 이용하여 전기 에너지를 제1 차측에서 제2 차측으로 전달할 수 있다. 즉, 제1 차측 인덕터(241)에서 수용되는 제1 교류 전력에 의하여 펄스 파형으로 변화하는 전류는 자속(magnetic flux)을 형성할 수 있다. 이 때, 제2 차측 인덕터(242)에서 상기 형성된 자속의 변화를 방해하려는 방향으로 기전력이 발생할 수 있다. 그리고, 상기 발생되는 기전력의 크기는 상기 제1 교류 전력 및 상기 제1 차측 인덕터(241)와 상기 제2 차측 인덕터(242) 사이의 턴 비에 의존한다.
이 때, 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 방전 장치에서 이용되는 상기 제1 차측 인덕터(241) 및 상기 제2 차측 인덕터(242) 각각은 상기 턴 비(turns ratio)가 미리 설정된 수치 이상인 경우에 동작하기 적합한 특성을 가질 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 방전 장치는 상기 출력부(260)에서 출력되는 출력 전력의 전압이 상기 수용부(210)에 수용된 적어도 하나의 배터리로부터 방전되는 제1 직류 전력의 전압보다 크게 할 수 있다. 이 경우, 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 방전 장치는 상기 적어도 하나의 배터리로부터 방전되는 제1 직류 전력에 비하여 더 작은 전류 값을 가지는 출력 전력을 생성할 수 있다.
예를 들면, 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 방전 장치에서 이용되는 상기 적어도 하나의 배터리는 5V 이하의 전압을 가지는 리튬-이온 배터리일 수 있다. 상기 방전 프로파일에 따라 방전 테스트를 수행하는 과정에서, 상기 적어도 하나의 배터리에 의한 전위차는 3V 이하로 낮아질 수 있다. 즉, 본 발명의 일실시예에 따른 상기 수용부(210)에 수용된 하나의 배터리에 의하여 발생할 수 있는 전위차는 5V 이하일 수 있다. 반면, 상기 하나의 배터리에서 방전되는 전류는 1A 이상의 대 전류일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 배터리 방전 장치는 이와 같이 저 전압, 대 전류로 방전되는 전력을 고 전압, 저 전류의 전력으로 변환할 수 있다. 보다 구체적으로, 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 방전 장치는, 상기 변압부(240)에서 수용하는 제1 교류 전력은 5V 이하의 낮은 전압을 가지지만, 상기 변압부(240)에서 생성되는 제2 교류 전력은 380V, 440V, 및 500V 등 높은 전압을 가질 수 있도록, 상기 제1 차측 인덕터(241) 및 상기 제2 차측 인덕터(242)의 턴 비를 조절할 수 있다. 이 때, 상기 제1 차측 인덕터(241) 및 상기 제2 차측 인덕터(242) 각각은 위와 같은 높은 승압 비율을 생성할 수 있는 턴 비에서 정상적으로 동작하기에 적합한 특성을 가질 수 있다.
그 결과, 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 방전 장치에 포함된 상기 출력부(260)는 상기 변환된 적어도 하나의 고 전압, 저 전류의 전력을 합산하여 출력할 수 있다. 이 때, 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 방전 장치는 저 전압, 고 전류의 전력을 취급하는 대신 고 전압, 저 전류의 전력을 취급함으로써, 와이어링(wiring)에 이용되는 전력선의 두께를 얇게 하는 등 방전 에너지의 재활용 작업을 용이하게 수행할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 방전 장치에 포함되는 정류부(250)는 상기 제2 교류 전력을 기초로 상기 제1 직류 전력의 전압보다 높은 전압을 가지는 제2 직류 전력을 생성한다. 여기서, 상기 정류부(250)는 적어도 하나의 다이오드(251)를 포함할 수 있다. 상기 정류뷰(250)는 상기 적어도 하나의 다이오드(251)를 이용하여 상기 변압부(240)에서 승압된 제2 교류 전력을 정류하여, 상기 제1 직류 전력의 전압보다 높은 전압을 가지는 제2 직류 전력을 생성할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 정류부(250)가 상기 제2 교류 전력을 제2 직류 전력으로 변환하기 위하여 하나의 다이오드를 이용하는 경우, 상기 정류부(250)는 반파 정류기로 동작할 수 있다. 또한, 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 방전 장치에 포함되는 정류부(250)는 두 개의 다이오드를 이용하여 중간 탭(center tap) 전파 정류기로 동작할 수 있다. 더 나아가, 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 방전 장치에 포함되는 정류부(250)는 네 개의 다이오드를 이용하여 브리지 방식 전파 정류기로 동작할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 방전 장치에 포함되는 출력부(260)는 상기 제2 직류 전력을 수용하고, 상기 수용된 제2 직류 전력의 전류를 합산하여 출력할 수 있다. 이 때, 상기 수용되는 제2 직류 전력이 상기 변압부(240)에 의해 변환되고, 상기 정류부(250)에 의해 정류된 고 전압, 저 전류의 직류 전력임은 전술한 바와 같다.
본 발명의 일실시예에 따른 배터리 방전 장치는 상기 출력부(260)에서 상기 고 전압, 저 전류의 전력을 합산하여 인버터의 입력으로 인가하기 충분할 정도의 전류를 가지는 전력을 출력할 수 있다. 그 결과, 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 방전 장치는 상기 출력부(260)에 의해 출력된 고 전압의 전력을 인버터의 입력으로 인가하고, 상기 인버터의 출력인 회생 전력을 AC 전력망인 마이크로 그리드(micro grid)로 제공할 수 있다. 더 나아가, 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 방전 장치는 상기 회생된 전력을 이용하여 상기 적어도 하나의 배터리를 재 충전할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 방전 프로파일(profile)에 따라 배터리의 방전을 유도하는 방전 시스템에서 사용되는 배터리 방전 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 방전 프로파일에 따라 배터리의 방전을 유도하는 방전 시스템에서 사용되는 배터리 방전 방법은 방전 프로파일을 읽는 단계(310); 제1 교류 전력을 생성하는 단계(320); 제2 교류 전력을 생성하는 단계(330); 및 제2 직류 전력을 생성하는 단계(340)를 포함한다.
여기서, 방전 프로파일을 읽는 단계(310)는 상기 방전 프로파일이 저장된 메모리 저장 장치로부터 상기 방전 프로파일을 읽어올 수 있다.
또한, 제1 교류 전력을 생성하는 단계(320)는 상기 방전 시스템에 포함된 적어도 하나의 배터리로부터 상기 방전 프로파일에 따라 방전되는 제1 직류 전력으로부터 제1 교류 전력을 생성할 수 있다.
이 때, 제1 교류 전력을 생성하는 단계(320)는 상기 방전 프로파일을 기초로 생성된 펄스 파형 및 상기 펄스 파형에 의해 구동되는 대 전류 드라이브용 트랜지스터를 이용하여 상기 제1 교류 전력의 크기를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 교류 전력을 생성하는 단계(330)는 상기 제1 교류 전력을 기초로 상기 제1 교류 전력의 전압보다 높은 전압을 가지는 제2 교류 전력을 생성할 수 있다.
또한, 상기 제2 직류 전력을 생성하는 단계(340)는 상기 제2 교류 전력을 기초로 상기 제1 직류 전력의 전압보다 높은 전압을 가지는 제2 직류 전력을 생성할 수 있다. 이 때, 상기 제1 직류 전력의 전압에 대한 상기 제2 직류 전력의 전압의 비는 미리 설정된 수치 이상일 수 있다.
도 3에 도시된 단계들 각각에는 도 1 및 도 2를 통하여 기술된 사항들이 그대로 적용될 수 있으므로, 보다 상세한 설명은 생략한다.
상술한 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
210: 적어도 하나의 배터리를 수용하는 수용부
220: 스위치부
240: 변압부
250: 정류부
260: 출력부

Claims (11)

  1. 방전 프로파일에 따라 복수의 배터리들 각각을 펄스 파형으로 방전시킴으로써, 제1 교류 전력을 생성하는 스위치부;
    상기 제1 교류 전력을 기초로 상기 제1 교류 전력의 전압보다 높은 전압을 가지는 제2 교류 전력을 생성하는 변압부;
    상기 제2 교류 전력을 정류함으로써, 상기 복수의 배터리들 각각의 전압보다 높은 전압을 가지는 직류 전력을 생성하는 정류부; 및
    상기 복수의 배터리들 각각의 방전에 의해 생성된 직류 전력을 수용하고, 상기 수용된 각각의 직류 전력의 전류가 합산된 전력을 출력하는 출력부
    를 포함하는 배터리 방전 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스위치부는
    상기 방전 프로파일을 기초로 생성된 펄스 파형으로 상기 제1 교류 전력의 크기를 제어하는 제어부를 더 포함하는 배터리 방전 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 스위치부는
    상기 제1 교류 전력을 생성하는 대 전류 드라이브용 트랜지스터를 더 포함하는 배터리 방전 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 변압부는 제1 차측 인덕터 및 제2 차측 인덕터를 포함하고,
    상기 제1 차측 인덕터는
    상기 제1 교류 전력을 수용하며,
    상기 제2 차측 인덕터는
    상기 제1 차측 인덕터와 상기 제2 차측 인덕터 사이의 턴 비(turns ratio) 및 상기 제1 교류 전력을 기초로 상기 제1 교류 전력의 전압보다 높은 전압을 가지는 제2 교류 전력을 생성하는 배터리 방전 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 차측 인덕터 및 상기 제2 차측 인덕터 각각은
    상기 턴 비(turns ratio)가 미리 설정된 수치 이상인 경우에 동작하기 위한 특성을 가지는 배터리 방전 장치.
  6. 삭제
  7. 메모리 저장 장치로부터 방전 프로파일을 읽는 단계;
    상기 방전 프로파일에 따라 복수의 배터리들 각각을 펄스 파형으로 방전시킴으로써, 제1 교류 전력을 생성하는 단계;
    상기 제1 교류 전력을 기초로 상기 제1 교류 전력의 전압보다 높은 전압을 가지는 제2 교류 전력을 생성하는 단계;
    상기 제2 교류 전력을 정류함으로써, 상기 복수의 배터리들 각각의 전압보다 높은 전압을 가지는 직류 전력을 생성하는 단계; 및
    상기 복수의 배터리들 각각의 방전에 의해 생성된 각각의 직류 전력의 전류를 합산하고, 상기 전류가 합산된 전력을 출력하는 단계
    를 포함하는 배터리 방전 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 교류 전력을 생성하는 단계는
    상기 방전 프로파일을 기초로 생성된 펄스 파형에 의해 구동되는 대 전류 드라이브용 트랜지스터를 이용하여 상기 제1 교류 전력의 크기를 제어하는 단계를 포함하는 배터리 방전 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 복수의 배터리들 각각의 전압에 대한 상기 직류 전력의 전압의 비는
    미리 설정된 수치 이상인 배터리 방전 방법.
  10. 제7항 내지 제9항 중에서 어느 하나의 항의 방법을 실행시키기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
  11. 방전 프로파일에 따라 복수의 배터리들 각각을 펄스 파형으로 방전시킴으로써, 제1 교류 전력을 생성하는 스위치부;
    상기 제1 교류 전력을 기초로 상기 제1 교류 전력의 전압보다 높은 전압을 가지는 제2 교류 전력을 생성하는 변압부;
    상기 제2 교류 전력을 정류함으로써, 상기 복수의 배터리들 각각의 전압보다 높은 전압을 가지는 직류 전력을 생성하는 정류부;
    상기 복수의 배터리들 각각의 방전에 의해 생성된 직류 전력을 수용하고, 상기 수용된 각각의 직류 전력의 전류가 합산된 전력을 출력하는 출력부; 및
    상기 출력부에 의해 출력된 전력을 이용하여 AC 전력망으로 회생 전력을 제공하는 인버터
    를 포함하는 전력 회생 시스템.
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