KR101925043B1 - 충전 시스템 및 방법 - Google Patents

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야루 나젬 헤르난데즈
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제너럴 일렉트릭 캄파니
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Abstract

전기 차량 충전 스테이션(20)이 설명된다. 충전 스테이션은 교류(AC) 전원(52)과 결합을 위해 구성된 입력 커넥터(50) 및 전기 차량(40)과 결합을 위해 구성된 출력 커넥터(62)를 포함한다. 충전 스테이션은 1차 측(102) 및 2차 측(104)을 포함하는 가변 출력 변압기(100)를 또한 포함한다. 1차 측은 입력 커넥터에 결합되고, 2차 측은 출력 커넥터에 결합되고 전기 차량과 연관된 에너지 저장 디바이스(72)와 선택적 전자기 통신 상태에 있도록 구성된다. 충전 스테이션은 변압기에 결합되고 전기 차량에 제공하기 위한 전압의 레벨을 결정하도록 구성된 제어기(110)를 또한 포함한다.

Description

충전 시스템 및 방법{SYSTEMS AND METHODS FOR CHARGING}
본 명세서에 설명된 실시예는 일반적으로 전기 차량에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 전자기 에너지 저장 디바이스를 포함하는 차량을 충전하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다.
종래의 연소 엔진 차량의 사용에 관한 연료 비용의 증가와 대기 오염을 포함하는 강화된 환경 문제의 모두에 응답하여, 전기 및 하이브리드 차량의 사용이 증가되고 있다. 그 결과, 이러한 차량에 사용된 배터리 또는 다른 에너지 저장 디바이스를 충전하는데 사용된 전기 에너지의 형태의 에너지 수요가 증가할 가능성이 있다. 전기 차량 또는 전자기 에너지 저장 디바이스를 포함하는 차량은 본 명세서에서 에너지 저장 디바이스로부터, 예를 들어 배터리로부터 차량을 추진하는데 사용된 전력의 일부 부분을 유도하는 차량으로서 정의된다. 전기 차량은 이들에 한정되는 것은 아니지만, 차량을 추진하는 전기 모터(예를 들어, 트랙션 모터)를 구동하기 위해 배터리 내에 저장된 전력에만 의존하는 차량, 트랙션 모터를 구동하는데 사용된 전력을 저장하기 위한 배터리를 포함하고 배터리를 재충전하는데 사용된 발전기를 구동하는 내연기관을 또한 포함하는 차량 및 전기 및 화석 연료 구동식 구성 요소의 조합을 포함하는 차량(예를 들어, 하이브리드 차량)을 포함할 수 있다. 하이브리드 차량의 예는 병렬식 하이브리드 차량, 직렬식 하이브리드 차량 및 혼합식 하이브리드 차량을 포함한다. 병렬식 하이브리드 차량, 내연기관 및 전기 기계는 트랙션 시스템과 기계적으로 결합된다. 직렬식 하이브리드 차량에서, 내연기관 및 전기 기계는 발전기 및 트랙션 시스템과 기계적으로 결합된다. 더욱이, 혼합식 하이브리드 차량은 병렬식 및 직렬식 하이브리드 차량의 조합이고, 여기서 내연기관이 트랙션 시스템에 기계적으로 결합될 수 있다.
현재, 다중 충전 레벨이 전기 차량 내에 포함된 배터리를 충전하기 위해 이용 가능하다. 상이한 충전 레벨의 예가 미국 자동차 기술 협회(SAE) 표준 J1772, SAE 전기 차량 및 하이브리드 전기 차량 도전성 충전 커플러의 플러그(SAE Electric Vehicle and Plug in Hybrid Electric Vehicle Conductive Charge Coupler)에 설명되어 있다. 제 1 및 제 2 충전 레벨은 저속 교류(AC) 충전이라 칭할 수 있다. 제 1 충전 레벨을 사용하여 충전하기 위해, 전기 차량은 AC 대 AC 커넥터를 경유하여 차량 충전 스테이션 또는 표준 주거용 전기 콘센트에 결합되고, 이 전기 콘센트는 미국의 예에서 대략 15 내지 20 암페어에서 교류 120 볼트(VAC)이다. 제 1 충전 레벨에서의 충전은 전기 차량을 완전히 충전하는데 8 내지 24 시간을 필요로 할 수 있다. 제 2 충전 레벨을 사용하여 충전하기 위해, 전기 차량은 예를 들어 대략 30 내지 32 암페어에서 240 VAC를 제공하는 차량 충전 스테이션에 AC 대 AC 커넥터를 경유하여 결합된다. 제 2 충전 레벨의 더 높은 전력은 표준 전기 콘센트에 의해 제공된 것보다 전기 차량을 위한 더 신속한 충전 사이클을 용이하게 한다. 예를 들어, 제 2 충전 레벨에서의 충전은 전기 차량을 완전히 충전하기 위해 4 내지 10 시간을 필요로 할 수 있다. 통상적으로, 전기 차량은 단지 충전 전용의 AC 대 직류(DC) 컨버터를 포함한다. AC 대 DC 컨버터는 충전을 위해 배터리에 DC 전력을 제공한다.
부가의 충전 레벨은 "고속 충전" 레벨이라 칭할 수 있다. 고속 충전 레벨은 통상적으로 전기 차량에 DC 전력을 인가한다. 예를 들어, 고속 충전 시스템은 전기 차량 내의 DC 버스에 직접 DC 전력을 인가할 수 있다. 더 구체적으로, AC 전력은 예를 들어 미국에서 480 VAC 또는 유럽에서 690 VAC인 높은 전압에서 차량 충전 스테이션에서 수신된다. 차량 충전 스테이션은 AC 대 DC 컨버터를 포함하고, AC 대 DC 컨버터의 DC 전력 출력은 DC 케이블을 경유하여 전기 차량에 제공된다. 전기 차량에 제공된 DC 전력은 60 킬로와트(kW) 내지 150 kW의 범위에 있을 수 있고 전기 차량이 대략 10 내지 15분에 50% 충전 레벨에 도달할 수 있게 한다.
일 양태에서, 전기 차량 충전 스테이션이 제공된다. 충전 스테이션은 교류(AC) 전원과 결합을 위해 구성된 입력 커넥터 및 전기 차량과 결합을 위해 구성된 출력 커넥터를 포함한다. 충전 스테이션은 1차 측 및 2차 측을 포함하는 가변 출력 변압기를 또한 포함한다. 1차 측은 입력 커넥터에 결합되고, 2차 측은 출력 커넥터에 결합되고 전기 차량과 연관된 에너지 저장 디바이스와 선택적 전자기 통신 상태에 있도록 구성된다. 충전 스테이션은 변압기에 결합되고 전기 차량에 제공하기 위한 전압의 레벨을 결정하도록 구성된 제어기를 또한 포함한다.
다른 양태에서, 전기 차량을 충전하기 위한 전기 차량 충전 스테이션을 제어하기 위한 방법이 제공된다. 방법은 가변 출력 변압기에서 AC 전력을 수신하는 단계와, 전기 차량에 의한 사용을 위해 가변 출력 변압기로부터 출력될 전압의 레벨을 결정하는 단계를 포함한다.
또 다른 양태에서, 전기 모터와 전기 모터에 전력 공급하도록 구성된 적어도 하나의 DC 에너지 저장 디바이스를 포함하는 장치가 제공된다. 장치는 DC 커넥터 및 AC 커넥터를 포함하는 전력 컨버터를 또한 포함한다. DC 커넥터는 적어도 하나의 DC 에너지 저장 디바이스에 결합된다. 전기 차량은 AC 전원과 결합을 위해 AC 커넥터에 결합된 접속 디바이스를 또한 포함한다. 전기 차량은 제 1 위치 및 제 2 위치를 포함하는 스위칭 디바이스를 또한 포함하고, 제 1 위치는 AC 커넥터와 전기 모터를 결합하고, 제 2 위치는 AC 커넥터와 접속 디바이스를 결합한다.
도 1은 예시적인 전기 차량 충전 시스템의 개략 다이어그램.
도 2는 복수의 전기 차량을 충전하기 위한 예시적인 전기 차량 충전 시스템의 블록 다이어그램.
도 3은 도 2에 도시된 전기 차량 충전 시스템의 대안적인 실시예의 블록 다이어그램.
도 4는 도 1 내지 도 3에 도시된 전기 차량 충전 스테이션을 제어하기 위한 예시적인 방법의 흐름도.
본 명세서에 설명된 방법 및 시스템은 예를 들어 전기 차량 내에 포함될 수 있는 DC 에너지 저장 디바이스의 급속 충전을 용이하게 할 수 있다. 본 명세서에 설명된 방법 및 시스템을 사용하여 충전될 수 있는 전기 차량은 예를 들어 DC 에너지 저장 디바이스와 전기 트랙션 모터 사이에 결합된 트랙션 모터 전력 컨버터를 포함할 수 있다. 본 명세서에 설명된 방법 및 시스템은 트랙션 모터 전력 컨버터에 제공된 AC 전력을 DC 에너지 저장 디바이스를 충전하기 위한 DC 전력으로 또한 변환하기 위해 트랙션 모터 전력 컨버터를 사용할 수 있다. 트랙션 모터 전력 컨버터를 양방향으로 사용하는 것은 단지 DC 에너지 저장 디바이스의 충전 중에만 사용되는 개별 전력 컨버터를 위한 필요성을 배제할 수 있다. 전기 차량의 개별 배터리 충전 전력 컨버터를 배제하는 것은 전기 차량의 전체 중량을 감소시킬 수 있고, 이는 전기 차량의 효율을 증가시킬 수 있다. DC 전기 차량 충전 스테이션 내에 포함된 개별 AC 대 DC 컨버터를 배제하는 것은 또한 충전 스테이션의 비용 및 복잡성을 감소시킬 수 있다. 더욱이, 전기 차량 내에 포함된 트랙션 모터 컨버터는 고전압을 취급하도록 정격화될 수 있고, 이 고전압은 DC 에너지 저장 디바이스를 충전하기 위해 인가될 때, DC 에너지 저장 디바이스를 충전하고 트랙션 모터 전력 컨버터의 사용을 확장시키도록 요구된 시간을 감소시킬 수 있다.
본 명세서에 설명된 방법, 시스템 및 컴퓨터 판독 가능 매체의 기술적 효과는 (a) AC 전원으로부터 AC 전력을 수신하는 것, (b) 전기 차량에 제공하기 위한 전압의 레벨을 결정하는 것, 및 (c) 전압의 결정된 레벨에서 전력 컨버터에 AC 전력을 제공하는 것 중 적어도 하나를 포함한다.
도 1은 예시적인 전기 차량 충전 스테이션(20) 및 전기 차량 충전 스테이션(20)을 사용하여 충전하기 위해 구성된 전기 차량(40)의 개략 다이어그램이다. 예시적인 실시예에서, 전기 차량 충전 스테이션(20)은 "고속 충전" 교류(AC) 전기 차량 충전 시스템이라 칭한다. 충전 스테이션(20)은 예를 들어 이에 한정되는 것은 아니지만, 50 킬로와트(kW) 내지 100 kW의 범위인 AC 전력을 전기 차량(40)에 제공하도록 구성될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 전기 차량 충전 스테이션(20)은 AC 전원(52)과 결합하기 위한 적어도 하나의 입력 커넥터(50)를 포함한다. 예를 들어, AC 전원(52)은 이에 한정되는 것은 아니지만 AC 그리드를 포함할 수 있다. 입력 커넥터(50)는 AC 전력 소스(52)와 전기 통신하여 충전 스테이션(20)을 배치하도록 구성된 복수의 단자, 충전 스테이션(20)과 AC 전원(52)의 유도 결합을 용이하게 하는 구성 요소 및/또는 AC 전원(52)과 전자기 통신하여 충전 스테이션(20)을 배치하는 임의의 다른 유형의 커넥터를 포함할 수 있다. AC 그리드는 분배/전송 프로세스 내의 위치에 의존하는 상이한 전압 레벨에 유지된다. 예시적인 실시예에서, AC 전원(52)은 미국에 위치된 전력 그리드 상에서 이용 가능한 통상의 전압 레벨인 480 볼트 3상 AC 전력을 충전 스테이션(20)에 제공한다. 대안적으로, AC 전원(52)은 예를 들어 유럽 국가에 위치된 전력 그리드 상에서 이용 가능한 통상의 전압 레벨인 690 볼트 3상 AC 전력을 충전 스테이션(20)에 제공할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 전원(52)은 33 kV 내지 480 볼트 또는 690 볼트로 분배 그리드(56)로부터의 전압 레벨을 감소시키는 변압기(54)로부터 전력을 수신한다. 480 볼트 또는 690 볼트 AC 전력을 수신하는 것으로서 설명되어 있지만, 충전 스테이션(20)은 충전 스테이션(20)이 본 명세서에 설명된 바와 같이 기능하게 하는 임의의 적합한 전압 레벨을 갖는 전력을 수신할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 전기 차량 충전 스테이션(20)은 예를 들어 AC 케이블(60) 내에 위치된 복수의 도전체를 또한 포함한다. 예시적인 실시예에서, AC 케이블(60)은 출력 커넥터(62)를 포함하고, 전기 차량(40)은 예를 들어 전기 차량(40)에 충전 스테이션(20)을 결합하기 위해 접속 디바이스(64) 내에 포함된 대응 입력 커넥터를 포함한다. 대안적인 실시예에서, AC 케이블(60)은 사용자에 의해 제공되고, 이 경우에 전기 차량 충전 스테이션(20)은 AC 케이블(60)과 결합하기 위해 구성되는 출력 커넥터(62)를 포함한다. 출력 커넥터(62)는 전기 차량(40)과 전기 통신하여 충전 스테이션(20)을 배치하도록 구성된 복수의 단자, 충전 스테이션(20)과 전기 차량(40)의 유도 결합을 용이하게 하는 구성 요소 및/또는 전기 차량(40)과 전자기 통신하여 충전 스테이션(20)을 선택적으로 배치하는 임의의 다른 유형의 커넥터를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 전기 차량(40)은 전기 모터(70) 및 예를 들어 이에 한정되는 것은 아니지만 전기 모터(70)에 전력을 공급하도록 구성된 배터리(72)와 같은 적어도 하나의 에너지 저장 디바이스를 포함한다. 전기 모터(70)는 전기 차량(40)의 트랙션 시스템(도 1에는 도시되지 않음)에 결합되고, 트랙션 모터라 또한 칭할 수 있다. 배터리(72)는 본 명세서에 언급될 때, 단일의 전자기 셀, 배터리 어레이를 형성하도록 결합된 복수의 전자기 셀 또는 화학 에너지 저장 디바이스의 임의의 다른 적합한 구성을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 전력 컨버터(74)는 배터리(72)와 전기 모터(70)를 결합한다. 더 구체적으로, 컨버터(74)는 배터리(72)에 결합된 DC 커넥터(76) 및 전기 모터(70)에 결합된 AC 커넥터(78)를 포함한다. 예시적인 실시예에서, 전력 컨버터(74)는 배터리(72)로부터의 DC 전력을 전기 모터(70)에 전력을 공급하기 위한 AC 전력으로 변환하도록 구성된 양방향성 컨버터이다. 더욱이, 전력 컨버터(74)는 또한 전기 차량 충전 스테이션(20)에 의해 제공된 AC 전력을 배터리(72)를 충전하기 위한 DC 전력으로 변환하도록 구성된다.
예시적인 실시예에서, 전기 차량(40)은 스위칭 디바이스(82)를 또한 포함한다. 제 1 위치에서, 스위칭 디바이스(82)는 AC 커넥터(78)를 전기 모터(70)에 결합한다. 제 2 위치에서, 스위칭 디바이스(82)는 AC 커넥터(78)를 접속 디바이스(64)에 결합하고, AC 커넥터(78)를 전기 모터(70)로부터 결합 해제한다. 스위칭 디바이스(82)는 예를 들어 이에 한정되는 것은 아니지만, 전기 차량(40)이 충전 스테이션(20)에 결합될 때 생성된 신호와 같은 자동으로 생성된 신호 또는 사용자에 의해 제공된 수동 신호에 기초하여 동작될 수 있다. 스위칭 디바이스(82)는 이에 한정되는 것은 아니지만, 고체 상태 및/또는 전기 작동식 구성 요소를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 충전 스테이션(20)은 가변 출력 변압기(100)를 포함한다. 대안적인 실시예에서, 가변 출력 변압기(100)는 전기 서브스테이션 내에 포함되고, 예를 들어 변압기(54)(도 1에 도시됨)는 가변 출력 또는 다중 탭 변압기일 수 있다. 가변 출력 변압기(100)는 1차 측(102) 및 2차 측(104)을 포함한다. 1차 측(102)은 입력 단자(50)에 결합되고, 2차 측(104)은 AC 케이블(60)에 결합된다. 가변 출력 변압기(100)는 단권 변압기(autotransformer) 및/또는 다중 탭 권선을 갖는 변압기를 포함할 수 있다. 가변 출력 변압기(100)의 출력은 고정 주파수 가변 출력 전력이다. 달리 말하면, 가변 출력 변압기(100)의 전압 출력은 조정 가능하다. 예를 들어, 가변 출력 변압기(100)는 복수의 탭(106)을 포함할 수 있다. 복수의 탭(106)의 각각의 탭은 상이한 출력 전압에 대응한다. AC 케이블(60)은 원하는 출력 전압에 대응하는 탭에 결합된다. 예시적인 실시예에서, 변압기(100)는 AC 케이블(60)에 결합된 탭을 변경하는 전력 전자 기기 기반 탭 체인저(108)를 포함한다. 전력 전자 기기 기반 탭 체인저(108)는 이들에 한정되는 것은 아니지만 전기 기계 및/또는 반도체 기반 전자 기기를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 전기 차량 충전 스테이션(20)은 AC 전원(52)으로부터 고전압을 수신한다. 예를 들어, 전기 차량 충전 스테이션(20)은 예를 들어 미국에서 이용 가능한 바와 같이 480 볼트 전력 그리드 또는 예를 들어 다수의 유럽 국가에서 이용 가능한 바와 같이 690 볼트 전력 그리드에 결합될 수 있다. 높은 분배 전압은 소정의 전력 레벨에서 전류의 감소를 허용하고, 이는 전력을 분배하는데 사용된 케이블의 비용을 최소화하는 것을 용이하게 한다. 더욱이, 가변 출력 변압기(100)는 AC 전압 레벨을 감소시키는 것이 가능하기 때문에, AC 전압 레벨은 전기 차량(40) 및/또는 전기 차량(40) 내에 포함된 에너지 저장 디바이스의 충전 기술에 적응될 수 있고, 충전 스테이션(20)은 전기 차량(40)에 직접 결합될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 전기 차량 충전 스테이션(20)은 변압기(100)에 결합된 충전 스테이션 제어기(110)를 또한 포함한다. 예시적인 실시예에서, 충전 스테이션 제어기(110)는 프로세서(112) 및 메모리 디바이스(114)를 포함한다. 용어 프로세서는 본 명세서에 사용될 때 중앙 프로세싱 유닛, 마이크로프로세서, 마이크로제어기, 축소 명령 세트 회로(RISC), 애플리케이션 특정화 집적 회로(ASIC), 논리 회로 및 본 명세서에 설명된 기능을 실행하는 것이 가능한 임의의 다른 회로 또는 프로세서를 칭한다. 전기 차량 충전 스테이션(20)에 의해 제공된 전압의 레벨은 전기 차량(40)이 충전을 위해 사용할 수 있는 것보다 높을 수 있다. 제어기(110)는 전기 차량(40)에 제공하기 위한 전압의 레벨을 결정하도록 구성된다. 전기 차량에 포함된 배터리를 가장 급속하게 충전할 수 있는 전압의 레벨은 차량마다 다르다. 배터리를 가장 급속하게 충전할 수 있는 전압의 레벨은 모터 기술, 디자인, 배터리 전압 및 전기 차량 내에 포함된 반도체 디바이스에 따라 다를 수 있다. 예를 들어, 배터리를 가장 급속하게 충전할 수 있는 전압의 레벨은 배터리 DC 전압에 의존한다. 배터리 DC 전압에 AC 공급 전압을 정합하는 것은 전력 컨버터(74)의 스위칭 손실을 최소화한다. 더욱이, 제어기(110)는 전기 차량(40)에 결정된 전압 레벨을 제공하기 위해 변압기(100) 내의 복수의 탭(106)을 선택적으로 결합하도록 구성된다.
전기 차량(40)은 전력 컨버터(74)에 결합되어 그 동작을 제어하도록 구성된 시스템 제어기(120)를 또한 포함한다. 시스템 제어기(120)는 접속 디바이스(64) 및 AC 충전 스테이션(20)에 전압 레벨 신호를 또한 전송한다. 전압 레벨 신호는 배터리(72)를 충전하기 위한 최대 전압 레벨에 대응한다. 시스템 제어기(120)는 충전 스테이션(20)이 배터리(72)를 충전하기 위해 전기 차량(40)에 제공할 수 있는 최대 전압으로서 전압 레벨 신호를 사용하는 전압 레벨 신호를 충전 스테이션(20)에 전송한다. 예를 들어, 시스템 제어기(86)는 충전 스테이션(20)에 전송을 위해 전압 레벨 신호를 인코딩하기 위해 전력 컨버터(74)의 스위칭 주파수를 변조할 수 있다. 전력 컨버터(74)는 전력 컨버터(74)에 인가될 때 배터리(72)를 가장 급속하게 충전할 수 있는 충전 전압에 대한 정보를 포함하는 충전 스테이션(20)에 펄스폭 변조(PWM) 신호를 제공한다. 스위칭 디바이스(82)는 AC 전력이 접속 디바이스(64)에 인가될 때 전기 모터(70)를 컨버터(74)로부터 분리한다.
예시적인 실시예에서, 제어기(110)는 전기 차량(40)으로부터 수신된 전압 레벨 신호에 기초하여 전기 차량(40)에 제공하기 위한 전압의 레벨을 결정할 수 있다. 전기 차량(40)으로부터 수신된 전압 레벨 신호는 배터리(72)를 충전하기 위한 최대 전압 레벨을 포함한다. 예시적인 실시예에서, 제어기(110)는 전기 차량(40)에 제공하기 위한 전압의 레벨을 결정하기 위해 전력 컨버터(74)의 스위칭 주파수를 검출하고 복조한다. 예를 들어, 전력 컨버터(74)는 고정된 듀티 사이클을 갖는 PWM 신호를 생성할 수 있다. PWM 신호가 필터링될 때, DC 값은 유닛당 배터리 전압에 대응한다. 대안적으로, "배터리 전압을 결정하는 일 다른 방식은 전력 브리지에 특정 스위칭 벡터를 인가하는 것인데, 예를 들어 2 레벨 3상 인버터에서 상위 IGBT에 대해 (온 오프 오프) 및 더 낮은 IGBT에 대해 (오프 온 온)이다.
대안적으로, 시스템 제어기(120)는 이들에 한정되는 것은 아니지만, 전용 통신 채널, 전력 라인 통신 및/또는 충전 스테이션(20)이 본 명세서에 설명된 바와 같이 기능할 수 있게 하는 임의의 다른 유형의 신호 전송을 포함하는 다른 통신 프로토콜을 사용하여 접속 디바이스(64) 및 AC 충전 스테이션(20)에 전압 레벨 신호를 또한 전송할 수 있다. 그러나, 변조된 스위칭 주파수 내에 전압 레벨 신호를 포함하는 것 또는 전력 라인 통신을 사용하여 전압 레벨 신호를 전송하는 것은 개별 데이터 통신 도전체의 사용 없이 전기 차량(40)과 충전 스테이션(20) 사이의 정보의 전송을 용이하게 한다. 이는 충전 스테이션(20)에 차량(40)을 결합하는데 사용된 다수의 도전체 뿐만 아니라 케이블의 비용을 감소시킨다. 표준 전기 전력 커넥터(즉, 소켓 및 플러그)는 광범위하게 이용 가능하다. 그러나, 특정하게 조합된 전력 및 데이터 케이블은 광범위하게 이용 가능하지 않고, 따라서 이들의 사용은 전기 차량의 광범위한 채택을 한정할 수 있다.
다른 대안적인 실시예에서, 변압기(100)의 전력 출력의 전압 레벨은 예를 들어 제로 볼트에서 시작하여 최대 전압 레벨에 도달할 때까지 반복적으로 증가된다. 적어도 하나의 센서(130)가 변압기(100)에 의해 출력된 전압 및 전류 중 적어도 하나를 측정하도록 구성된다. 예를 들어, 충전 스테이션 제어기(100)는 전기 차량(40)에 의해 유도된 전류 레벨을 모니터링할 수 있다. 더 구체적으로, 제 1 실시예에서, 충전 스테이션 제어기(110)는 제 1 전압 레벨에서 전기 차량(40)에 AC 전력을 제공하고, 가변 출력 변압기(100)의 전력 출력을 측정하고, 변압기(100)의 전력 출력이 전기 차량(40)에 의해 제한될 때까지 전기 차량(40)에 제공된 AC 전력의 전압 레벨을 증가시킨다. 전압이 증가됨에 따라, 전기 차량(40)은 증가된 전류의 레벨을 유도한다. 그러나, 전기 차량(40)은 이것이 유도하는 전류의 레벨을 제한한다. 일단 전류가 전기 차량(40)에 의해 제한되면, 충전 스테이션(20)이 출력 전압을 계속 증가시키더라도, 충전 스테이션(20)의 전력 출력은 전압 및 전류가 증가하는 경우 미만만큼 증가할 수 있다. 충전 스테이션 제어기(110)는 전력 증가의 비율의 이 감소를 감지하고, 출력 전력의 전압 레벨이 충전 스테이션(20)에서 설정된다. 제 2 실시예에서, 최대 전류 레벨은 충전 스테이션 메모리 디바이스(114)에 저장된다. 충전 스테이션(20)에 의해 출력된 전력의 전압은 예를 들어 제로 볼트로부터 X 볼트로 증가되고, 여기서 X 볼트는 전기 차량(40)에 의해 유도된 전류가 최대 전류 레벨에 있을 때의 전압 레벨이다. 더 구체적으로, 제어기(110)는 제 1 전압 레벨에서 전기 차량(40)에 AC 전력을 제공하고, 전기 차량(40)에 의해 유도된 전류의 레벨을 측정하고, 전기 차량(40)에 의해 유도된 전류의 레벨이 최대 전류 레벨과 동일할 때까지 전기 차량(40)에 제공된 AC 전력의 전압 레벨을 증가시키도록 구성된다.
전력 컨버터(74)는 특정 시점에 전압의 변화의 높은 비율(즉, 높은 dV/dt)을 견디도록 구성된다. 예를 들어, 절연체가 높은 dV/dt에 의해 발생된 전력 컨버터(74)로의 손상을 방지하기 위해 전력 컨버터(74) 내에 포함될 수 있다. 더욱이, 전력 컨버터(74)에 의해 생성된 고조파 함유량이 전력 그리드(52)에 인가되는 것을 방지하기 위해, 변압기(100)는 고임피던스를 포함하도록 구성되고, 이는 고주파수 및 결국에는 단락 전류 성분이 전력 그리드(52)에 인가되는 것을 제한한다. 대안적인 실시예에서, 능동 또는 수동 필터(도 1에는 도시되지 않음)가 예를 들어 충전 스테이션(20)과 전력 그리드(52) 사이의 상호 접속점에서 및/또는 전력 컨버터(74)에 의해 생성된 고조파 함유량이 전력 그리드(52)에 인가되는 것을 방지하는 것을 용이하게 하는 임의의 다른 위치에서 충전 스테이션(20) 내에 위치될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 제어기(110)는 전기 차량 충전 스테이션(20)의 전력 출력을 조절할 수 있다. 예를 들어, 제어기(110)는 사전 규정된 전력 레벨을 초과하지 않기 위해 충전 스테이션(20)의 전력 출력을 조절할 수 있다. 제어기(110)는 충전 스테이션(20)에 의한 사용을 위해 이용 가능한 전력 레벨을 모니터링하고, 사전 규정된 전력 레벨을 초과하지 않기 위해 충전 스테이션(20)의 전력 출력을 제한한다. 적어도 하나의 센서(132)가 전력 그리드(52)에 제공되고 변압기(54)에 의해 출력된 전압 및 전류 중 적어도 하나를 측정하도록 구성된다. 사전 규정된 전력 레벨은 AC 전원(52)으로부터 이용 가능한 전력 및 비-차량 충전 부하에 의한 사용을 위해 보류된 전력에 의존한다. 예를 들어, 충전 스테이션(20)이 상인의 고객에 의한 사용을 위해 상인에 의해 제공되는 상황에서, 상인의 시설(예를 들어, 상점)과 연관된 부하는 또한 전력 그리드(52)에 결합되어 그로부터 전력을 수신할 수 있다. 이러한 부하는 본 명세서에서 비-차량 충전 부하라 칭한다. 비-차량 충전 부하를 위해 요구된 전력은 예를 들어 메모리 디바이스(114)에 저장된다.
예시적인 실시예에서, 제어기(110)는 AC 전원(52)에 의해 입력 단자(50)에 제공된 전력의 전압 레벨 및 전류 레벨 중 적어도 하나에 대응하는 센서(132)로부터의 전압 레벨 신호 및 전류 레벨 신호 중 적어도 하나를 수신한다. 제어기(110)는 센서(132)로부터의 전압 레벨 신호 및 전류 레벨 신호에 기초하여 이용 가능한 전력 레벨을 결정한다. 제어기(110)는 또한 비-차량 충전 부하를 위해 보류된 전력 레벨에 이용 가능한 전력을 비교함으로써 사전 규정된 전력 레벨을 결정한다. 더욱이, 제어기(110)는 전기 차량 충전 스테이션(20)의 전력 출력을 이용 가능한 전력 레벨과 사전 규정된 전력 레벨 사이의 차이로 제한한다. 전기 차량 충전 스테이션(20)의 전력 출력을 제한하는 것은 충전 스테이션(20)의 출력 전압을 제한함으로써, 예를 들어 출력 전압을 제한하기 위해 가변 출력 변압기(100)를 제어함으로써 성취된다. 다수의 상황에서, 충전 스테이션(20)의 출력 전압이 제한되더라도, 전기 차량(40)에 제공된 전력은 예를 들어 저속 AC 충전과 연관된 전력 레벨보다 높게 유지될 수 있다.
대안적인 실시예에서, 중앙 제어기(140)는 전기 차량 충전 스테이션(20)의 전력 출력을 조절하고, 또한 전력 그리드(52)에 결합된 부가의 충전 스테이션, 예를 들어 전기 차량 충전 스테이션(142, 144)의 전력 출력을 조절한다. 대안적인 실시예에서, 중앙 제어기(140)는 충전 스테이션(20, 142, 144)의 총 전력 출력을 제한하여 충전 스테이션(20, 142, 144)에 의한 전력 출력이 사전 규정된 전력 레벨을 초과하지 않게 된다.
더욱이, 전기 차량 충전 스테이션(20) 및 더 구체적으로는 제어기(110)는 배터리(72)로부터 에너지를 유도하고 에너지를 전력 그리드(52)에 인가하는 것을 용이하게 하도록 구성될 수 있다. 배터리(72)로부터 유도된 에너지는 이에 한정되는 것은 아니지만 그리드 안정성을 유지하는 것을 포함하여, 그리드 제어를 위해 유용할 수 있다. 예를 들어, 전력 그리드(52)에 우발적 사고가 존재하면, 제어기(110)는 배터리(72)로부터 에너지를 유도하여 이를 전력 그리드(52)에 인가하여 그리드 조작자에 의해 요구된 값 이내로 전력 그리드(52)의 동작을 유지하고 따라서 부하 차단(load shedding) 또는 공유를 회피한다.
도 2는 복수의 전기 차량(152)을 충전하기 위한 예시적인 전기 차량 충전 시스템(150)의 블록 다이어그램이다. 전기 차량 충전 스테이션(20)은 단일 전기 차량과 관련하여 전술된 바와 같이, 또한 다수의 차량의 충전에 적용 가능하다. 예시적인 실시예에서, 전기 차량 충전 시스템(150)은 AC 전원(52)에 각각 결합된 복수의 전기 차량 충전 스테이션을 포함한다. 전기 차량 충전 시스템(150)은 예를 들어 단지 주차장 및/또는 주차 구조물에 위치될 수 있다. 예를 들어, 전기 차량 충전 스테이션은 주차장 및/또는 주차 구조물로의 액세스를 제공하는 상인의 고객에 이용 가능하게 될 수 있어 고객이 상인의 시설을 단골로 다니면서 이들의 전기 차량을 충전할 수 있게 된다. 다른 예에서, 전기 차량 충전 스테이션은 이들이 일하면서 피고용인들이 이들의 전기 차량을 충전할 수 있게 하기 위해 고용인에 의해 이용 가능해질 수도 있다. 전술된 바와 같이, 충전 스테이션 제어기(110)(도 1에 도시됨) 및/또는 중앙 제어기(140)(도 1에 도시됨)는 사전 규정된 전력 레벨을 초과하지 않기 위해 충전 스테이션(20)의 전력 출력을 조절한다. 충전 스테이션(20)의 전력 출력을 조절하는 것은 비-차량 충전 부하를 위한 전력이 충전 스테이션(20)의 동작에 의해 악영향을 받지 않는 것을 보장한다.
도 3은 전기 차량 충전 시스템(150)의 대안적인 실시예(180)의 블록 다이어그램이다. 대안적인 실시예에서, 전기 차량 충전 시스템(180)은 다수의 전기 차량, 예를 들어, 제 1 전기 차량(184), 제 2 전기 차량(186) 및/또는 제 3 전기 차량(188)을 충전하도록 구성된 중앙 전기 차량 충전 스테이션(182)을 포함한다. 전기 차량 충전 스테이션(182)은 전기 서브스테이션(190)에 또는 내에 위치될 수 있다. 전기 차량 충전 시스템(180)은 다수의 접속 스테이션, 예를 들어 제 1 접속 스테이션(192), 제 2 접속 스테이션(194) 및 제 3 접속 스테이션(196)을 포함하고, 이들 접속 스테이션을 통해 전기 차량(184, 186, 188)이 전기 차량 충전 스테이션(182)에 결합될 수 있다. 전기 차량 충전 스테이션(182)은 다수의 가변 출력 변압기, 예를 들어 접속 스테이션(192, 194, 196)의 각각에 대해 하나의 가변 출력 변압기를 포함할 수 있다. 전기 차량 충전 스테이션(182)은 충전 스테이션(182)에 결합된 전기 차량의 각각의 최대 전압 레벨을 결정하고, 최대 전압 레벨에서 각각의 전기 차량에 전력을 제공한다.
대안적으로, 전기 차량 충전 스테이션(182)은 단일 가변 출력 변압기 및 적어도 하나의 스위칭 디바이스(198)를 포함할 수 있다. 스위칭 디바이스(198)는 접속 스테이션(192, 194, 196)의 어느 것이 전력을 수신하는지를 제어한다. 예를 들어, 전기 차량(186)이 첫번째로, 전기 차량(184)이 두번째로, 그리고 전기 차량(188)이 세번째로 전력을 공급받도록 결정될 수도 있다. 전기 차량 충전 스테이션(182)은 먼저 전기 차량(186)에 제공하기 위한 최대 전압 레벨을 결정하고, 이에 따라 제 2 접속 스테이션(194)에 전력을 제공한다. 일단 전기 차량(186)의 충전이 완료되면 또는 사전 결정된 시간 한도의 완료시에, 스위칭 디바이스(198)는 제 2 접속 스테이션(194)을 전기 차량 충전 스테이션(182)으로부터 분리한다. 전기 차량 충전 스테이션(182)은 전기 차량(184)에 제공하기 위한 최대 전압 레벨을 결정하고 이에 따라 제 1 접속 스테이션(192)에 전력을 제공한다. 스위칭 디바이스(198)가 전기 차량 충전 스테이션(182) 내에 포함되는 것으로서 설명되었지만, 전기 차량 충전 시스템(180)은 예를 들어 접속 스테이션(192, 194, 196)에 위치되고 선택된 접속 스테이션(192, 194, 196)에 전력을 공급하도록 제어되는 다중 스위칭 디바이스를 포함할 수 있다. 더욱이, 스위칭 디바이스는 시스템(180)이 본 명세서에 설명된 바와 같이 기능할 수 있게 하는 전기 차량 충전 시스템(180) 내의 임의의 적합한 위치에 위치될 수 있다.
도 4는 전기 차량 충전 스테이션, 예를 들어 전기 차량 충전 스테이션(20)(도 1에 도시됨)을 제어하기 위한 예시적인 방법(210)의 흐름도(200)이다. 전술된 바와 같이, 전기 차량 충전 스테이션(20)은 전기 차량, 예를 들어 전기 차량(40)(도 1에 도시됨)을 충전하기 위해 구성된다. 예시적인 실시예에서, 방법(210)은 컴퓨터 구현된 방법, 예를 들어 충전 스테이션 제어기(110)(도 1에 도시됨)에 의해 실행된 컴퓨터 구현된 방법이다. 다른 예시적인 실시예에서, 컴퓨터 판독 가능 매체 상에 구체화된 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터, 예를 들어 충전 스테이션 제어기(110)에 의해 실행될 때 방법(210)을 수행하는 적어도 하나의 코드 세그먼트를 포함한다. 본 발명의 양태는 본 명세서에 설명된 명령을 실행하도록 구성될 때 범용 컴퓨터를 특정 용도 컴퓨팅 디바이스로 변환한다.
예시적인 실시예에서, 방법(210)은 AC 전원, 예를 들어 전원(52)(도 1에 도시됨)으로부터 가변 출력 변압기, 예를 들어 변압기(100)(도 1에 도시됨)에서 AC 전력을 수신하는 것(212)을 포함한다. 방법(210)은 전기 차량(40)에 의한 사용을 위해 변압기(100)로부터 출력될 전압의 레벨을 결정하는 것(214)을 또한 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어기(110)는 전기 차량(40)으로부터 수신된 전압 레벨 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 전압의 레벨을 결정할 수 있다(214). 제어기(110)는 전력 컨버터(74)의 변조된 스위칭 주파수를 검출하고 스위칭 주파수를 복조하여 전기 차량(40)에 제공해야 하는 전압의 레벨을 결정할 수 있다(214). 더욱이, 제어기(110)는 통신 채널, 전력 라인 통신 및/또는 충전 스테이션(20)이 본 명세서에 설명된 바와 같이 기능할 수 있게 하는 임의의 다른 유형의 신호 전송을 사용하여 전기 차량(40)으로부터 전압 레벨 신호를 수신할 수 있다. 방법(210)은 사전 결정된 전압 레벨에서 컨버터(74)에 전력을 공급하기 위해 AC 전력을 제공하는 것(216)을 또한 포함한다.
예시적인 실시예에서, 방법(210)은 스위칭 디바이스, 예를 들어 전력 컨버터(74)와 전기 모터(70) 사이에 위치된 스위칭 디바이스(82)(도 1에 도시됨)에 스위치 작동 신호를 제공하는 것(220)을 또한 포함한다. 스위치 작동 신호의 수신시에, 스위칭 디바이스(82)는 전기 모터(70)를 전력 컨버터(74)로부터 결합 해제하고 전력 컨버터(74)를 전기 차량 충전 스테이션(20)에 결합한다.
예시적인 실시예에서, 방법(210)은 전기 차량 충전 스테이션(20)의 전력 출력을 조절하는 것(224)을 또한 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어기(110)는 사전 규정된 전력 레벨 또는 사전 규정된 전압 레벨을 초과하지 않게 하기 위해 충전 스테이션(20)의 전력 출력을 조절할 수 있다(224). 예시적인 실시예에서, 사전 규정된 전력 레벨은 AC 전원(52)으로부터 이용 가능한 전력 및 비-전기 차량 충전 부하에 의해 사용을 위해 보류된 전력의 양에 의존한다. 더 구체적으로, 전기 차량 충전 부하 이외의 모든 부하를 위해 필요한 전력의 레벨은 예를 들어 메모리 디바이스(114)(도 1에 도시됨)에 저장될 수 있다. 충전 스테이션(20)의 전력 출력을 조절하는 것(224)은 AC 전원(52)의 출력 전력을 측정하도록 구성된 적어도 하나의 센서, 예를 들어 센서(132)로부터 전압 레벨 신호 및 전류 레벨 신호 중 적어도 하나를 수신하는 것을 포함할 수 있다. 전력 출력을 조절하는 것(224)은 AC 전원(52)으로부터 이용 가능한 전력의 레벨을 결정하는 것과, 비-전기 차량 충전 용례를 위해 요구되는 바와 같이 사전 규정된 전력 레벨에 이용 가능한 전력 레벨을 비교하는 것을 또한 포함할 수 있다. 조절하는 것(224)은 이용 가능한 전력 레벨과 사전 규정된 전력 레벨 사이의 차이에 기초하여 전기 차량 충전 스테이션(20)의 전력 출력을 결정하는 것(예를 들어, 제공해야 하는 충전 전압을 결정하는 것)을 또한 포함할 수 있다. 이는 또한 충전 스테이션(20)에 의해 전기 차량에 제공된 충전 전압의 스로틀링이라 칭할 수 있다. 제어기(110) 또는 개별, 중앙 제어기, 예를 들어 중앙 제어기(140)는 복수의 전기 차량, 예를 들어 복수의 전기 차량(152)(도 2 및 도 3에 도시된)에 제공된 전력을 조절하여 사전 규정된 전력의 레벨이 비-전기 차량 충전 부하에 이용 가능하게 되도록 구성될 수 있다.
본 명세서에 제시된 실시예는 설명된 프로세싱 작업을 수행하기 위한 임의의 특정 프로세서에 한정되는 것은 아니다. 용어 "프로세서"는 이 용어가 본 명세서에 사용될 때, 본 발명의 작업을 수행하는데 필요한 계산 또는 연산을 수행하는 것이 가능한 임의의 머신을 나타내도록 의도된다. 용어 "프로세서"는 또한 구조화된 입력을 수락하는 것이 가능하고 출력을 생성하기 위해 지정된 규칙에 따라 입력을 프로세싱하는 것이 가능한 임의의 머신을 나타내도록 의도된다. 본 명세서에 사용될 때 구문 "~하도록 구성된"은, 당 기술 분야의 숙련자들에 의해 이해될 수 있는 바와 같이, 프로세서가 본 명세서에 제시된 실시예의 작업을 수행하기 위한 하드웨어와 소프트웨어의 조합을 구비하는 것을 의미한다는 것이 또한 주목되어야 한다.
본 명세서에 제시된 실시예는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함하고, 각각의 매체는 데이터 또는 데이터를 조작하기 위한 컴퓨터 실행 가능한 명령을 포함하도록 구성되거나 그 위에 포함할 수 있다. 컴퓨터 실행 가능한 명령은 데이터 구조, 객체, 프로그램, 루틴, 알고리즘 또는 다양한 상이한 기능을 수행하는 것이 가능한 범용 컴퓨터와 연관된 것 또는 제한된 수의 기능을 수행하는 것이 가능한 특정 용도 컴퓨터와 연관된 것과 같은 프로세싱 시스템에 의해 액세스될 수 있는 다른 프로그램 모듈을 포함한다. 컴퓨터 실행 가능한 명령은 프로세싱 시스템이 특정 기능 또는 기능의 그룹을 수행할 수 있게 하고, 본 명세서에 개시된 방법을 위한 단계를 구현하기 위한 프로그램 코드 수단의 예이다. 더욱이, 실행 가능한 명령의 특정 시퀀스는 이러한 단계를 구현하는데 사용될 수 있는 대응 동작의 예이다. 컴퓨터 판독 가능한 매체의 예는 랜덤 액세스 메모리("RAM"), 판독 전용 메모리("ROM"), 프로그램 가능한 판독 전용 메모리("PROM"), 소거 가능한 프로그램 가능한 판독 전용 메모리("EPROM"), 전기적으로 소거 가능한 프로그램 가능한 판독 전용 메모리("EEPROM"), 콤팩트 디스크 판독 전용 메모리("CD-ROM") 또는 프로세싱 시스템에 의해 액세스도리 수 있는 데이터 또는 실행 가능한 명령을 제공하는 것이 가능한 임의의 다른 디바이스 또는 구성 요소를 포함한다.
전기 차량을 충전하기 위한 예시적인 방법 및 시스템이 본 명세서에 설명된다. 더 구체적으로, 본 명세서에 설명된 방법 및 시스템은 전기 차량 내에 포함된 트랙션 모터 전력 컨버터를 이용하는 전기 차량의 고속 AC 충전을 용이하게 할 수 있다. 본 명세서에 설명된 방법 및 시스템은 전기 차량에 제공하기 위한 전력의 최대 전압 레벨을 결정하고, 결정된 레벨에서 전압을 제공하기 위해 조정 가능한 변압기를 포함할 수 있다. 더욱이, 조정 가능한 변압기는 전기 차량 충전 스테이션(들)의 전력 출력을 조절하는 것을 용이하게 할 수 있어 비-차량 충전 부하를 위해 요구된 바와 같이 사전 규정된 전력 레벨이 이들 부하에 이용 가능하게 유지되게 된다.
본 명세서에 설명된 방법 및 시스템은 전기 차량의 효율적인 경제적인 충전을 용이하게 할 수 있다. 방법 및 시스템의 예시적인 실시예가 본 명세서에 상세히 설명되고 그리고/또는 도시된다. 방법 및 시스템은 본 명세서에 설명된 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 오히려 각각의 시스템의 구성 요소, 뿐만 아니라 각각의 방법의 단계는 본 명세서에 설명된 다른 구성 요소 및 단계와는 독립적으로 그리고 별도로 이용될 수 있다. 각각의 구성 요소 및 각각의 방법 단계는 또한 다른 구성 요소 및/또는 방법 단계와 조합하여 사용될 수 있다.
본 명세서에 설명되고 그리고/또는 예시된 방법 및 장치의 요소/구성 요소/등을 소개할 때, 단수 표현 및 "상기"는 요소(들)/구성 요소(들)/등의 하나 이상이 존재하는 것을 의미하도록 의도된다. 용어 "포함하는", "구비하는" 및 "갖는"은 포함적인 것으로 의도되고, 열거된 요소(들)/구성 요소(들)/등 이외의 부가의 요소(들)/구성 요소(들)/등이 존재할 수 있다는 것을 의미한다.
이 기술된 설명은 최선의 모드를 포함하여 본 발명을 개시하고, 또한 당 기술 분야의 숙련자가 임의의 디바이스 또는 시스템을 구성하고 사용하고 임의의 통합된 방법을 수행하는 것을 포함하여 본 발명을 실시하는 것을 가능하게 하기 위해 예를 사용하였다. 본 발명의 특허 가능한 범주는 청구범위에 의해 규정되고, 당 기술 분야의 숙련자들에게 발생하는 다른 예를 포함할 수 있다. 이러한 다른 예는 이들이 청구범위의 문자 언어와 상이하지 않은 구조적 요소를 가지면, 또는 이들이 청구범위의 문자 언어와 비실질적인 차이를 갖는 등가의 구조적 요소를 포함하면 청구범위의 범주 내에 있는 것으로 의도된다.
20: 전기 차량 충전 스테이션 40: 전기 차량
50: 입력 커넥터 52: 교류(AC) 전원
62: 출력 커넥터 64: 접속 디바이스
70: 전기 차량 트랙션 모터 72: 에너지 저장 디바이스
74: 전기 차량 컨버터 76: DC 커넥터
78: AC 커넥터 82: 스위칭 디바이스
100: 가변 출력 변압기 102: 1차 측
104: 2차 측 110: 제어기

Claims (10)

  1. 장치(20)로서,
    교류(AC) 전원(52)과의 결합을 위해 구성된 입력 커넥터(50)와,
    전기 차량(40)과의 결합을 위해 구성된 출력 커넥터(62)와,
    1차 측(102) 및 2차 측(104)을 포함하는 가변 출력 변압기(100) - 상기 1차 측은 상기 입력 커넥터에 결합되고, 상기 2차 측은 상기 출력 커넥터에 결합되고 상기 전기 차량과 연관된 에너지 저장 디바이스(72)와 선택적 전자기 통신 상태에 있도록 구성됨 - 와,
    상기 변압기에 결합되고 상기 전기 차량에 제공하기 위한 전압의 레벨을 결정하도록 구성되는 제어기(110)를 포함하고,
    상기 제어기(110)는 상기 전기 차량(40)으로부터 최대 전압 레벨에 대응하는 전압 레벨 신호를 수신하도록 구성되며,
    상기 전기 차량(40)은, 상기 전기 차량(40) 내의 전기 모터(70)와 전력 컨버터(74) 사이에 위치된 스위칭 디바이스(82)를 포함하고,
    상기 스위칭 디바이스(82)는, 상기 스위칭 디바이스(82)의 작동에 따라서, 상기 전력 컨버터(74)를 상기 가변 출력 변압기(100) 또는 상기 전기 모터(70)에 선택적으로 연결하는
    장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가변 출력 변압기(100)는 복수의 탭(106)을 추가로 포함하고, 상기 출력 커넥터(62)는 고체 상태 디바이스와 전기 기계 디바이스(108) 중 적어도 하나에 의해 상기 복수의 탭에 선택적으로 결합되어 상기 전기 차량(40)에 결정된 전압 레벨을 제공하는
    장치.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어기(110)는,
    상기 전압 레벨 신호를 전송하도록 변조된 스위칭 주파수를 수신하고,
    상기 전기 차량(40)에 제공하기 위한 전압의 레벨을 결정하기 위해 상기 변조된 스위칭 주파수를 복조하도록 구성되는
    장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어기(110)는 또한,
    제 1 전압 레벨에서 상기 전기 차량(40)에 AC 전력을 제공하고,
    상기 변압기(100)의 전력 출력을 측정하고,
    상기 변압기의 전력 출력이 상기 전기 차량에 의해 제한될 때까지 상기 전기 차량에 제공된 AC 전력의 전압 레벨을 증가시키도록 구성되는
    장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어기(110)는 최대 전류 레벨을 저장하도록 구성된 메모리 디바이스(114)를 포함하고,
    상기 제어기는,
    제 1 전압 레벨에서 상기 전기 차량(40)에 AC 전력을 제공하고,
    상기 전기 차량에 의해 유도된 전류의 레벨을 측정하고,
    상기 전기 차량에 의해 유도된 전류의 레벨이 최대 전류 레벨과 동일할 때까지 상기 전기 차량에 제공된 AC 전력의 전압 레벨을 증가시키도록 구성되는
    장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어기(110)는,
    상기 AC 전원(52)에 의해 상기 입력 커넥터(50)에 제공된 전력의 전압 레벨과 전류 레벨 중 적어도 하나에 대응하는 전압 레벨 신호와 전류 레벨 신호 중 적어도 하나를 수신하고,
    상기 전압 레벨 신호와 전류 레벨 신호 중 적어도 하나에 기초하여 이용 가능한 전력을 결정하고,
    상기 AC 전원으로부터 전력을 또한 수신하는 비-차량 충전 부하를 위해 요구되는 사전 정의된 전력 레벨과 이용 가능한 전력을 비교하고,
    상기 이용 가능한 전력 레벨과 상기 사전 정의된 전력 레벨 사이의 차이로 상기 가변 출력 변압기(100)의 전력 출력을 제한하도록 구성되는
    장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 출력 커넥터(62)는 전력 컨버터(74)와의 결합을 위해 구성되고,
    상기 전력 컨버터(74)는, 상기 에너지 저장 디바이스(72)로부터의 DC 전력을 전기 차량 트랙션 모터(70)를 구동하기 위한 AC 전력으로 변환하고 상기 가변 출력 변압기(100)로부터의 AC 전력을 상기 에너지 저장 디바이스를 충전하기 위한 DC 전력으로 변환하도록 구성된 양방향성 컨버터인
    장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
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