KR101938331B1 - 차량 시스템을 위한 양방향 dc-dc 전력 컨버터 - Google Patents

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Abstract

가변 방식으로 차동 전력을 처리하고 전송하는 양방향 DC-DC 전력 컨버터 어셈블리가 개시된다. 컨버터 어셈블리는 에너지 저장 장치 및 DC 링크에 결합되고, 컨버터 어셈블리는 에너지 저장 장치에 결합된 제 1 컨버터 섹션, 및 DC 링크와 에너지 저장 장치에 결합된 제 2 컨버터 섹션을 포함한다. 컨버터 어셈블리는 부하에 전력을 제공할 때, 에너지 저장 장치의 DC 전력 출력의 제 1 부분을 처리하고, 에너지 저장 장치의 DC 전력 출력의 비처리된 제 2 부분을 제 2 컨버터 섹션에 제공하며, 에너지 저장 장치에 회생 전력을 제공할 때, 부하로부터의 회생 전력의 제 1 부분을 처리하고 부하로부터의 회생 전력의 비처리된 제 2 부분을 제 1 컨버터 섹션에 제공한다.

Description

차량 시스템을 위한 양방향 DC-DC 전력 컨버터{BI-DIRECTIONAL DC-DC POWER CONVERTER FOR A VEHICLE SYSTEM}
본 발명의 실시예들은 일반적으로 전력 컨버터에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 가변 방식으로 차동 전력을 처리하고 전송하는 양방향 DC-DC 전력 컨버터에 관한 것이다.
양방향 DC-DC 전력 컨버터는 양쪽 모두의 전력 흐름 방향에서 가변 방식으로 수신된 전력을 처리하고, 수신된 전력의 일부분은 처리되지 않고 컨버터의 다른 측에 직접적으로 전달된다.
전기 차량 및 하이브리드 전기 차량은 통상적으로 단독으로 또는 내연 기관과 조합하여 하나 이상의 에너지 저장 장치에 의해 작동된다. 순수한 전기 차량에서, 하나 이상의 에너지 저장 장치는 전체 구동 시스템을 작동시키고, 이에 의해, 내연 기관에 대한 필요성을 제거한다. 반면에, 하이브리드 전기 차량는 내연 기관에 의해 공급되는 전력을 보충하기 위해 에너지 저장 장치 전력을 포함하고, 이는 내연 기관 및 차량의 연료 효율성을 크게 증가시킨다. 전통적으로, 전기 또는 하이브리드 전기 구동 시스템의 에너지 저장 장치는 충분한 에너지를 공급하여 전기 모터를 작동시키기 위해서, 배터리, 울트라 커패시터, 플라이휠, 또는 이러한 요소들의 조합을 포함한다.
전기 및 하이브리드 전기 차량에서, 에너지는 이러한 에너지 저장 장치 중 하나 이상으로부터 DC 부하(예컨대, 전기 모터)에 결합된 DC 링크에 전송될 수 있다. 통상적으로, 하나 이상의 DC-DC 전압 컨버터들(예컨대, 양방향 벅(buck)/부스트(boost) 컨버터)은 대개 DC 링크 전압(DC 링크는 전기 모터에 결합됨)으로부터 에너지 저장 장치 전압(들)을 분리하는데 이용되고, 하나 또는 다수의 컨버터들은 이러한 분리를 제공하기 위해 이용된다. 양방향 DC-DC 전압 컨버터는 전기 모터의 전력 수요를 충족시키기 위해 에너지 저장 장치(들)로부터 DC 링크에 제공되는 전압(들)을 증가, 즉 "부스트"시키는 작용을 하고, 에너지 저장 장치(들)을 재충전하기 위해 에너지 저장 장치(들)에 재생 전력을 제공하기 전에 회생 제동 동안 전기 모터로부터 생성된 전압을 감소, 즉 "벅"시키는 작용을 한다.
양방향 DC-DC 전압 컨버터의 기존의 배치는 에너지 저장 장치(들)을 재충전하기 위한 전압의 체강(step-down) 또는 DC 링크에 대한 전압의 증가된 공급을 성공적으로 허용하지만, 특정한 결점이 이러한 전압 컨버터의 이용과 연관된다. 즉, 전기 및 하이브리드 전기 차량에서, 전체 전력을 전달하기 위해 전력 변환 과정에서 이용되는 스위치를 포함하는 제공된 통상적인 DC-DC 전압 컨버터는 전체 정격 전력 DC-DC 컨버터이다. 전체 전력을 전달하는데 있어서, 스위치들은 높은 전류를 전도하여, 더 많은 손실을 발생시키고 또한 컨버터의 열 관리에 대한 더욱 높은 요구 사항을 부여한다. 따라서, 시스템의 부피 및 중량은 더욱 증가하고, 시스템의 비용도 또한 증가할 것이다.
DC-DC 컨버터 비효율성의 문제를 해결하기 위한 이전의 시도는 주로 개선된 DC-DC 컨버터 토폴로지, 설계 방법, 컴포넌트 물질을 이용하는데 초점을 맞추었다. 그러나, 이러한 해결책들 각각은 단지 제한된 양만큼만 차량 시스템의 성능을 개선시킬 수 있고, 추가 비용으로만 이러한 효율성 개선을 달성할 수 있다.
그러므로, 감소된 부피, 중량 및 손실 그리고 증가된 효율성을 갖는 양방향 DC-DC 전압 컨버터를 제공하는 것이 바람직하고, 이러한 컨버터는 관련 비용의 증가 없이, 증가된 효율성을 실현한다.
본 발명의 실시예들은 부하에 차동 전력을 전송하는 양방향 DC-DC 전력 컨버터에 관한 것이다.
본 발명의 일 양태에 따라, 차량 시스템은 DC 링크, DC 링크에 결합되고 DC 링크로부터 에너지를 수신하도록 구성된 부하, DC 전력 출력을 생성하도록 구성된 에너지 저장 장치, 및 에너지 저장 장치와 DC 링크 각각에 결합되고 이들 사이에 위치하는 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리를 포함하고, 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리는 에너지 저장 장치에 결합된 제 1 컨버터 섹션, 및 DC 링크에 결합된 제 2 컨버터 섹션을 포함하고, 제 2 컨버터 섹션은 또한 에너지 저장 장치와 결합된다. 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리는 에너지 저장 장치로부터 부하에 전력을 제공할 때, 에너지 저장 장치의 DC 전력 출력의 제 1 부분을 처리하고, 에너지 저장 장치의 DC 전력 출력의 비처리된 제 2 부분을 제 2 컨버터 섹션에 제공하도록 구성되고, 부하로부터 에너지 저장 장치에 회생 전력을 제공할 때, 부하로부터의 회생 전력의 제 1 부분을 처리하고 부하로부터의 회생 전력의 비처리된 제 2 부분을 제 1 컨버터 섹션에 제공하도록 구성된다.
본 발명의 다른 양태에 따라, 차량 시스템은 DC 링크, DC 링크에 결합되고 DC 링크로부터 에너지를 수신하도록 구성된 부하, DC 전력 출력을 생성하도록 구성된 에너지 저장 장치, 및 에너지 저장 장치로부터 DC 링크에 DC 전력의 전압을 부스트시키기 위한 부스트 모드 및 DC 링크로부터 에너지 저장 장치에 DC 전력의 전압을 벅시키기 위한 벅 모드에서 선택적으로 동작하도록 구성된 양방향 DC-DC 부분 전력 컨버터를 포함한다. 부스트 모드 및 벅 모드 각각에서 양방향 DC-DC 부분 전력 컨버터의 동작에 있어서, 양방향 DC-DC 부분 전력 컨버터에 의해 수신된 전력의 제 1 부분이 전압을 부스트 또는 벅시키기 위해서 처리되고, 양방향 DC-DC 부분 전력 컨버터에 의해 수신된 전력의 제 2 부분이 비처리된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따라, 본 발명의 또 다른 실시예에 따라, 에너지 저장 장치, 직류(DC) 링크, 부하, 및 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리를 포함하는 차량 시스템에서 전력을 전송하기 위한 방법이 제공된다. 방법은 에너지 저장 장치의 출력으로부터 DC 링크로 DC 전압을 부스트시키기 위한 부스트 모드, 또는 DC 링크로부터 에너지 저장 장치로 전압을 벅시키기 위한 벅 모드로 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리를 동작시키는 단계를 포함한다. 부스트 모드 또는 벅 모드에서 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리를 동작시키는데 있어서, 방법은 에너지 저장 장치와 DC 링크 사이의 전압 차이를 결정하는 단계, 수신된 전력을 부스트 또는 벅시키기 위해서 처리될 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리에 의해 수신된 전력의 제 1 부분을 결정하는 단계, 미처리된 상태로 남을 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리에 의해 수신된 전력의 제 2 부분을 결정하는 단계, 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리로 하여금 수신된 전력의 제 1 부분을 처리하고 수신된 전력의 제 2 부분을 미처리 상태로 남기도록 하는 단계, 및 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리로부터 처리된 제 1 부분 및 미처리된 제 2 부분을 총괄하여 출력하는 단계를 더 포함한다.
다양한 다른 특징 및 장점이 다음의 상세한 설명 및 도면으로부터 명백해질 것이다.
도면은 본 발명을 수행하기 위해 현재 고려되는 실시예들을 나타낸다.
도면에서,
도 1은 본 발명의 실시예에 따라, 차량 구동 시스템의 개략적인 블록도이다.
도 2는 DC 전압 이득을 변화시키기 위해서 도 1의 차량 구동 시스템에 포함된 양방향 DC-DC 전력 컨버터에 제공되는 DC 전력의 처리된 부분 및 미처리된 부분을 나타내는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라, 부착된 소스/부하를 갖는 도 1의 차량 구동 시스템에 포함된 양방향 DC-DC 전력 컨버터의 개략적인 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라, 부착된 소스/부하를 갖는 도 1의 차량 구동 시스템에 포함된 양방향 DC-DC 전력 컨버터의 개략적인 블록도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라, 부착된 소스/부하를 갖는 도 1의 차량 구동 시스템에 포함된 양방향 DC-DC 전력 컨버터의 개략적인 블록도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라, 차량 시스템에서 전력을 전송하기 위한 기술을 나타내는 흐름도이다.
본 발명의 실시예들은 가변 방식으로 차동 전력을 처리하여 부하에 전송하는 양방향 DC-DC 전력 컨버터를 제공한다. 양방향 DC-DC 전력 컨버터는 부분적 전력 컨버터로서 동작하고, 즉, 수신된 전력의 일부분은 처리(즉, 부스트/벅)되고, 수신된 전력의 일부분은 처리되지 않고 컨버터의 다른 측에 직접적으로 전달된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 차량 시스템(10)을 나타낸다. 차량 시스템(10)은 전기 또는 하이브리드 차량 애플리케이션에 이용될 수 있고, 일 실시예에 따라, 차량 추진 (즉, 구동) 시스템의 일부로서 이용되지만, 이 시스템은 또한 차량에 대한 스타트 업 시스템의 일부로서 이용될 수도 있다는 것을 알 수 있다. 차량 시스템(10)은 에너지 시스템(12) 및 차량 시스템 제어기(14)를 포함한다. 에너지 시스템(12)은 제 1 에너지 저장 장치(16) 및 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리(18), 즉, 양방향 벅/부스트 컨버터 어셈블리를 포함한다. 도 1에 도시된 실시예에 따라, 에너지 시스템(12)은 또한 제 2 에너지 저장 장치(20)를 선택적으로 포함할 수도 있다. 일 실시예에 따라, 제 1 에너지 저장 장치(16)는 대략 100 W-hr/kg 이상의 에너지 밀도를 달성하는 것으로 입증된 높은 특정 에너지 배터리 또는 높은 에너지 밀도 배터리(예컨대, 리튬 이온, 소디엄 메탈 할라이드, 소디엄 니켈 클로라이드, 소디엄 설퍼, 또는 공기 아연 배터리)일 수 있지만, 울트라 커패시터, 연료 전지, 플라이휠 등 다른 타입의 에너지 저장 장치들이 또한 고려될 수 있다. 제 2 에너지 저장 장치(20)는, 예를 들어, 높은 특정 정격 전력 또는 울트라 커패시터를 갖는 배터리일 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 제 2 에너지 저장 장치(20)는 DC 링크(22)를 통해 부하(24)에 결합되어 이에 전력을 제공한다. 제 1 에너지 저장 장치(16)도 또한 부하(24)에 전력을 제공하고, 제 1 에너지 저장 장치(16)는 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리(18)를 통해 전력을 제공하며, 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리(18)는 제 1 에너지 저장 장치(16)와 DC 링크(22) 사이에 위치한다. 본 발명의 실시예에 따라, 부하(24)는 DC-AC 인버터(26) 및 모터, 즉 전기 기계 장치(28)를 포함하는 전기 드라이브이다. 모터(28)는 AC 모터인 것이 바람직하지만, 그렇게 한정되지 않는다. 도시되지 않았지만, 모터(28)는 개개의 휠 또는 다른 부하에 결합될 수 있거나, 모터(28)는 휠 또는 다른 부하에 회전 전력을 분배하기 위해 차동기에 결합될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
일반적으로, 가속 동작 모드에서, 에너지 시스템(12)의 고전압측(30) 상의 제 2 에너지 저장 장치(20)에 의해 제공된 전압이 모터(28)를 구동하기 위해 DC 링크(22)를 통해 DC-AC 인버터(26)에 공급된다. 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리(18)는 또한 에너지 시스템(12)의 저전압측(32)에 의해 제공되는 전압을 에너지 시스템(12)의 고전압측(30)으로 부스트시키는 작용을 한다. 즉, 제 1 에너지 저장 장치(16)로부터의 전압은 에너지 시스템(12)의 저전압측(32) 상에 결합된 버스(34)를 통해 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리(18)에 제공된다. 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 제 1 에너지 저장 장치(16)에 의해 제공되는 전압의 전체 또는 일부는 부스트 동작 모드에서 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리(18)에 의해 부스트되어, 에너지 시스템(12)의 고전압측(30) 상의 DC 링크(22)에 제공되는 전압이 전기 드라이브(24)의 동작 레벨까지 증가되도록 한다.
모터(28)의 회전 속도가 제로로 감소하거나 또는 현재 속도로부터 낮은 속도로 감소되는 감속 동작 모드에서, 시스템 제어기(14)는 회생 모드(regenerative mode)로 전기 드라이브(24)를 동작시키도록 프로그래밍되어, 전기 전력 또는 에너지는 회생 제동 이벤트 동안 DC-AC 인버터(26)를 통해 DC 링크(22)에 반환된다. 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리(18)는 제 1 에너지 저장 장치(16)를 재충전하기에 적합한 전압으로 회생 제동 이벤트로부터 생성된 전력을 벅시키는 작용을 한다. 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 에너지 시스템(12)의 저전압측(32) 상의 제 1 에너지 저장 장치(16)에 제공되는 전압이 제 1 에너지 저장 장치(16)의 정격 전압으로 감소되도록 DC 링크(22) 상의 전압의 전체 또는 일부는 벅 동작 모드에서 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리(18)에 의해 벅된다.
가속 동작 모드 및 감속 동작 모드에 더하여, 스타트 업 시퀀스 절차가 또한 차량의 동작을 개시하기 위해 수행되고, 초기 프리 차지 에너지는 제 2 에너지 저장 시스템(20)에 제공된다. 최적의 조건 하에서, 제 2 에너지 저장 장치(20)는 제 1 에너지 저장 장치(16)를 통해 제공되는 에너지로부터 초기 프리 차지를 수신한다. 즉, 차량 시스템 제어기(14)가 차량 스타트 업을 개시하기 위해 조작자 입력을 수신하는 경우, 차량 시스템 제어기(14)는 제 2 에너지 저장 장치(20)에 프리 차지 에너지를 제공하기 위해 제 1 에너지 저장 장치(16)에 명령을 전송한다. 이 에너지는 버스(34)를 통해 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리(18)에 그리고 제 1 에너지 저장 장치(16)에 결합된 전용 프리 차지 회로(36)를 통해 제공된다. 상술한 바와 같이, 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리(18)는 DC 링크(22) 및, 궁극적으로, 제 2 에너지 저장 장치(20)에 제공되는 전압을 부스트시키도록 구성된다. 제 2 에너지 저장 장치(20)가 프리 차지될 때, 차량의 스타트 업을 개시하기 위해 DC 링크(22)를 통해 전기 드라이브(24)의 DC-AC 인버터(26)에 에너지를 제공할 수 있어, 이에 의해, 차량의 스타트 업 시퀀스 절차를 완료할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 컨버터 어셈블리에 의해 수신된 전력의 오직 일부분만이 출력되기 전에 변환 및/또는 처리되기 때문에, 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리(18)는 양방향 DC-DC 부분 전력 컨버터로서 기능하도록 구성되어 에너지 시스템(12)에 연결된다. 일반적으로, 도 1에서, 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리(18)는 제 1 컨버터 섹션(38) 및 제 2 컨버터 섹션(40)을 포함하는 것으로 나타나고, 적어도 하나의 변압기(42)가 또한 컨버터 어셈블리(18)에 포함되어, 제 1 컨버터 섹션(38) 및 제 2 컨버터 섹션(40) 각각의 일부를 형성한다. 변압기(42)는 제 1 컨버터 섹션(38)의 일부를 형성하는 적어도 하나의 1차 권선(44), 및 제 2 컨버터 섹션(40)의 일부를 형성하는 적어도 하나의 2차 권선(46)을 포함한다. 일 실시예에 따라, 양방향 DC-DC 변환기 어셈블리(18)는 따라서 변압기(42)를 포함하는 푸시-풀-타입 컨버터로서 구성될 수 있지만, 부분적 전력 변환을 제공하는 임의의 다른 적합한 DC-DC 컨버터 장치가 이용될 수 있다는 것을 알 수 있다.
부스트 동작 모드에서 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리(18)의 동작 동안, 제 1 컨버터 섹션(38)은 제 1 에너지 저장 장치(16)로부터 전력을 수신하는 "입력 섹션"으로 기능하고, 제 2 컨버터 섹션(40)은 DC 링크(22)에 전력을 제공하는 "출력 섹션"으로 기능한다. 벅 동작 모드에서 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리(18)의 동작 동안, 제 2 컨버터 섹션(40)은 DC 링크(22)로부터 전력을 수신하는 "입력 섹션"으로 기능하고, 제 1 컨버터 섹션(38)은 제 1 에너지 저장 장치(16)에 전력을 제공하는 "출력 섹션"으로 기능한다.
예시적인 실시예에서, 부스트 동작 모드에서 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리(18)의 동작 동안, 제 1 에너지 저장 장치(16)의 DC 전력 출력은 1차 권선(44) 및 2차 권선(46)에 결합된다. 부가적으로, 제 2 컨버터 섹션(40)의 음 단자(48)는 제 1 컨버터 섹션(38)의 양 단자(50)와 직렬로 접속되어, 제 1 에너지 저장 장치(16)에 의해 출력되는 DC 전류의 제 1 부분(Iprocess)(52)은 제 1 컨버터 섹션(38)에 제공되고, 제 1 에너지 저장 장치(16)에 의해 출력되는 DC 전류의 제 2 부분(Iunprocess)(54)은 거의 손실 없이, 즉, 거의 100 % 효율성을 갖고 제 2 컨버터 섹션(40)에 직접적으로 (처리 없이) 제공된다. 제 1 컨버터 섹션(38)과 제 2 컨버터 섹션(40)은 또한 상호 유도 결합된다. 보다 구체적으로, 1차 권선(44)은 2차 권선(46)에 상호 유도 결합된다. 동작에서, 1차 권선(44)을 통해 흐르는 시변 전류는 2차 권선(46)에 걸쳐 전압을 유도한다.
또한, 부스트 동작 모드에서 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리(18)의 동작 동안, 제 1 컨버터 섹션(38)은 제 1 에너지 저장 장치(16)에 의해 생성된 DC 전류의 일부을 추출한다. 더욱이, 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리(18)의 출력 전압(56)(Vs)이 제 1 에너지 저장 장치(16)의 출력 전압(58)(VESD)과 직렬이 되도록 제 2 컨버터 섹션(40)은 제 1 에너지 저장 장치(16)와 직렬로 결합된다. 다시 말해서, 본원에서 VDC link(60)로서 나타나는 DC 링크(22)에 전달되는 전압은, 제 1 에너지 저장 장치 전압(58)(VESD) 및 DC-DC 컨버터 전압(56)(Vs)의 합이다. 게다가, DC 링크(22)에 전달되는 전력은 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리(18)에 의해 처리 및/또는 변환된 전력을 초과한다. 그러므로, 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리(18)에 대한 정력 전력은 DC 링크(22)에 전달되는 모든 전력이 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리(18)에 의해 처리 및/또는 변환된 경우보다 낮을 수 있다. 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리(18)의 정격 전력이 DC 링크(22)에 전달되는 전력보다 낮더라도, 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리(18)은 DC 링크 전류로서 언급되는 IDrive를 제어 할 수 있는 능력을 유지한다.
양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리(18)의 동작이 그것의 부스트 동작 모드에 대하여 상술되었지만, 컨버터 어셈블리(18)는 벅 동작 모드 동안 유사하게 동작한다는 것을 알 수 있다. 즉, 벅 동작 모드에서 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리(18)의 동작 동안, DC 링크(22) 상의 DC 전력(회생 제동 이벤트로 인해 부하(24)로부터 제공된 전력, 즉, 회생 전력)이 2차 권선(46) 및 1차 권선(44)에 결합된다. DC 링크(22) 상의 DC 전류의 제 1 부분이 제 2 컨버터 섹션(40)에 제공 및/또는 이에 의해 추출되고, DC 링크(22) 상의 DC 전류의 제 2 부분이 처리 없이 제 1 컨버터 섹션(38)에 직접적으로 제공되어, 어떠한 손실도 비처리된 제 2 부분에 존재하지 않도록 한다. 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리(18)의 효율성은 벅 모드에서의 동작과 비교하여 부스트 모드에서의 동작 사이에서 달라질 것이라는 점을 또한 알 수 있다.
차량 시스템(10)의 동작 조건에 따라, 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리(18)에 의해 처리된 차동 전력이 달라질 것이다. 이제 도 2를 참조하면, 복수의 상이한 DC 전압 이득(즉, 제 1 에너지 저장 장치 전압에 대한 DC 링크 전압의 비율/차이)을 위해 DC-DC 컨버터 어셈블리(18)에 의해 처리되는 전력의 일부분이 도시되고, 부스트 동작 모드에서의 컨버터의 동작이 예로서 도시된다. 작은 DC 이득을 이용하면, 전력의 제 2 부분, 즉, 전력의 비처리된 부분의 값이 증가되어, 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리(18)에 의해 수신된 전력의 대부분이 처리되지 않고 다른 측[부스트 모드에서는 DC 링크 및 벅 모드에서는 제 1 에너지 저장 장치(16)]에 직접적으로 전달된다는 것이 도 2에서 알 수 있다. 반대로, 큰 DC 이득을 이용하면, 전력의 제 1 부분, 즉, 전력의 처리 부분의 값이 증가되어, 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리(18)에 의해 수신된 전력의 대부분이 벅/부스트된다. 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리(18)에 의해 처리되는 전력의 값/양의 변화에 기초하여, 컨버터 어셈블리(18) (및 전체 차량 시스템 (10))의 전체 효율성이 개선된다.
마일드 하이브리드 전기 차량 시스템의 DC 전압 이득의 예는 DC 전압 이득이 3인 14V/42V 이중 전압 시스템이다. 이 조건에서, 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리(18)에 의해 처리된 전력(즉, 처리된 "제 1 부분")은 70 % 미만이다. DC-DC 컨버터의 고전압측에 놓여지는 울트라 커패시터와 같은 제 2 에너지 저장 장치(20)를 이용하면, 이 전압은 정격 값의 절반으로 감소할 수 있어, DC 이득이 대략 1.5가 되게 한다. 그러므로, 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리(18)에 의해 처리된 전력은 40 % 미만이다. 전체 하이브리드 전기 차량 시스템의 DC 전압 이득의 예는 제 1 에너지 저장 장치 전압이 200-300V 범위이고, 고전압 DC 링크 전압이 200-600V 범위여서, DC 이득이 1 내지 3에서 변하는 시스템이다. 그러므로, 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리(18)는 동작 조건에 따라 0 내지 40 % 정격 전력만을 처리한다. 전력의 나머지(즉, "제 2 부분")은 미처리되어, 거의 100 % 효율성으로 제공되며, 따라서 전체 시스템의 효율성은 개선된다.
이제 도 3 내지 도 5를 참조하면, 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리(18)의 구조가 본 발명의 다수의 실시예들에 따라 더 상세히 도시된다. 도 3 내지 도 5의 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리들(62, 64, 66) 각각에서, 각각의 컨버터 어셈블리의 제 1 컨버터 섹션(38) 및 제 2 컨버터 섹션(40)은 전력 변압기(42)의 권선들(44, 46)을 통해 전류를 총괄하여 제어하는 스위칭 장치(70)로 형성된 스위칭 네트워크(68)을 그 안에 포함한다. 예시적인 실시예에 따라, 스위칭 장치(70)는 그것을 통해서 전류를 제어하기 위해 온 상태 및 오프 상태로 동작할 수 있는 금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터(metal oxide semiconductor field effect transistor; MOSFET)로서 제공된다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 MOSFET로 한정되지 않는다. 예를 들어, 다이오드, 양극성 접합 트랜지스터(bipolar junction transistor; BJT), 및 금속 산화물 반도체 제어 사이리스터(metal oxide semiconductor controlled thyristor; MCT)와 역평행인 절연 게이트 양극성 트랜지스터(insulated gate bipolar transistor; IGBT)와 같은 임의의 적절한 전자 스위치가 이용될 수 있다. 스위칭 장치(및 다이오드)는 실리콘(Si), 탄화 규소(SiC), 질화 갈륨(GaN), 또는 임의의 적합한 와이드 밴드갭(Wide Bandgap; WBG) 물질로 만들어질 수 있다.
도 3의 실시예에 따르면, 제 1 컨버터 섹션(38)과 제 2 컨버터 섹션(40) 각각에서의 스위칭 네트워크(68)는 하프 브리지 회로 토폴로지(72)를 제공하도록 배치된 두 개의 스위칭 장치(70)(예컨대, MOSFET)를 포함하고, 스위칭 장치(70)는 원하는 전력 변환을 제공하도록 제어된다.
도 4의 실시예에 따르면, 제 1 컨버터 섹션(38)에서의 스위칭 네트워크(68)는 하프 브리지 회로 토폴로지(72)를 제공하도록 배치 된 두 개의 스위칭 장치(70)를 포함하지만, 제 2 컨버터 섹션(40)은 풀 브리지 회로 토폴로지(74)를 제공하도록 배치된 네 개의 스위칭 장치(70)를 포함하고, 스위칭 장치(70)는 원하는 전력 변환을 제공하도록 제어된다.
도 5의 실시예에 따르면, 제 1 컨버터 섹션(38)과 제 2 컨버터 섹션(40) 각각에서의 스위칭 네트워크(68)는 풀 브리지 회로 토폴로지(74)를 제공하도록 배치된 네 개의 스위칭 장치(70)를 포함하고, 스위칭 장치(70)는 원하는 전력 변환을 제공하도록 제어된다.
도 3 및 도 4에 더욱 도시된 바와 같이, 제 1 컨버터 섹션(38) 및 제 2 컨버터 섹션(40) 중 하나 또는 양자 모두는 또한 그 개개의 컨버터 섹션에 수신된 DC 전력을 저장 및 해제하는 스위칭 장치(70)(즉, 하프 브리지 회로(72))와 병렬로 배치된 한 쌍의 커패시터(76)를 포함한다. 스위칭 장치(70)의 제어는 커패시터(76)에 의한 DC 전력의 저장 및 해제를 제공하고, DC 전력은 변압기(42)의 1차 권선(44) 또는 2차 권선(46)에 선택적으로 제공된다.
이제 도 6을 참조하고, 도 1 내지 도 5를 계속해서 참조하면, 차량 시스템(10)에서 전력을 전송하기 위한 기술(80)이 본 발명의 실시예에 따라 나타난다. 예시적인 실시예에 따르면, 그 기술(80)은 차량 시스템 제어기(14)를 통해 (부분적으로) 수행되지만, 차량 시스템 제어기(14)로부터 분리된 제어기가 그 기술을 수행하기 위해 대신 이용될 수 있다는 것을 알 수 있다. 기술(80)은 STEP(82)에서 시작하고, 이 STEP(82)에서 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리(18)는 제 1 에너지 저장 장치(16)로부터 DC 링크(22)로 DC 출력 전압을 부스트시키기 위한 부스트 모드, 또는 DC 링크(22)로부터 제 1 에너지 저장 장치(16)로 전압을 벅시키기 위한 벅 모드 중 어느 하나의 모드에서 동작한다. 부스트 모드 또는 벅 모드에서 동작하는지에 대한 결정이 차량의 현재 동작 상태에 기초하여 이루어지고, 즉, 차량이 가속 또는 고속 동작 모드(부스트 모드가 구현됨)에 있는지, 또는 감속 동작 모드(벅 모드가 구현됨)에 있는지에 기초하여 이루어진다.
양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리(18)로 하여금 부스트 모드 또는 벅 모드에서 동작하도록 하는데 있어서, 기술(80)은 제 1 에너지 저장 장치(16)로부터 흐르고 제 1 에너지 자장 장치(16) 내로 흐르는 에너지를 제어하기 위해서, STEP(84)에서 제 1 에너지 저장 장치(16)와 DC 링크(22) 사이의 전압 차이를 결정한다. 이러한 결정은 차량 시스템(10)에 포함된 전압 센서를 통해 DC 링크(22) 및 제 1 에너지 저장 장치(16)로부터 제어기(14)에 의해 수신된 전압 측정에 기초하여 이루어진다. 제 1 에너지 저장 장치(16)와 DC 링크(22) 사이의 전압 차이를 결정한 이후에, 이 기술은 처리(즉, 부스트 또는 벅)될 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리(18)에 의해 수신된 전력의 제 1 부분, 및 미처리 상태로 남을 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리에 의해 수신된 전력의 제 2 부분을 결정함으로써, STEP(86)에서 계속된다. 도 2에 대하여 앞서 나타난 바와 같이, 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리(18)에 의해 처리된 차동 전력은 차량 시스템(10)의 동작 조건에 따라 달라질 것이고, 제 1 에너지 저장 장치(16)와 DC 링크(22) 사이의 전압 이득이 증가함에 따라 처리되는 전력의 부분이 증가한다.
처리될 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리(18)에 의해 수신된 전력의 제 1 부분, 및 미처리 상태로 남을 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리에 의해 수신된 전력의 제 2 부분의 STEP(86)에서의 결정에 기초하여, 기술은 제어기(14)를 이용하여, 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리(18)로 하여금 수신된 전력의 제 1 부분을 처리하고 수신된 전력의 제 2 부분을 미처리된 상태로 남기도록 하는 STEP(88)으로 계속된다. 전력의 제 1 부분을 처리하는데 있어서, 제어기(14)는 제 1 컨버터 섹션(38) 및 제 2 컨버터 섹션(40) 중 하나 또는 양자 모두에서 스위칭 장치(70)의 동작을 제어한다. 예를 들어, 제어기(14)는 스위칭 장치(70)를 형성하는 반도체 장치에 제어/게이팅 신호를 제공할 수 있고, 제어 신호의 듀티 사이클은 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리(18)의 출력 전압을 제어한다. 전력의 제 2 부분을 미처리 상태로 남기는데 있어서, 제어기(14)는 전력의 특정 양/백분위가 처리를 수행하는 제 1/제 2 컨버터 섹션(38, 40)을 바이패스하도록 한다.
제어기(14)를 통해 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리(18)로 하여금 수신된 전력의 제 1 부분을 처리하고 수신된 전력의 제 2 부분을 미처리 상태로 남기도록 하는 것에 이어서, 기술(80)은 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리(18)로부터 처리된 제 1 부분 및 미처리된 제 2 부분을 총괄하여 출력함으로써 STEP(90)에서 완료된다. 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리(18)의 출력은 DC 링크(22)에 제공(부스트 모드에서 동작할 때)되거나, 제 1 에너지 저장 장치에 제공(벅 모드에서 동작할 때)된다.
유리하게, 본 발명의 실시예들은 양쪽 모두의 전력 흐름 방향에서 가변 방식으로 수신된 전력을 처리는 양방향 DC-DC 전력 컨버터를 제공하고, 수신된 전력의 일부분은 처리되지 않고 컨버터의 다른 측에 직접적으로 전달된다. 양방향 DC-대-DC 부분 전력 컨버터는 작은 정격 전력 컨버터(즉, 전체 정격 전력 이하)로서 제공되어, 이들의 부피 및 중량은 전체 정격 전력 컨버터에 비해 감소되고, 이는 더욱 양호한 전력 밀도로 이어진다. 부가적으로, 미처리된 전력의 일부분이 거의 손실없이, 즉, 거의 100 %의 효율성으로 전송되기 때문에, 시스템/컨버터 효율성은 컨버터에 제공된 전력의 일부분을 미처리 상태로 남김으로써 개선된다. 따라서, 컨버터의 효율성은 어떠한 연관된 비용의 증가없이 개선될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 차량 시스템은 DC 링크, DC 링크에 결합되고 DC 링크로부터 에너지를 수신하도록 구성된 부하, DC 전력 출력을 생성하도록 구성된 에너지 저장 장치, 및 에너지 저장 장치와 DC 링크 각각에 결합되고 이들 사이에 위치하는 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리를 포함하고, 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리는 에너지 저장 장치에 결합된 제 1 컨버터 섹션, 및 DC 링크에 결합된 제 2 컨버터 섹션을 포함하고, 제 2 컨버터 섹션은 또한 에너지 저장 장치와 결합된다. 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리는 에너지 저장 장치로부터 부하에 전력을 제공할 때, 에너지 저장 장치의 DC 전력 출력의 제 1 부분을 처리하고, 에너지 저장 장치의 DC 전력 출력의 비처리된 제 2 부분을 제 2 컨버터 섹션에 제공하도록 구성되고, 부하로부터 에너지 저장 장치에 회생 전력을 제공할 때, 부하로부터의 회생 전력의 제 1 부분을 처리하고 부하로부터의 회생 전력의 비처리된 제 2 부분을 제 1 컨버터 섹션에 제공하도록 구성된다.
본 발명의 다른 실시예에 따라, 차량 시스템은 DC 링크, DC 링크에 결합되고 DC 링크로부터 에너지를 수신하도록 구성된 부하, DC 전력 출력을 생성하도록 구성된 에너지 저장 장치, 및 에너지 저장 장치로부터 DC 링크에 DC 전력의 전압을 부스트시키기 위한 부스트 모드 및 DC 링크로부터 에너지 저장 장치에 DC 전력의 전압을 벅시키기 위한 벅 모드에서 선택적으로 동작하도록 구성된 양방향 DC-DC 부분 전력 컨버터를 포함한다. 부스트 모드 및 벅 모드 각각에서 양방향 DC-DC 부분 전력 컨버터의 동작에 있어서, 양방향 DC-DC 부분 전력 컨버터에 의해 수신된 전력의 제 1 부분이 전압을 부스트 또는 벅시키기 위해서 처리되고, 양방향 DC-DC 부분 전력 컨버터에 의해 수신된 전력의 제 2 부분이 비처리된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따라, 에너지 저장 장치, 직류(DC) 링크, 부하, 및 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리를 포함하는 차량 시스템에서 전력을 전송하기 위한 방법이 제공된다. 방법은 에너지 저장 장치의 출력으로부터 DC 링크로 DC 전압을 부스트시키기 위한 부스트 모드, 또는 DC 링크로부터 에너지 저장 장치로 전압을 벅시키기 위한 벅 모드로 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리를 동작시키는 단계를 포함한다. 부스트 모드 또는 벅 모드에서 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리를 동작시키는데 있어서, 방법은 에너지 저장 장치와 DC 링크 사이의 전압 차이를 결정하는 단계, 수신된 전력을 부스트 또는 벅시키기 위해서 처리될 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리에 의해 수신된 전력의 제 1 부분을 결정하는 단계, 미처리된 상태로 남을 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리에 의해 수신된 전력의 제 2 부분을 결정하는 단계, 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리로 하여금 수신된 전력의 제 1 부분을 처리하고 수신된 전력의 제 2 부분을 미처리 상태로 남기도록 하는 단계, 및 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리로부터 처리된 제 1 부분 및 미처리된 제 2 부분을 총괄하여 출력하는 단계를 더 포함한다.
이 서면의 설명은 최적 모드를 비롯한, 본 발명을 개시하고, 또한 임의의 디바이스 또는 시스템을 제조 및 이용하고 임의의 통합된 방법을 수행하는 것을 비롯한, 본 발명을 당업자가 실행할 수 있도록 하는 예들을 이용한다. 본 발명의 특허 가능 범위는 청구항에 의해 정의되고, 당업자에게 발생하는 다른 예들을 포함할 수 있다. 이러한 다른 예들은 이들이 청구항의 문자 언어와 다르지 않은 구조적 요소를 갖거나, 또는 이들이 청구항의 문자 언어와 적은 차이를 갖는 등가의 구조적 요소를 포함하면 청구항의 범위 내에 있는 것으로 의도된다.
본 발명은 오직 한정된 수의 실시예들과 관련되어 상세히 설명되었지만, 본 발명은 개시된 실시예들로 한정되는 것이 아님을 용이하게 이해해야 한다. 오히려, 본 발명은 지금까지 설명하지 않은 다수의 변형, 변경, 대체 또는 등가의 배치를 포함하도록 변경될 수 있지만, 이들은 본 발명의 사상 및 범위에 상응한다. 부가적으로, 본 발명의 다양한 실시예들이 설명되었지만, 본 발명의 양태들은 단지 설명된 실시예들의 일부만을 포함할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 따라서, 본 발명은 전술한 설명에 의해 한정으로 간주되는 것이 아니라, 오직 첨부된 청구항의 범위에 의해서만 한정된다.

Claims (20)

  1. 차량 시스템에 있어서,
    직류(direct current; DC) 링크;
    에너지 저장 장치; 및
    상기 에너지 저장 장치와 상기 DC 링크 사이에 결합된 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리
    를 포함하고,
    상기 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리는,
    상기 에너지 저장 장치에 결합된 제 1 컨버터 섹션, 및
    상기 DC 링크 및 상기 에너지 저장 장치에 결합된 제 2 컨버터 섹션을 포함하고,
    상기 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리는,
    상기 에너지 저장 장치로부터 수신된 전력의 제 1 부분을 처리하고,
    상기 제 2 컨버터 섹션으로 상기 전력의 처리된 제 1 부분 및 전력의 비처리된 제 2 부분을 제공하도록 구성되고,
    상기 전력의 처리된 제 1 부분은 상기 에너지 저장 장치와 상기 DC 링크 사이의 전압 차이에 의해 결정되며, 상기 전력의 비처리된 제 2 부분은 또한 상기 전압 차이에 의해 결정되는 것인, 차량 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 컨버터 섹션 및 상기 제 2 컨버터 섹션은 양 단자 및 음 단자를 각각 포함하고, 상기 제 2 컨버터 섹션의 음 단자는 상기 제 1 컨버터 섹션의 양 단자와 직렬로 연결되는 것인, 차량 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리는 적어도 하나의 변압기를 포함하고, 상기 제 1 컨버터 섹션은 상기 변압기의 1차 권선을 포함하고, 상기 제 2 컨버터 섹션은 상기 변압기의 2차 권선을 포함하는 것인, 차량 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 1차 권선은, 상기 전력의 처리된 제 1 부분을 수신하고, 상기 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리로부터 결합된 전력 출력을 생성하기 위해 상기 전력의 비처리된 제 2 부분과 결합된 상기 2차 권선에 걸쳐 전압을 유도하는 것인, 차량 시스템.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 컨버터 섹션 및 상기 제 2 컨버터 섹션은 상기 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리의 상기 1차 권선 및 상기 2차 권선을 통하는 전류를 제어하기 위해 스위칭 네트워크를 각각 포함하는 것인, 차량 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 스위칭 네트워크는 하프 브리지 회로 또는 풀 브리지 회로를 각각 포함하는 것인, 차량 시스템.
  7. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 컨버터 섹션 및 상기 제 2 컨버터 섹션은 전압 피드 또는 전류 피드 컨버터를 각각 포함하는 것인, 차량 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 전압 차이에 기초하여 상기 제 1 컨버터 섹션 및 상기 제 2 컨버터 섹션의 동작을 제어하도록 구성된 제어기
    를 더 포함하는 차량 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 제어기는, 상기 전압 차이가 증가함에 따라, 상기 전력의 처리된 제 1 부분의 값을 증가시키고, 상기 전력의 비처리된 제 2 부분의 값을 감소시키도록 프로그램되는 것인, 차량 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 DC 링크과 상기 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리 사이에 결합된 제 2 에너지 저장 장치
    를 더 포함하는, 차량 시스템.
  11. 차량 시스템에 있어서,
    직류(DC) 링크;
    에너지 저장 장치;
    상기 에너지 저장 장치와 상기 DC 링크 사이에 결합된 양방향 DC-DC 부분 전력 컨버터; 및
    상기 에너지 저장 장치로부터 상기 DC 링크로 전압을 부스트시키기 위한 부스트 모드, 및 상기 DC 링크로부터 상기 에너지 저장 장치로 전압을 벅(buck)시키기 위한 벅 모드에서 상기 양방향 DC-DC 부분 전력 컨버터를 선택적으로 동작시키도록 구성된 제어기
    를 포함하고,
    상기 제어기는,
    상기 양방향 DC-DC 부분 전력 컨버터에 의해 수신된 전력의 처리된 부분의 값을 결정하고,
    상기 양방향 DC-DC 부분 전력 컨버터에 의해 수신된 전력의 비처리된 부분의 값을 결정하도록 프로그램되고,
    상기 전력의 처리된 부분 및 비처리된 부분의 값들은 상기 에너지 저장 장치 와 상기 DC 링크 사이의 전압 차이에 기초하는 것인, 차량 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 양방향 DC-DC 부분 전력 컨버터는,
    상기 에너지 저장 장치에 결합된 제 1 컨버터 섹션; 및
    상기 DC 링크에 결합된 제 2 컨버터 섹션을 포함하고,
    상기 전력의 비처리된 부분은 상기 제 1 컨버터 섹션 및 상기 제 2 컨버터 섹션 중 하나를 바이패스하는 것인, 차량 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 양방향 DC-DC 부분 전력 컨버터는 적어도 하나의 변압기를 포함하고, 상기 제 1 컨버터 섹션은 상기 변압기의 1차 권선을 포함하고, 상기 제 2 컨버터 섹션은 상기 변압기의 2차 권선을 포함하는 것인, 차량 시스템.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 제 1 컨버터 섹션 및 상기 제 2 컨버터 섹션은 1차 권선 및 2차 권선을 통하는 전류를 제어하기 위해서 스위칭 네트워크를 각각 포함하는 것인, 차량 시스템.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 DC 링크에 결합된 부하
    를 더 포함하는, 차량 시스템.
  16. 에너지 저장 장치, 직류(DC) 링크, 부하, 및 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리를 포함하는 차량 시스템에서 전력을 전송하기 위한 방법에 있어서,
    상기 에너지 저장 장치의 출력으로부터 상기 DC 링크로 DC 전압을 부스트시키기 위한 부스트 모드, 또는 상기 DC 링크로부터 상기 에너지 저장 장치로 전압을 벅시키기 위한 벅 모드에서 상기 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리를 동작시키는 단계
    를 포함하고,
    상기 부스트 모드 또는 상기 벅 모드에서 상기 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리를 동작시키는 단계는,
    상기 에너지 저장 장치와 상기 DC 링크 사이의 전압 차이를 결정하는 단계,
    수신된 전력을 부스트 또는 벅시키기 위해서, 처리될 상기 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리에 의해 수신된 전력의 제 1 부분을 결정하는 단계,
    미처리된 상태로 남을 상기 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리에 의해 수신된 전력의 제 2 부분을 결정하는 단계,
    상기 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리로 하여금 상기 수신된 전력의 상기 제 1 부분을 처리하고 상기 수신된 전력의 상기 제 2 부분을 미처리 상태로 남기도록 하는 단계, 및
    상기 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리로부터 상기 처리된 제 1 부분 및 상기 미처리된 제 2 부분을 총괄하여 출력하는 단계
    를 포함하는 것인, 차량 시스템에서 전력을 전송하기 위한 방법.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리로 하여금 상기 수신된 전력의 제 2 부분을 미처리 상태로 남기도록 하는 단계는, 상기 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리에 의해 수신된 전력의 제 2 부분으로 하여금 상기 양방향 DC-DC 컨버터 어셈블리의 제 1 컨버터 섹션 및 제 2 컨버터 섹션 중 하나를 바이패스하도록 하는 단계를 포함하는 것인, 차량 시스템에서 전력을 전송하기 위한 방법.
  18. 차량 시스템에 있어서,
    직류(direct current; DC) 링크;
    에너지 저장 장치; 및
    상기 에너지 저장 장치와 상기 DC 링크 사이에 결합된 양방향 DC-DC 컨버터
    를 포함하고,
    상기 양방향 DC-DC 컨버터는,
    상기 에너지 저장 장치에 결합된 제 1 컨버터 섹션, 및
    상기 DC 링크 및 상기 에너지 저장 장치에 결합된 제 2 컨버터 섹션을 포함하고,
    상기 양방향 DC-DC 컨버터는,
    상기 DC 링크로부터 수신된 회생 전력(regenerative power)의 제 1 부분을 처리하고,
    상기 제 1 컨버터 섹션으로 상기 회생 전력의 처리된 제 1 부분 및 회생 전력의 비처리된 제 2 부분을 제공하도록 구성되고,
    상기 회생 전력의 처리된 제 1 부분은 상기 에너지 저장 장치와 상기 DC 링크 사이의 전압 차이에 의해 결정되며, 상기 회생 전력의 비처리된 제 2 부분은 또한 상기 전압 차이에 의해 결정되는 것인, 차량 시스템.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 양방향 DC-DC 컨버터는 적어도 하나의 변압기를 포함하고, 상기 제 1 컨버터 섹션은 상기 변압기의 1차 권선을 포함하고, 상기 제 2 컨버터 섹션은 상기 변압기의 2차 권선을 포함하는 것인, 차량 시스템.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 2차 권선은, 상기 회생 전력의 처리된 제 1 부분을 수신하고, 상기 양방향 DC-DC 컨버터로부터 결합된 전력 출력을 생성하기 위해 상기 회생 전력의 비처리된 제 2 부분과 결합된 상기 1차 권선에 걸쳐 전압을 유도하는 것인, 차량 시스템.
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