KR101959498B1 - 풍력 기반 부하 분리 전기 충전 시스템 - Google Patents

풍력 기반 부하 분리 전기 충전 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 부하가 분리된 풍력 기반 충전 유닛(1a, 1b)을 갖는 전력 공급 시스템을 구비한 전기적으로 작동되는 차량에 관한 것이다. 전력 공급 유닛은 AC 부하들을 공급하기 위한 인버터를 구비한 하나 이상의 에너지 저장 장치를 갖는다. 두 개의 그러한 전력 공급 유닛들(PS1, PS2)은 구동 부하를 공급하기 위해 전기 차량 응용에서 사용된다. 중간부(5) 및 출력 결합기를 통해 작동될 때 전력 공급 유닛들은 시스템의 재충전 유닛으로부터의 완전한 분리를 부하에 제공한다. 이로 인해, 에너지 저장 장치들이 넓은 거리 범위에 쓰일 수 있다.

Description

풍력 기반 부하 분리 전기 충전 시스템{WIND BASED LOAD ISOLATED ELECTRICAL CHARGING SYSTEM}
본 발명은 부하로부터 분리되는 풍력 기반 충전 유닛을 구비한 전기적으로 작동되는 전력 공급 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 전기적으로 작동되는 어떠한 시스템에도 이용되어서 에너지 저장 장치를 충전하기 위해 풍력 에너지가 이용되도록 한다. 본 발명은 풍차 및 전기 차량 응용에 관련된다. 본 발명은 특히 원동기(prime mover)가 DC 또는 AC 모터인 차량에 관련된다. 상기 차량은 도로용, 해상용 또는 그의 겸용일 수 있다. 본 발명은 또한 하이브리드형 차량에도 적용가능하다.
명확하고 간결하게 하기 위해, 다음의 설명은 전기 차량, 보다 구체적으로는 원동기가 AC 모터 또는 DC 모터인 이륜차(two wheeler)에 관련하여 주로 언급되고 있다. 이는 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.
전기 차량에서, 견인 출력(traction power)은 에너지 저장 장치, 매우 일반적으로는 한 세트의 배터리로부터 나온다. 전기 차량은 제한된 속도와 제한된 거리 범위로 특징지워진다. 더 높은 속도 및 거리 범위를 달성하기 위해 큰 배터리 팩이 채용되지만, 이는 배터리 비용을 높이고 배터리 적층을 위해 필요한 공간이 커지고 차량 총중량이 증가하는 등 불이익을 야기한다.
전기 차량의 속도 및 거리 범위를 개선하기 위해 다양한 방법이 이용되어 왔다. 여기에는 배터리 팩을 충전하기 위해 차량의 회생 에너지(regenerative energy of the vehicle)를 이용하는 것, 배터리를 충전하는데 태양 에너지 및 풍동(wind tunnel, 風洞) 내에 위치되는 하나 이상의 터빈을 갖는 부피가 큰 풍력 구동 발전기(wind driven generator) 유닛들을 이용하는 것, 또는 상기한 배터리 충전 방법들의 조합을 활용하는 것이 포함된다.
회생 에너지의 이용으로 획득되는 재충전 전력은 부하를 구동하기 위해 배터리에 의해 소비되는 손실을 보상하는데 충분하지 않다. 마찬가지로, 태양 에너지 및 풍동 시스템의 부피가 큰 풍력 발전기를 사용하는 것은 큰 배터리 팩의 재충전 전력 요구 조건 및 상기 시스템을 설치하기 위한 공간 요구 조건때문에 실현가능하지 않은 것으로 항상 판명된다.
재충전 유닛들을 갖는 전기 차량들에 대한, 본 발명과 동일한 발명자에 의한 선행 기술 명세서들 569/CHE/2006, 903/CHE/2008이 참고로 본 명세서에 통합된다. 상기 선행 기술 명세서들에서, 차량 이동 중에 배터리를 재충전하여 부하를 구동할 때 소비된 배터리 에너지를 충전하기 위해 다양한 해결책이 추구되어왔다. 차량의 이동 중에 배터리들의 재충전을 수행할 때, 구동 부하가 풍력 발전기와 같은 재충전 유닛의 출력에 영향을 주고 그에 의해 배터리의 온라인 충전에 영향을 미친다. 차량 속도가 변동하기 때문에 배터리 방전 빈도는 예측할 수 없었다. 가속에 따라, 배터리 에너지가 소모되고, 배터리의 재충전 개시를 위한 한계가 배터리의 임계 전압으로 유지되었다. 부하를 공급하는 배터리가 그 임계 전압까지 소모될 때마다, 재충전 유닛이 충전하기 위해 배터리를 인계받는다. 그 사이에 부하는 이미 충전된 배터리에 연결되어 차량 이동은 중단되지 않는다. 그러나, 예측할 수 없는 부하 변동으로 인해, 배터리의 충전과 방전 사이에 항상 불일치(mismatch)가 있었다. 부하를 통한 배터리들을 방전하는데 드는 시간은 매우 짧은데 반해, 충전 유닛이 배터리들을 충전하는데는 더 긴 시간을 소비한다. 그리고 또한, 충전 유닛이 부하에 의해 직접 영향을 받기 때문에 배터리가 부하로 방전하는 것과 같은 순간에 배터리를 충전하는 것은 매우 어렵다. 이것은 배터리 팩의 온라인 충전으로 원하는 거리 범위를 달성하는데 문제가 되었다.
비교적 간단한 구조에 의해 배터리의 한계를 개선하려는 시도가 이루어졌다. 배터리 충전 전류의 차단을 방지 또는 감소함에 의해서, 그리고 풍력 작동 배터리 충전 시스템을 차량의 구동 부하에서 완전히 분리하여 풍력 작동 배터리 충전 시스템의 작동을 확실히 일정하게 함에 의해서, 배터리로부터의 전류의 인출을 가능한 최소화하는 것이다.
전기 차량의 경우 풍력 발전기는 차량 이동 중에 존재하는 역풍(head wind)에 의해 작동된다. 교통이 혼잡한 지역 내에서 차량이 이동하는 경우에, 차량의 운전자는 풍력 발전기를 사용하면서 차량을 운행할지 또는 풍력 발전기를 사용하지 않으면서 차량을 운행할지 선택권을 갖는다.
명확하고 간결하게 하기 위해서, 다음의 설명에서는 이륜 전기 차량의 전력 공급 유닛 및 에너지 저장 장치로서의 배터리의 경우에 대해 고찰한다. 그러나 연료 전지와 같은 다른 종류의 저장 장치도 사용 가능하다. 전기 차량은 구동 모터, 모터 속도 제어기, 기어(gear) 및 브레이크(brake) 장치, 가속 수단과 같은 일반적인 부품도 갖추고 있다.
부하를 구동하는데 필요한 전력은 2 개 이상의 전력 공급 유닛들로부터 나온다. 속도 및 거리 범위와 같은 부하 요구 조건은 고객이 지정하는 것이며 이를 기반으로 시스템이 설계된다. 이륜차의 경우에, 두 개의 전력 공급 유닛들이 쓰이고, PS1 및 PS2로 지정되어 있다. 각각의 전력 공급 유닛은, 차량에 필요한 거리 범위에 따라, 하나의 배터리 또는 직렬/병렬 또는 그 조합으로 연결된 복수의 배터리들을 갖고 있다. 배터리들 (즉) 에너지 저장 장치는 바람직하게는 동일한 종류와 사양의 것이다. 전력 공급 유닛은 AC 부하에 공급하기 위한 인버터(inverter)를 포함한다. DC 부하들에 대해서는, 인버팅된 출력이 정류되어 부하에 주어지거나, 단순히 출력이 전압 제어기(a voltage controller)를 통해 공급된다. 전력 공급 유닛들 내의 배터리들은 축전지(accumulator) 유닛이 적절한 축전기(condenser) 셋트와 통합되도록 설계되어 있다. 축전지 유닛과 통합된 축전기들의 작용은 풍력 발전기 유닛들로부터 배터리들을 완전히 충전한 이후에 이용 가능한 부동 전압(floating voltage)을 축전기들이 받도록 하는 것이다. 이는 배터리가 빨리 소모되는 것을 방지한다. 전력 공급 유닛 내에 존재하는 인버터 또는 전압 제어기는 부하의 요구들에 기초한 일정하고 안정된 AC 또는 DC 출력을 각각 보장한다.
부하는 중간부(intermediate section) 및 출력 결합기(combiner)를 통해 전력 공급 유닛의 출력에 연결된다. 부하 요구가 PS1과 PS2 간에 분담되도록 시스템이 설계된다. 이러한 부하의 분담은 부하와 연결되는 배터리들의 부분적 방전을 가능하게 한다. 따라서, 배터리들이 완전히 부하가 걸리지 않는다. 이에 따라 배터리 수명이 연장된다. 중간부는 모터에 의해 회전되는 단일 또는 다수의 축들 상에 다수의 접점들을 갖는 특별히 설계된 유닛이며, PS1 또는 PS2 내의 배터리들을 재충전하기 위해 PS1과 PS2 사이에 풍력 발전기 유닛의 출력을 전환한다. 마찬가지로, 중간부는 PS1과 PS2 사이에 부하에 대한 공급도 바꾼다. 두 개의 반 주기들(half cycles) 동안 중간부에서 수행되는 작동은 서로 독립적이고, 이에 의해 풍력 발전기의 성능이 부하의 변동에 영향을 받지 않는다. 이러한 작동 때문에, 전력 공급 유닛들 내의 배터리들은 임계 수준에 도달할 때까지 소모되도록 내버려 두어지지 않는다. 그것들은 중간부에 의해 각각의 반 주기 사이의 갭(gap)에서 재충전 모드로 된다. 출력 결합기는 부하를 구동하기 위해 요구되는 전류를 공급하기 위해 중간부로부터의 출력들을 결합하는 유닛이다. 중간부가 풍력 발전기에 PS1을 연결할 때마다, PS2로부터의 출력이 결합기에 주어진다. 마찬가지로, PS2가 풍력 발전기에 연결될 때마다, PS1으로부터의 출력이 결합기에 주어진다. 이러한 전환은 PS1와 PS2로부터의 출력이 결합기에서 항상 이용될 수 있는 빈도로 일어난다. 결합기는 완전 부하 요구(full load requirements)가 어떤 순간에도 항상 만족되도록 작동한다. 부하 및 재충전 유닛들은 서로 간섭하지 않고 독립적으로 작동하도록 되어 있다. 이러한 방식으로, 차량의 거리 범위가 크게 향상된다. 풍력 발전기 유닛, 전력 공급 유닛(PS1, PS2, ....), 중간부, 출력 결합기에 의해 차량의 전력 공급 시스템이 이루어진다. 본 명세서에 재충전 유닛은 풍력 발전기(들) 및 충전 유닛에 대한 동의어로 사용된다.
이 시스템은 풍력 발전기를 쓰지 않고 혼잡한 지역에서 차량이 이동하는 상황에서도 매우 유용하다. 이는 차량 이동 중의 어느 시점에서도 배터리들에 완전히 부하가 걸리지 않는다는 사실에 기인한다. 이는 또한 넓은 거리 범위까지 차량을 운전할 수 있게 한다. 전력 공급 유닛들 내의 배터리들이 완전히 소모된 이후일지라도, 본 발명자의 이전 명세서들에서 개시한, 차량내 배터리 적층을 위한 모듈식 서랍(modular drawer)같은 장치 덕분에 배터리 교체는 매우 간단하고 쉽다. 그 장치가 플러그(plug)와 소켓(socket) 장치이며 사고에 견딜 수 있기 때문이다.
전력 공급 시스템의 제2 실시예에서는 에너지 저장 장치들을 재충전하기 위해 한 세트의 풍력 발전기가 이용된다. 풍력 발전기들 중 하나는 다른 풍력 발전기가 자유롭게 회전하는 동안 어떠한 순간에도 전력 공급 유닛들(PS1 또는 PS2)을 재충전한다. 이를 통해, 단일의 풍력 발전기에만 계속적으로 부하가 걸리는 것이 방지된다. 중간부는 풍력 발전기 유닛들을 연결하되, 어떤 순간에도 에너지 저장 장치들의 병렬 결합에 대한 재충전이 일어나도록 하는 방식으로 연결한다. 동시에, 중간부는 에너지 저장 장치들의 직렬 결합을 전압 제어기를 통해 구동 모터 (즉) 부하에 연결한다. 에너지 저장 장치들의 병렬 및 직렬 결합은 중간부의 매 반 주기 동안 이루어진다. 마찬가지로, 풍력 발전기들 사이의 재충전의 전환이 매 반 주기 동안 이루어진다. 부하는 결합기를 통해 방해받지 않은 전압 공급을 받는다.
교통 혼잡 지역에서 이동하는 차량에서는 속도가 제한되고 풍력 발전기는 충분한 역풍의 부족으로 인해 그 목적에 따라 쓰이지 못할 수 있다. 따라서, 차량은 풍력 발전기 유닛 없이 또는 풍력 발전기(들)를 이용하지 않으면서 전력 공급 시스템을 사용하게 된다. 제1 실시예에서는, 재충전 유닛이 사용 중이지 않을 때, 바이패스 스위치(bypass switch)가 작동되어 PS1와 PS2가 병렬이 되도록 한다. 중간부는 스위치가 꺼진 채로 있는다. 배터리들에 완전히 부하가 걸리지 않고, 차량 이동 중의 어느 시점에서도 PS1과 PS2 사이에서 부하가 분담된다는 사실 덕분에, 이 시스템은 상기 상황에서도 매우 유용하게 쓰일 수 있다. 제2 실시예에서는, 재충전 회로가 사용 중이지 않을 때, 바이패스 스위치가 사용되어 PS1과 PS2가 병렬이 되도록 한다. 이 실시예에서, PS1 및 PS2 내의 배터리들의 직렬 및 병렬 구성들은 중간부를 통해 이루어진다. 중간부는 하나의 축에 "잠궈서 고정시키는(lock and pin)" 장치를 갖는데, 그 장치의 조작에 의해 축의 접점을 전환하여 배터리들의 직렬 구성을 그에 연결시킨다. 이제 바이패스 스위치의 옵션을 사용하여 PS1와 PS2가 병렬이 될 수 있고, 중간부는 공전 상태(idle)로 유지된다. 배터리들의 상기 결합들은 (DC 구동 모터들의 경우에 사용되는) 전압 제어기에 연결된다. 방전된 배터리 유닛들은 배터리 재충전 스테이션(station)으로부터의 배터리 저장 모듈의 플러그 및 소켓 장치를 이용하여 쉽게 교체될 수 있다. 이는 교통 혼잡 지역 내의 거리를 커버하고 차량을 운행하게 한다.
부하로부터 완전 분리되는 풍력 기반 재충전 유닛을 갖는 전력 공급 시스템의 작동 방법은 다음의 단계를 포함한다. 즉, 이 방법은 작동의 첫 번째 반 주기에서, PS1으로부터의 출력이 구동 모터의 입력에 연결되고, 동시에, PS2의 입력이 재충전을 위해 풍력 발전기의 출력에 연결되며, 다음 반 주기에서, PS1의 입력이 재충전을 위해 풍력 발전기의 출력에 연결되고, 동시에, PS2로부터의 출력이 구동 모터에 연결되어 재충전 시스템과 구동 모터의 완전한 분리가 유지되는 방식으로 중간부를 작동시키는 단계와, 중간부에서의 전환으로 인한 중단을 방지하도록 결합기에서 PS1 및 PS2로부터의 공급을 결합하는 단계를 포함한다.
이 시스템은 보트에 전력을 공급하는데 매우 유용하다. 해상에서는 거대한 풍력 에너지를 이용할 수 있기 때문이다.
전력 공급 시스템의 다른 실시예는 커패시터 뱅크들(capacitor banks)이 전력 공급 시스템 내의 배터리 모듈들을 완전히 대체하는 것이다. 이는 풍력 발전기들에서 발생되는 전압이 중간부를 통해 그리드(grid)로 직접 공급되는 것을 가능하게 한다. 중간부는 부하를 풍력 발전기들로부터 완전히 분리하여 풍력 발전기들의 성능이 부하 변동에 의해 영향을 받지 않는다. 이것은 풍차에 쉽게 적응할 수 있고, 또한 거대한 날개 및 설치(mounting) 구조를 피함으로써 풍차의 건설을 간단하게 한다. 풍력 작동 충전 유닛을 구비한 이 전력 공급 시스템은 또한 가전 제품 등에 전력을 공급하기 위한 가정용 전력 공급 시스템으로 매우 쉽게 적용될 수 있다.
도 1은 이륜차에 내장된 단일 풍력 발전기를 구비한 전력 공급 시스템을 도시하는 도면.
도 2는 사륜차에 내장된 두 개의 풍력 발전기를 구비한 전력 공급 시스템을 도시하는 도면.
이륜차에 대한 도 1에서의 풍력 발전기(1)는 착탈 가능하게 장착되며, 차량 이동 중에 존재하는 역풍이 그것의 정격 속도(rated speed)로 발전기를 작동시키도록 역풍을 마주하며 차량에 적절히 위치된다. 도시된 실시예에서는, 팬(fan)을 구비한 풍력 발전기는 도시된 바와 같이 차량의 앞 부분에 위치된다. 마찬가지로, 중형(medium) 또는 대형(heavy) 차량들의 경우에도, 풍력 발전기들이 최대한 역풍을 마주하게 적절하게 위치된다. 차량 설계에 따라 풍력 발전기들에 대한 다른 대안적인 위치지정이 또한 가능하다.
전력 공급 유닛들은 플러그와 소켓 연결들을 갖는 모듈식 서랍에 배치되는 직렬 및/또는 병렬 결합들인 배터리들(2)을 갖는다. 인버터들(3)은, 중간부(5)를 통해, AC 부하에 공급하기 위한 배터리에 연결되거나, DC 부하에 공급하기 위한 정류기(4)와 결합된다. 억제 축전기들(suppresor condensers, 9)은 중간부의 브러시(brush)에서 일어날 수 있는 스파크(spark)를 억제하기 위해 사용된다. 중간부의 동작 주기는 다음과 같다. 제1 반 주기 동안은, 중간부(5)는 부하에 공급을 위해 PS1의 출력을 결합기에 연결하고, PS2의 배터리를 재충전하기 위해 풍력 발전기 유닛으로부터의 입력을 연결한다. 제2 반 주기 동안은, 반대의 경우가 일어나는데, 즉, PS2의 출력이 부하에 연결되고, 풍력 발전기 유닛으로부터의 입력이 재충전을 위해 PS1의 배터리에 연결된다. 두 반 주기들 동안, 부하와 풍력 발전기는 연결되지 않고, 서로 완전히 분리되어 있다. 중간부의 접점 부재들(5a 및 5b)이 각각 부하에 PS1을, 그리고 풍력 발전기에 PS2를 연결함을 볼 수 있다. 상기 접점 부재들의 위치는, 5a가 풍력 발전기에 PS1을 연결하고 5b가 부하에 PS2를 연결하도록 변경된다. 중간부의 낮은 분당 회전수(rpm)에서, 출력 전압의 깜빡거림(flickering)이 발생하는데 반해, 중간부의 축 분당 회전수를 증가시킴으로써 깜빡거림이 사라진다. 깜빡거림이 사라지는 분당 회전수는 중간부의 정격 분당 회전수로 정해진다. 중간부는 전자 기계식(electro-mechanical) 또는 전자식(electronic) 유닛으로 설계될 수 있다. 결합기(6)는 한 세트의 축전기이며 중간부가 작동하는 동안 PS1과 PS2로부터 전력 공급을 받는다. 결합기에 의해 어떠한 중단도 없는 부하에 대한 지속적인 공급 흐름이 보장된다. 모터 속도 제어기(7)는 구동 모터(8)의 작동을 제어하는데 사용된다. 풍력 발전기의 전압 조정기(10)는 PS1 또는 PS2 내의 배터리들이 충분히 충전된 때마다, 풍력 발전기로부터 PS1 또는 PS2로의 공급을 자르도록 작동된다. 이는 발전기들에 계속적으로 부하가 걸리는 것을 방지한다. 교통 혼잡 지역에서 차량을 사용하는 동안에 풍력 발전기는 재충전에 도움이 되지 않을 수 있다. 따라서, 그것은 차량에서 분리될 수 있다. 바이패스 스위치(11)를 작동시킴으로써, 전력 공급 유닛들이 병렬이 되어 부하에 연결된다. PS1 및 PS2의 소모된 배터리들은 차량 내 배터리 저장 모듈들의 플러그 및 소켓 장치를 통해 어떠한 배터리 공급 스테이션에서도 쉽게 교체된다.
도 2에는 전력 공급 유닛들(PS1 및 PS2)의 재충전이 두 개의 풍력 발전기(1a 및 1b)에 의해 분담되는 시스템이 도시된다. 풍력 발전기들(1a 및 1b)는 착탈 가능하게 설치되고, 역풍을 마주하며 적절히 위치된다. 어떠한 순간에도 풍력 발전기들 중의 하나는 전력 공급 유닛들을 재충전하는데 쓰이고 있다. 이 실시예에서 전력 공급 유닛 PS1은 배터리 세트(2a) 및 전압 제어기(2c)와 관련하고 있다. 유사하게, 전력 공급 유닛 PS2는 배터리 세트(2b) 및 전압 제어기(2c)와 관련하고 있다. 중간부(5)는, 중간부의 작동의 하나의 반 주기 동안에, PS1 내의 배터리 유닛들(2a)이 접점 부재(5a)들에 의해 병렬이 되어서 재충전을 위해 5c를 통해 풍력 발전기(1a)에 연결되도록 설계되어 있다. 동시에, 풍력 발전기(1b)가 휴지 모드에서 자유롭게 회전하는 동안, PS2 내의 배터리 유닛들(2b)은 5b를 통해 직렬로 연결되어 구동 모터에 공급한다.
제2 반 주기에서, PS1 내의 배터리들(2a)은 5b를 통해 직렬로 연결되어 구동 모터(8)에 공급하며, 동시에, PS2 내의 배터리들은 5a를 통해 병렬로 되어 풍력 발전기(1b)로부터 재충전 전압을 받고, 한편 풍력 발전기(1a)는 휴지 모드이고 자유롭게 회전한다. 이러한 작동으로 풍력 발전기들에 계속적으로 부하가 걸리지 않는다. 중간부에서의 접점들이 도 2에 도시된다. 축들은 중간부에서 모터에 의해 공통으로 구동되어 일치하게 회전하도록 제작된다. 각각의 접점 부재들(5a, 5b, 5c)은 그들에 연결된 극성 및 극성을 분리하기 위한 절연부를 갖는 전도성 재료로 제작된다. 직렬 연결되는 전력 공급 유닛들(PS1 또는 PS2)은 전압 제어기(2c)를 통해 구동 모터에 공급한다. 축들 중 하나에 "잠궈서 고정시키는" 장치(14)가 구비되어 있다. 이 장치는 수동으로 작동될 때 배터리들을 직렬 구성으로 그것에 연결시킨다. 바이패스 스위치가 PS1 및 PS2 모두를 병렬로 하여 전압 제어기를 통해 부하에 연결하는데 이용될 수 있다. 바이패스 스위치가 사용될 때, 중간부는 또한 작동되지 않는다. 그것은 오직 공전 상태 접점으로만 기능한다..
기어 및 브레이크 장치, 가속 수단, 등과 같은 임의의 알려진 전기 차량의 구성요소들도 상기에서 기술된 차량에 이용 가능하다.
본 발명이 본 명세서에 개시된 구조를 참조하여 기술되었으나, 본 발명은 제시된 세부사항들에 국한되지 않고, 본 출원은 첨부된 청구항의 범위 및 개선의 취지에 있는 한 임의의 수정 또는 변경을 포함하는 것을 의도한다.

Claims (21)

  1. 전기 차량의 전기 구동 모터를 포함하는 부하를 구동하는 전기 에너지를 공급하기 위한 전기 차량용 전기 추진 시스템에 있어서,
    적어도 제 1 및 제 2 전력 공급 유닛를 포함하고, 각각의 전력 공급 유닛은 입력과 출력을 가지며, 각각의 전력 공급 유닛은 작동 전 초기에 충전되어 있고 상기 입력과 출력 사이에서 직렬 또는 병렬로 연결되어 상기 출력에서 전기 에너지를 생산하는 에너지 저장 장치들을 포함하며, 에너지 저장 장치들의 방전에 의해 전기 차량의 구동 거리 범위가 결정되는, 전력 공급 시스템;
    발전기 출력을 가지며, 바람에 의해 힘을 받아 재충전 모드에서 발전기 출력에서 전기 에너지를 생산하며, 자유롭게 회전하는 동안 상기 발전기 출력에서 전기 에너지를 생산하지 않는 휴지 모드를 갖는 풍력 발전기;
    상기 구동 모터에 연결되며 상기 제 1 및 제 2 전력 공급 유닛 중 하나로부터 전기 에너지를 공급받아 구동 모터로의 중단없이 지속적인 전력 공급 흐름을 보장하는 결합기; 및
    제 1 사이클 동안에, 제 1 전력 공급 유닛의 에너지 저장 장치들을 직렬로 휴지 모드에서의 풍력 발전기와 연결하고, 전기 에너지를 전기 구동 모터에 공급하기 위해 제 1 전력 공급 유닛의 출력을 결합기에 연결하며, 동시에 제 2 전력 공급 유닛의 에너지 저장 장치들을 재충전하기 위해 제 2 전력 공급 유닛의 에너지 저장 장치들을 병렬로 풍력 발전기에 연결하도록 구성되고,
    제 2 사이클 동안에, 제 2 전력 공급 유닛의 에너지 저장 장치들을 직렬로 휴지 모드에서의 풍력 발전기와 연결하고, 전기 에너지를 전기 구동 모터에 공급하기 위해 제 2 전력 공급 유닛의 출력을 결합기에 연결하며, 동시에 제 1 전력 공급 유닛의 에너지 저장 장치들을 재충전하기 위해 제 1 전력 공급 유닛의 에너지 저장 장치들을 병렬로 풍력 발전기에 연결하도록 구성되는,
    중간부;를 포함하여,
    재충전하는 회로와 차량 구동 부하 사이에 전기적 분리가 유지되는,
    전기 차량용 전기 추진 시스템.
  2. 삭제
  3. 전기 차량의 전기 구동 모터를 포함하는 부하를 구동하는 전기 에너지를 공급하기 위한 전기 차량용 전기 추진 시스템에 있어서,
    적어도 제 1 및 제 2 전력 공급 유닛를 포함하고, 각각의 전력 공급 유닛은 입력과 출력을 가지며, 각각의 전력 공급 유닛은 작동 전 초기에 충전되어 있고 상기 입력과 출력 사이에 연결되어 상기 출력에서 전기 에너지를 생산하는 한 세트의 에너지 저장 장치들을 포함하며, 한 세트의 에너지 저장 장치들의 방전에 의해 전기 차량의 구동 거리 범위가 결정되는, 전력 공급 시스템;
    제 1 및 제 2 풍력 발전기로서, 각각 발전기 출력을 가지며, 발전기 출력에서 전기 에너지를 생산하는 재충전 모드와 자유롭게 회전하는 동안 상기 발전기 출력에서 전기 에너지를 생산하지 않는 휴지 모드를 가지며, 제 1 풍력 발전기의 발전기 출력은 제 1 전력 공급 유닛의 입력에 연결되고 제 2 풍력 발전기의 발전기 출력은 제 2 전력 공급 유닛의 입력에 연결되는, 제 1 및 제 2 풍력 발전기;
    상기 구동 모터에 연결되며 상기 제 1 및 제 2 전력 공급 유닛 중 하나로부터 전기 에너지를 공급받아 구동 모터로의 중단없이 지속적인 전력 공급 흐름을 보장하는 결합기; 및
    제 1 사이클 동안에, 제 1 및 제 2 전력 공급 유닛 중 하나의 전력 공급 유닛의 에너지 저장 장치들을 직렬로 설정하여 휴지 모드에서의 제 1 풍력 발전기와 연결하고, 전기 에너지를 전기 구동 모터에 공급하기 위해 상기 하나의 전력 공급 유닛의 전기적 출력을 결합기에 연결하며, 동시에 제 1 및 제 2 전력 공급 유닛 중 나머지 하나의 전력 공급 유닛의 에너지 저장 장치들을 병렬로 설정하여 재충전 모드로 설정된 제 2 풍력 발전기와 연결하여 재충전하도록 구성되고,
    제 2 사이클 동안에, 제 1 및 제 2 전력 공급 유닛 중 상기 나머지 하나의 전력 공급 유닛의 에너지 저장 장치들을 직렬로 설정하여 휴지 모드에서의 제 2 풍력 발전기와 연결하고, 전기 에너지를 전기 구동 모터에 공급하기 위해 상기 나머지 하나의 전력 공급 유닛의 전기적 출력을 결합기에 연결하며, 동시에 제 1 및 제 2 전력 공급 유닛 중 상기 하나의 전력 공급 유닛의 에너지 저장 장치들을 병렬로 설정하여 재충전 모드로 설정된 제 1 풍력 발전기와 연결하여 재충전하도록 구성되는,
    중간부;를 포함하여,
    에너지 저장 장치들의 재충전과 부하 사이에 완전한 전기적 분리가 유지되는,
    전기 차량용 전기 추진 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 중간부는 제 1 및 제 2 축을 포함하고;
    제 1 축은 한 세트의 에너지 저장 장치들에 전기적으로 연결되고;
    제 2 축은 나머지 한 세트의 에너지 저장 장치들에 전기적으로 연결되고; 및
    적어도 하나의 축은 상기 적어도 하나의 축에 연결되는 에너지 저장 장치들을 전기적 직렬로 설정하는, 잠궈서 고정시키는(lock and pin) 장치를 포함하는,
    전기 차량용 전기 추진 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    각각의 전력 공급 유닛의 에너지 저장 장치들을 전기적 병렬로 절환시키는 바이패스 스위치를 포함하는,
    전기 차량용 전기 추진 시스템.
  6. 청구항 1에 있어서, 상
    상기 중간부는 전자 기계식 또는 전자식인,
    전기 차량용 전기 추진 시스템.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 중간부는 상기 전력 공급 유닛들로부터의 출력 및 상기 풍력 발전기로부터의 입력이 연결되는 두 개 이상의 접속 부재들을 갖는,
    전기 차량용 전기 추진 시스템.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 접속 부재들은 극성들 사이의 절연물로 분리되는 전도성 재료로 제작되고, 모터에 의해 구동되는 공통의 또는 서로 다른 축 상에 배열되는,
    전기 차량용 전기 추진 시스템.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 풍력 발전기가 전력 공급 시스템으로부터 분리되거나 또는 전기 차량으로부터 완전히 제거 또는 분리될 수 있는,
    전기 차량용 전기 추진 시스템.
  10. 청구항 3에 있어서,
    상기 풍력 발전기들 중 적어도 하나가 전력 공급 시스템으로부터 분리되거나 또는 전기 차량으로부터 완전히 제거 또는 분리될 수 있는,
    전기 차량용 전기 추진 시스템.
  11. 전기 구동 모터를 위한 전력 공급 시스템으로서,
    적어도 제 1 및 제 2 전력 공급 유닛으로서, 각각의 전력 공급 유닛은 입력과 출력을 가지며, 각각의 전력 공급 유닛은 작동 전 초기에 충전되어 있고 상기 입력과 출력 사이에서 직렬 또는 병렬로 연결되어 상기 출력에서 전기 에너지를 생산하는 에너지 저장 장치들을 포함하며, 에너지 저장 장치들의 방전에 의해 전기 차량의 구동 거리 범위가 결정되는, 적어도 제 1 및 제 2 전력 공급 유닛들;
    발전기 출력을 가지며, 바람에 의해 힘을 받아 재충전 모드에서 발전기 출력에서 전기 에너지를 생산하며, 자유롭게 회전하는 동안 상기 발전기 출력에서 전기 에너지를 생산하지 않는 휴지 모드를 갖는 풍력 발전기;
    상기 구동 모터에 연결되며 상기 제 1 및 제 2 전력 공급 유닛 중 하나로부터 전기 에너지를 공급받아 구동 모터로의 중단없이 지속적인 전력 공급 흐름을 보장하는 결합기; 및
    제 1 사이클 동안에, 제 1 전력 공급 유닛의 에너지 저장 장치들을 직렬로 휴지 모드에서의 풍력 발전기와 연결하고, 전기 에너지를 전기 구동 모터에 공급하기 위해 제 1 전력 공급 유닛의 출력을 결합기에 연결하며, 동시에 제 2 전력 공급 유닛의 에너지 저장 장치들을 재충전하기 위해 제 2 전력 공급 유닛의 에너지 저장 장치들을 병렬로 풍력 발전기에 연결하도록 구성되고,
    제 2 사이클 동안에, 제 2 전력 공급 유닛의 에너지 저장 장치들을 직렬로 휴지 모드에서의 풍력 발전기와 연결하고, 전기 에너지를 전기 구동 모터에 공급하기 위해 제 2 전력 공급 유닛의 출력을 결합기에 연결하며, 동시에 제 1 전력 공급 유닛의 에너지 저장 장치들을 재충전하기 위해 제 1 전력 공급 유닛의 에너지 저장 장치들을 병렬로 풍력 발전기에 연결하도록 구성되는,
    중간부;
    를 포함하여,
    각 사이클 동안 에너지 저장 장치들의 재충전과 구동 모터 사이에 전기적 분리가 유지되는,
    전기 구동 모터를 위한 전력 공급 시스템.
  12. 전기 구동 모터를 위한 전력 공급 시스템으로서,
    각각이 입력과 출력, 그리고 작동 전 초기에 충전되어 있고 상기 입력과 출력 사이에서 직렬 또는 병렬로 연결되는 에너지 저장 장치들을 가지며, 상기 에너지 저장 장치들의 세트의 방전에 의해 전기 차량의 구동 거리 범위가 결정되는, 전력 공급 유닛들;
    전기 구동 모터에 연결되며 제 1 및 제 2 전력 공급 유닛 중 하나로부터 전기 에너지를 공급받아 구동 모터로의 중단없이 지속적인 전력 공급 흐름을 보장하는 결합기;
    제 1 및 제 2 풍력 발전기로서, 각각 발전기 출력을 가지며, 발전기 출력에서 전기 에너지를 생산하는 재충전 모드와 자유롭게 회전하는 동안 상기 발전기 출력에서 전기 에너지를 생산하지 않는 휴지 모드를 가지며, 제 1 풍력 발전기의 발전기 출력은 제 1 전력 공급 유닛의 입력에 연결되고 제 2 풍력 발전기의 발전기 출력은 제 2 전력 공급 유닛의 입력에 연결되는, 제 1 및 제 2 풍력 발전기; 및
    작동의 제 1 사이클 동안에, 제 1 및 제 2 전력 공급 유닛 중 하나의 전력 공급 유닛의 에너지 저장 장치들을 병렬로 설정하여 재충전을 위하여 풍력 발전기와 연결하고, 동시에 제 1 및 제 2 전력 공급 유닛 중 나머지 하나의 전력 공급 유닛의 에너지 저장 장치들을 직렬로 설정하여 제 1 및 제 2 전력 공급 유닛 중 상기 나머지 하나의 전력 공급 유닛의 입력에서 휴지 모드에 있는 풍력 발전기와 연결하고, 제 1 및 제 2 전력 공급 유닛 중 상기 나머지 하나의 전력 공급 유닛의 출력을 전기 구동 모터에 전기 에너지를 공급하기 위해 결합기에 연결하도록 구성되고,
    작동의 제 2 사이클 동안에, 제 1 및 제 2 전력 공급 유닛 중 상기 나머지 하나의 전력 공급 유닛의 에너지 저장 장치들을 병렬로 설정하여 재충전을 위하여 풍력 발전기와 연결하고, 동시에 제 1 및 제 2 전력 공급 유닛 중 상기 하나의 전력 공급 유닛의 에너지 저장 장치들을 직렬로 설정하여 제 1 및 제 2 전력 공급 유닛 중 상기 하나의 전력 공급 유닛의 입력에서 휴지 모드에 있는 풍력 발전기와 연결하고, 제 1 및 제 2 전력 공급 유닛 중 상기 하나의 전력 공급 유닛의 출력을 전기 구동 모터에 전기 에너지를 공급하기 위해 결합기에 연결하도록 구성되는,
    중간부;를 포함하여,
    각 사이클에서 에너지 저장 장치들의 재충전과 차량의 부하 사이에 완전한 전기적 분리가 유지되는,
    전기 구동 모터를 위한 전력 공급 시스템.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 결합기는 상기 구동 모터에 요구되는 전류를 공급하기 위해, 매 사이클 동안에 받게 되는 상기 중간부로부터의 출력들을 결합하도록 배열되는 축전기들(condensers) 또는 울트라 커패시터들(ultra capacitors)을 포함하는,
    전기 구동 모터를 위한 전력 공급 시스템.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 중간부는 전자 기계식 또는 전자식인,
    전기 구동 모터를 위한 전력 공급 시스템.
  15. 청구항 12에 있어서,
    상기 중간부는 상기 전력 공급 유닛들로부터의 출력 및 상기 풍력 발전기로부터의 입력이 연결되는 두 개 이상의 접속 부재들을 갖는,
    전기 구동 모터를 위한 전력 공급 시스템.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 접속 부재들은 극성들 사이의 절연물로 분리되는 전도성 재료로 제작되고, 모터에 의해 구동되는 공통의 또는 서로 다른 축 상에 배열되는,
    전기 구동 모터를 위한 전력 공급 시스템.
  17. 청구항 15에 있어서,
    상기 에너지 저장 장치들은 상기 풍력 발전기에 의한 배터리들의 완전한 충전 이후에 부동 전압(floating voltage)을 받도록 통합된 축전기를 구비한 배터리들인,
    전기 구동 모터를 위한 전력 공급 시스템.
  18. 청구항 11 또는 12 중 하나의 전력 공급 시스템을 포함하는 풍차.
  19. 전기 구동 모터를 포함하는 부하를 위한 전력 공급 시스템을 작동하기 위한 방법으로서, 상기 전력 공급 시스템은 제 1 및 제 2 전력 공급 유닛들과, 상기 전력 공급 유닛들을 재충전하기 위한 것으로 휴지 모드와 재충전 모드를 갖는 풍력 발전기를 포함하는 재충전 시스템과, 결합기를 포함하며, 상기 전력 공급 유닛들은 작동 전 초기에 충전되어 있고, 상기 전력 공급 유닛들의 방전에 의해 전기 차량의 구동 거리 범위가 결정되며,

    상기 전력 공급 시스템의 전력 공급 유닛들과 전기 구동 모터 사이를 연결하는 중간부를 작동시키되, 작동의 제 1 사이클에서는, 제 1 전력 공급 유닛의 에너지 저장 장치들을 직렬로 휴지 모드에서의 풍력 발전기와 연결하고, 전기 에너지를 전기 구동 모터에 공급하기 위해 제 1 전력 공급 유닛의 출력을 결합기에 연결하며, 동시에 제 2 전력 공급 유닛의 에너지 저장 장치들을 재충전하기 위해 제 2 전력 공급 유닛의 에너지 저장 장치들을 병렬로 풍력 발전기에 연결하도록 하고, 작동의 제 2 사이클에서는, 제 2 전력 공급 유닛의 에너지 저장 장치들을 직렬로 휴지 모드에서의 풍력 발전기와 연결하고, 전기 에너지를 전기 구동 모터에 공급하기 위해 제 2 전력 공급 유닛의 출력을 결합기에 연결하며, 동시에 제 1 전력 공급 유닛의 에너지 저장 장치들을 재충전하기 위해 제 1 전력 공급 유닛의 에너지 저장 장치들을 병렬로 풍력 발전기에 연결하도록 작동시킴;
    사이클 동안에 재충전 시스템과 부하 사이의 전기적 분리를 유지함; 및
    전기 구동 모터가 제 1 및 제 2 전력 공급 유닛 중 하나로부터 전기 에너지를 공급받아서 중간부에서의 전환에 따른 전력 공급 중단이 없도록 상기 전기 구동 모터에 연결된 결합기에서 제 1 및 제 2 전력 공급 유닛의 출력을 결합함,
    을 포함하는 전력 공급 시스템을 작동하기 위한 방법.
  20. 전기 구동 모터를 포함하는 부하를 위한 전력 공급 시스템을 작동하기 위한 방법으로서, 상기 전력 공급 시스템은 직렬 및 병렬로 연결될 수 있는 에너지 저장 장치들을 각각 포함하는 제 1 및 제 2 전력 공급 유닛들과, 상기 제 1 및 제 2 전력 공급 유닛들을 각각 재충전하기 위한 제 1 및 제 2 풍력 발전기로 구성되는 재충전 시스템을 포함하고, 상기 전력 공급 유닛들의 에너지 저장 장치들은 작동 전 초기에 충전되어 있고, 상기 에너지 저장 장치들 방전에 의해 전기 차량의 구동 거리 범위가 결정되며,

    상기 전력 공급 시스템의 전력 공급 유닛들과 전기 구동 모터 사이를 연결하는 중간부를 작동시키되, 작동의 제 1 사이클 동안에는, 제 1 및 제 2 전력 공급 유닛 중 하나의 전력 공급 유닛의 에너지 저장 장치들을 병렬 구성으로 설정하여 재충전을 위하여 상기 하나의 전력 공급 유닛의 입력을 제 1 풍력 발전기의 출력에 연결하고, 동시에 제 1 및 제 2 전력 공급 유닛 중 나머지 하나의 전력 공급 유닛의 에너지 저장 장치들을 직렬 구성으로 설정하여 제 2 풍력 발전기의 자유 회전이 유지되는 동안에 제 1 및 제 2 전력 공급 유닛 중 상기 나머지 하나의 전력 공급 유닛의 출력이 부하에 연결되도록 하며, 작동의 제 2 사이클 동안에는, 제 1 및 제 2 전력 공급 유닛 중 상기 나머지 하나의 전력 공급 유닛의 에너지 저장 장치들을 병렬 구성으로 설정하여 재충전을 위하여 상기 나머지 하나의 전력 공급 유닛의 입력을 제 2 풍력 발전기의 출력에 연결하고, 동시에 제 1 및 제 2 전력 공급 유닛 중 상기 하나의 전력 공급 유닛의 에너지 저장 장치들을 직렬 구성으로 설정하여 제 1 풍력 발전기의 자유 회전이 유지되는 동안에 제 1 및 제 2 전력 공급 유닛 중 상기 하나의 전력 공급 유닛의 출력이 부하에 연결되도록 작동시킴;
    각 작동 사이클 동안에 재충전 시스템과 부하 사이의 전기적 분리를 유지함; 및
    중간부에서의 전환에 따른 전력 공급 중단이 없도록 전기 구동 모터에 연결된 출력과 제 1 및 제 2 전력 공급 유닛들 중 하나로부터의 전기 에너지를 받는 입력을 갖는 결합기에서 제 1 및 제 2 전력 공급 유닛들로부터의 출력을 결합함,
    을 포함하는 전력 공급 시스템을 작동하기 위한 방법.
  21. 삭제
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