KR102567582B1 - 배터리와 회생에너지를 이용한 전기철도차량의 에코드라이빙 시스템 - Google Patents

배터리와 회생에너지를 이용한 전기철도차량의 에코드라이빙 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전기철도차량의 에코드라이빙에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기철도차량의 에너지를 절감하고 배터리의 수명을 연장할 수 있는 배터리와 회생에너지를 이용한 전기철도차량의 에코드라이빙 시스템에 관한 것이다. 이를 위해, 회생에너지를 배터리에 충전하고, 배터리의 출력을 이용하여 운행하는 전기철도차량의 에코드라이빙 방법에 있어서, 제어부(300)가 차량(50)의 노선데이터에 기초하여 노선 각 구간별로 회생에너지를 예측하거나 실측하는 단계(S100); 제어부(300)가 구간별 회생에너지를 미리 정해진 기준치와 비교하는 단계(S110); 제어부(300)가 구간들 중 기준치를 초과하는 구간을 지정하는 단계(S120); 및 차량(50)이 노선을 역행할 때, 출력분담조정부(330)가 지정된 구간에서 배터리전력의 분담률을 증가시키는 단계(S130);를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리와 회생에너지를 이용한 전기철도차량의 에코드라이빙 방법이 제공된다.

Description

배터리와 회생에너지를 이용한 전기철도차량의 에코드라이빙 시스템{Eco-Driving system of electric railway using battery and regenerative energy}
본 발명은 전기철도차량의 에코드라이빙에 관한 것으로, 보다 상세하게는 철도 전기철도차량의 에너지를 절감하고 배터리의 수명을 연장할 수 있는 배터리와 회생에너지를 이용한 전기철도차량의 에코드라이빙 시스템에 관한 것이다.
최근, 환경보호와 에너지 효율 증대를 위해 철도에 대해서도 더욱더 에너지 절약이 요구되고 있다. 이러한 추세의 일환으로 열차 주행 시의 에너지를 절감하기 위해 발전기의 부하를 브레이크 제동과 연결하는 회생 제동이 널리 사용되고 있다. 즉, 제동장치와 발전기를 연결하여 발전기의 부하로 제동하고, 생산된 전력은 회생에너지로서 배터리에 충전된다. 이렇게 충전된 배터리는 열차의 주행을 위해 다시 방전함으로써 충전과 방전을 반복하게 된다. 이러한 배터리와 회생에너지에 의한 에코드라이빙은 에너지의 회수 효율이 좋아 그 적용대상이 점차 확대되고 있는 추세이다.
그러나, 지속적인 배터리의 충방전 및 과대한 방전은 배터리의 수명을 단축시키는 문제점이 되곤 하였다. 이로 인해, 배터리의 교체 비용이 증대되었고, 이는 절약되는 에너지 비용보다 배터리 교체 비용이 더 커지는 비경제성이 되었다.
따라서, 일률적인 회생에너지의 사용 및 사용연한에만 국한된 배터리의 수명을 탈피하여 보다 효율적으로 에코드라이빙을 구현하면서도 배터리의 수명을 증대시킬 수 있는 기술개발이 요구되고 있다.
1. 대한민국 특허등록 제 10-2081404호(철도 차량 에너지 절감 운전 보조 시스템), 2. 대한민국 특허등록 제 10-2081405호(철도 차량 에너지 절감 운전 시스템).
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 제 1 목적은 철도 노선의 구간별 또는 지점별 회생 에너지양을 예측하거나 실측함으로써 역행시 배터리전력의 출력분담률을 높일 수 있는 배터리와 회생에너지를 이용한 전기철도차량의 에코드라이빙 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 제 2 목적은 역행시 배터리 전력의 출력분담률을 평소 보다 낮은 중간 전력레벨까지 방전되도록 조정함으로써 에너지 효율을 높힘과 동시에 배터리의 수명을 극대화할 수 있는 배터리와 회생에너지를 이용한 전기철도차량의 에코드라이빙 시스템을 제공하는 것이다.
다만, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위하여, 회생에너지를 배터리에 충전하고, 배터리의 출력을 이용하여 운행하는 전기철도차량의 에코드라이빙 방법에 있어서, 제어부(300)가 전기철도차량(50)의 노선데이터에 기초하여 노선 각 구간별로 회생에너지를 예측하거나 실측하는 단계(S100); 제어부(300)가 구간별 회생에너지를 미리 정해진 기준치와 비교하는 단계(S110); 제어부(300)가 구간들 중 기준치를 초과하는 구간을 지정하는 단계(S120); 및 전기철도차량(50)이 노선을 역행할 때, 출력분담조정부(330)가 지정된 구간에서 배터리전력의 분담률을 증가시키는 단계(S130);를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리와 회생에너지를 이용한 전기철도차량의 에코드라이빙 방법이 제공된다.
또한, 노선데이터는 각 구간별 속도 패턴 및 경사 데이터를 포함할 수 있다.
또한, 지정단계(S120)는 회생에너지가 기준치를 초과하는 정도에 따라 복수개의 등급으로 구분될 수 있다.
또한, 분담률 증가단계(S130)에서 분담률은 등급에 비례하여 증가할 수 있다.
또한, 분담률은 배터리전력과 가선전력의 합으로 이루어진 전체 출력중 배터리전력이 차지하는 비율이다.
또한, 분담률 증가단계(S130)에서 분담률은 배터리의 중간 전력레벨까지 방전되도록 증가할 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적은 또 다른 카테고리로써, 회생에너지를 배터리에 충전하고, 배터리의 출력을 이용하여 운행하는 전기철도차량의 에코드라이빙 장치에 있어서, 전기철도차량(50)이 운행할 노선에 관한 데이터가 저장된 노선데이터부(320); 전기철도차량(50)의 운행에 따른 전력을 모니터링하는 에너지미터링부(310); 노선데이터 및 모니터링된 전력에 기초하여 노선 각 구간별로 회생에너지를 예측하거나 실측하고, 미리 정해진 기준치와 비교하는 제어부(300); 및 제어부(300)의 비교 결과에 기초하여 특정 구간에서 배터리 전력의 분담률을 조정하는 출력분담조정부(330);를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리와 회생에너지를 이용한 전기철도차량의 에코드라이빙 장치에 의해서도 달성될 수 있다.
또한, 전기철도차량(50)에 관한 정보가 저장된 철도차량정보부(390)를 더 포함하고, 그리고 제어부(300)는 노선데이터, 모니터링된 전력 및 전기철도차량(50)에 관한 정보에 기초하여 노선 각 구간별로 회생에너지를 예측하거나 실측할 수 있다.
또한, 전기철도차량(50)에 관한 정보는 전기철도차량(50)의 중량, 구동모터의 제원, 배터리의 제원 중 적어도 하나를 포함한다.
또한, 노선데이터부(320), 에너지미터링부(310), 제어부(300) 및 출력분담조정부(330) 중 적어도 하나에 저장된 데이터를 외부로 전송하기 위한 통신부(360)를 더 포함하고, 그리고 통신부(360)의 전송은 전기철도차량(50)의 운행중 또는 종착역에 도착후 이루어질 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 철도 노선의 구간별 또는 지점별 회생 에너지양을 예측하거나 실측함으로써 역행시 배터리전력의 출력분담률을 높일 수 있다. 이로 인해, 가선전력으로부터의 전력소모량을 최소화할 수 있다.
또한, 역행시 배터리 전력의 출력분담률을 평소 보다 낮은 중간 전력레벨까지 방전되도록 조정함으로써 배터리의 수명을 극대화할 수 있다. 즉, 배터리가 과방전과 충전을 반복함으로써 수명이 단축되고 충전효율이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 이로 인해, 배터리의 교체 비용을 절감할 수 있다.
다만, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전기철도차량의 에코드라이빙 시스템에 있어서, 구간별 회생에너지량을 대비한 개념도와 그래프,
도 2는 도 1에 도시된 각 구간별 차량의 전력소모량을 나타내는 그래프,
도 3a는 진행방향에서의 전력분담률 및 역행방향에서의 조정된 전력분담률을 나타내는 그래프,
도 3b는 기준치(190)를 초과하는 등급에 따른 배터리 전력분담률의 변화를 나타내는 그래프,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 배터리와 회생에너지를 이용한 전기철도차량의 에코드라이빙 시스템의 개략적인 구성도,
도 5는 도 4에 도시된 에코드라이빙 시스템의 동작 방법을 나타내는 흐름도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
실시예의 구성
이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예의 구성을 상세히 설명하기로 한다. 먼저, 철도차량분야에서 에코드라이빙 시스템이란 에너지 소비량을 감안한 운전지원 또는 운전선도 최적화 기술, 회생에너지의 관리/저장 등을 포함하는 포괄적인 개념의 기술을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전기철도차량의 에코드라이빙 시스템에 있어서, 구간별 회생에너지량을 대비한 개념도와 그래프이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 전기철도차량(50)은 제 1 노선(100)을 따라 진행방향으로 운행하고, 이와 평행한 제 2 노선(110)은 역행방향으로 정의한다.
제 1, 2 노선(100, 110)에는 제 1, 2 역(120, 130)이 구비되며, 일정한 간격마다 지점(180)이 정의되고, 지점(180)과 지점(180) 사이가 구간으로 정의된다. 예를 들어, 제 2 역(130)과 제 1 역(120) 사이에는 1, 2, 3, 4구간(140, 150, 160, 170)이 정의된다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 1, 2, 3, 4구간(140, 150, 160, 170)마다 회생 에너지량이 대응되며, 기준치(190)도 정의된다. 즉, 회생에너지(200)는 컴퓨터 시뮬레이션에 따라 예측되거나 실제 주행을 통해 실측될 수 있다. 각 구간별 회생에너지(200)는 구간내 평균값으로 결정될 수 있다. 도 1에서는 4개의 구간으로 구분하고 설명하였으나 설계사양에 따라 구간은 2개 ~ 50개 범위내에서 세분하여 정의될 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 각 구간별 차량의 전력소모량을 나타내는 그래프이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 전체전력(230)은 배터리전력(210)과 가선전력(220)의 합으로 이루어진다. 배터리전력(210)은 회생에너지(200)로부터 충전되었다가 방전되는 전력을 나타내며, 가선전력(220)은 전력선을 통해 외부로부터 인가되는 전력을 나타낸다. 전체전력(230)은 전기철도차량(50)의 주행과 운영에 필요한 모든 전력을 포함한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 각 구간(140, 150, 160, 170) 마다 경사 및 속도 프로파일이 다르므로 각 구간(140, 150, 160, 170) 마다 전체전력(230)은 상이할 수 있다. 그리고, 전체전력(230)중 배터리전력(210)이 차지하는 비율이 출력분담률이 된다. 출력분담률은 모든 구간에 걸쳐 일정하게 조정될 수도 있고, 각 구간마다 다른 값으로 설정될 수도 있다.
도 3a는 진행방향에서의 전력분담률 및 역행방향에서의 조정된 전력분담률을 나타내는 그래프이다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 예를 들어 2구간(150)에서 진행방향일 때 차량의 전력분담률은 역행방향에서 조정될 수 있다. 즉, 역행방향에서 배터리의 출력비중을 증대시켜 더 많은 전력을 방전시키고, 가선전력(220)을 줄일 수 있다.
도 3b는 기준치(190)를 초과하는 등급에 따른 배터리 전력분담률의 변화를 나타내는 그래프이다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 회생에너지(200)가 기준치(190)를 초과하는 정도에 따라 1 ~ 7 등급으로 구분할 수 있다. 예를 들어, 기준치(190)의 10%를 초과하면 1등급, 10% ~ 20% 범위로 초과하면 2등급,..., 60% ~ 70% 범위로 초과면 7등급이 될 수 있다. 필요에 따라 등급은 더 세분화되거나 더 크게 구분할 수 있다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 결정된 등급에 따라 배터리의 전력분담률이 증대되도록 구성할 수 있다. 예를 들어, 4등급인 경우 전력분담률을 40%로 조정할 수 있다. 도 3b에서 직선의 기울기는 변동될 수 있으며, 2차함수곡선, S자곡선, 사인파 등의 곡선으로도 정의할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 배터리와 회생에너지를 이용한 전기철도차량의 에코드라이빙 시스템의 개략적인 구성도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 에너지미터링부(310)는 전기철도차량(50)의 운행에 따른 소비전력을 모티터링하며, 모니터링 결과 데이터를 제어부(300)로 전송한다.
노선데이터부(320)는 전기철도차량(50)이 운행할 노선에 관한 데이터가 저장된다. 구체적으로는 노선별, 구간별 속도 패턴 및 경사 데이터를 포함할 수 있다.
출력분담조정부(330)는 제어부(300)와 연결되고, 배터리전력제어부(340) 및 가선전력제어부(350)와 각각 연결되는 구성이다. 출력분담조정부(330)는 제어부(300)의 비교 결과에 기초하여 특정 구간에서 배터리 전력의 분담률을 조정한다. 배터리전력제어부(340)는 출력분담조정부(330)의 지령에 따라 배터리를 방전시켜 운행에 필요한 전력을 공급한다. 가선전력제어부(350)는 출력분담조정부(330)의 지령에 따라 가선전력(220)을 인가받아 운행에 필요한 전력을 공급한다.
제어부(300)는 노선데이터부(320) 및 에너지미터링부(310)부에 기초하여 노선 각 구간별로 회생에너지를 예측하거나 실측하고, 미리 정해진 기준치와 비교하는 구성으로 CPU나 MICOM이 될 수 있다.
통신부(360)는 노선데이터부(320), 에너지미터링부(310), 제어부(300) 및 출력분담조정부(330) 등에 저장된 데이터를 외부로 전송하고, 외부로부터 지령이나 데이터를 수신한다. 통신부(360)의 통신은 전기철도차량(50)의 운행중 또는 종착역에 도착후 이루어질 수 있다.
통신부(360)는 열차전용통신망, 셀룰러모듈, Wifi 모듈, BT모듈, GPS모듈, NFC모듈 및 RF(radio frequency)모듈을 포함할 수 있다. 통신부(360)는 통신망(예: LTE, LTE-A, CDMA, WCDMA, UMTS, WiBro 또는 GSM 등)을 통해서 음성 통화, 영상 통화, 문자 서비스 또는 데이터 통신 등을 제공할 수 있다.
저장부(370)는 운행중 발생하는 각종 데이터(예 : 운행기록, 속도, 회생에너지, 등급 등)를 저장한다. 이러한 저장부(370)는 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체로써, 하드디스크, 플로피디스크 및 자기 테이프와 같은 마그네틱 매체(Magnetic Media)와, CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory), DVD(Digital Versatile Disc)와 같은 광기록 매체(Optical Media)와, 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-Optical Media)와, 그리고 ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 플래시 메모리, SSD 등과 같은 프로그램 명령(예: 프로그래밍 모듈)을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함될 수 있다.
디스플레이(380)는 운전자에게 제공될 수 있고, 각종 정보(예 : 속도, 경로, 구간, 등급, 에너지 모니터링 등)와 상황을 표시한다. 디스플레이(380)는 LCD, OLED 등이 될 수 있고, 터치스크린의 입력장치를 포함할 수 있다.
철도차량정보부(390)는 전기철도차량(50)에 관한 정보가 저장된다. 전기철도차량(50)에 관한 정보의 일예로는 년식, 공차중량, 최대중량, 출력, 구동모터의 제원, 차량수, 모델명, 배터리의 제원 등이 될 수 있다.
운행기록부(400)는 차량(50)의 운행에 따른 속도, 가속도, 위치, 차량상태, 통신 내용, 에너지 미터링, 회생에너지, 등급, 배터리 상태, 온도 등이 기록된다.
실시예의 동작
이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예의 동작을 상세히 설명하기로 한다. 도 5는 도 4에 도시된 에코드라이빙 시스템의 동작 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 먼저 제어부(300)는 전기철도차량(50)의 노선데이터에 기초하여 노선 각 구간별로 회생에너지를 예측하거나 실측한다(S100). 예측은 시뮬레이션을 통해 이루어질 수 있고, 실측은 시험주행 등을 통해 이루어질 수 있다.
그 다음, 도 1에 도시된 바와 같이, 구간별 회생에너지(200)를 미리 정해진 기준치(190)와 비교한다(S110). 예를 들어, 1, 3, 4 구간(140, 160, 170)에서는 회생에너지(200)가 기준치(190)에 미달하고, 2구간(150)에서는 기준치(190)를 초과한다.
그 다음, 제어부(300)는 구간들 중 기준치를 초과하는 구간(예 : 2구간(150))을 지정하고, 초과 정도에 따라 등급을 결정한다(S120). 지정된 구간정보와 등급은 저장부(370)에 저장된다.
그 후, 전기철도차량(50)이 제 2 노선(110)으로 역행하던 중 2구간(150)을 통과할 때, 출력분담조정부(330)가 배터리전력의 분담률을 증가시킨다(S130). 즉, 분담률 증가단계(S130)에서 분담률은 등급에 따라 또는 등급과 상관없이 배터리의 중간 전력레벨까지 방전되도록 최대로 증가시킨다. 이로 인해, 배터리는 충전과 방전에 따른 부하충격을 최소로 받을 수 있고, 수명을 최대로 유지할 수 있다.
배터리전력제어부(3400와 가선전력제어부(350)가 각각 분담하여 전체전력(230)을 생성하고, 전체전력(230)으로 차량이 운행된다(S140).
이러한 차량의 운행정보는 통신부(360)를 통해 차량의 운행중 실시간으로 전송될 수 있다. 또는 차량이 종착역에 도착하였을 때 통신부(360)을 통해 일괄 전송할 수 있다.
상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.
50 : 전기철도차량,
100 : 제 1 노선,
110 : 제 2 노선,
120 : 제 1 역,
130 : 제 2 역,
140, 150, 160, 170 : 제 1, 2, 3, 4 구간,
180 : 지점,
190 : 기준치,
200 : 회생에너지
210 : 배터리전력,
210a : 조정된 배터리전력,
220 : 가선전력,
220a : 조정된 가선전력,
230 : 전체전력,
300 : 제어부,
310 : 에너지미터링부,
320 : 노선데이터부,
330 : 출력분담조정부,
340 : 배터리전력제어부,
350 : 가선전력제어부,
360 : 통신부,
370 : 저장부,
380 : 디스플레이,
390 : 철도차량정보부,
400 : 운행기록부.

Claims (14)

  1. 회생에너지를 배터리에 충전하고, 상기 배터리의 출력을 이용하여 운행하는 전기철도차량(50)의 에코드라이빙 방법에 있어서,
    제어부(300)가 상기 전기철도차량(50)의 노선데이터에 기초하여 노선 각 구간별로 상기 회생에너지를 예측하거나 실측하는 단계(S100);
    상기 제어부(300)가 상기 구간별 상기 회생에너지를 미리 정해진 기준치와 비교하는 단계(S110);
    상기 제어부(300)가 상기 구간들 중 상기 기준치를 초과하는 구간을 지정하는 단계(S120); 및
    상기 전기철도차량(50)이 상기 노선을 역행할 때, 출력분담조정부(330)가 지정된 구간에서 배터리전력의 분담률을 증가시키는 단계(S130);를 포함하며,
    상기 제어부(300)가 상기 전기철도차량(50)의 노선데이터에 기초하여 노선 각 구간별로 상기 회생에너지를 예측하거나 실측하는 단계(S100)에서, 상기 전기철도차량(50)에 관한 정보가 저장된 철도차량정보부(390)를 더 포함하고, 상기 제어부(300)는 상기 노선데이터, 상기 모니터링된 전력 및 상기 전기철도차량(50)에 관한 정보에 기초하여 노선 각 구간별로 회생에너지를 예측하거나 실측하며,
    상기 전기철도차량(50)에 관한 정보는 상기 전기철도차량(50)의 중량, 구동모터의 제원, 상기 배터리의 제원을 모두 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리와 회생에너지를 이용한 전기철도차량의 에코드라이빙 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 노선데이터는 각 구간별 속도 패턴 및 경사 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리와 회생에너지를 이용한 전기철도차량의 에코드라이빙 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 지정단계(S120)는 상기 회생에너지가 상기 기준치를 초과하는 정도에 따라 복수개의 등급으로 구분하는 것을 특징으로 하는 배터리와 회생에너지를 이용한 전기철도차량의 에코드라이빙 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 분담률 증가단계(S130)에서 상기 분담률은 상기 등급에 비례하여 증가하는 것을 특징으로 하는 배터리와 회생에너지를 이용한 전기철도차량의 에코드라이빙 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 분담률은 상기 배터리전력과 가선전력의 합으로 이루어진 전체 출력중 상기 배터리전력이 차지하는 비율인 것을 특징으로 하는 배터리와 회생에너지를 이용한 전기철도차량의 에코드라이빙 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 분담률 증가단계(S130)에서 상기 분담률은 상기 배터리의 중간 전력레벨까지 방전되도록 증가하는 것을 특징으로 하는 배터리와 회생에너지를 이용한 전기철도차량의 에코드라이빙 방법.
  7. 회생에너지를 배터리에 충전하고, 상기 배터리의 출력을 이용하여 운행하는 전기철도차량(50)의 에코드라이빙 장치에 있어서,
    상기 전기철도차량(50)이 운행할 노선에 관한 데이터가 저장된 노선데이터부(320);
    상기 전기철도차량(50)의 운행에 따른 전력을 모니터링하는 에너지미터링부(310);
    상기 노선데이터 및 상기 모니터링된 전력에 기초하여 노선 각 구간별로 회생에너지를 예측하거나 실측하고, 미리 정해진 기준치와 비교하는 제어부(300); 및
    상기 제어부(300)의 비교 결과에 기초하여 특정 구간에서 배터리 전력의 분담률을 조정하는 출력분담조정부(330);를 포함하며,
    상기 전기철도차량(50)에 관한 정보가 저장된 철도차량정보부(390)를 더 포함하고,
    상기 제어부(300)는 상기 노선데이터, 상기 모니터링된 전력 및 상기 전기철도차량(50)에 관한 정보에 기초하여 노선 각 구간별로 회생에너지를 예측하거나 실측하며,
    상기 전기철도차량(50)에 관한 정보는 상기 전기철도차량(50)의 중량, 구동모터의 제원, 상기 배터리의 제원을 모두 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리와 회생에너지를 이용한 전기철도차량의 에코드라이빙 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 노선데이터는 각 구간별 속도 패턴 및 경사 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리와 회생에너지를 이용한 전기철도차량의 에코드라이빙 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 제어부(300)는 상기 회생에너지가 상기 기준치를 초과하는 정도에 따라 복수개의 등급으로 구분하고,
    상기 출력분담조정부(330)는 상기 등급에 비례하여 상기 분담률을 증가시키는 것을 특징으로 하는 배터리와 회생에너지를 이용한 전기철도차량의 에코드라이빙 장치.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 분담률은 상기 배터리전력과 가선전력의 합으로 이루어진 전체 출력중 상기 배터리전력이 차지하는 비율인 것을 특징으로 하는 배터리와 회생에너지를 이용한 전기철도차량의 에코드라이빙 장치.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 분담률은 상기 배터리의 중간 전력레벨까지 방전되도록 증가하는 것을 특징으로 하는 배터리와 회생에너지를 이용한 전기철도차량의 에코드라이빙 장치.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제 7 항에 있어서,
    상기 노선데이터부(320), 상기 에너지미터링부(310), 상기 제어부(300) 및 상기 출력분담조정부(330) 중 적어도 하나에 저장된 데이터를 외부로 전송하기 위한 통신부(360)를 더 포함하고, 그리고
    상기 통신부(360)의 전송은 상기 전기철도차량(50)의 운행중 또는 종착역에 도착후 이루어지는 것을 특징으로 하는 배터리와 회생에너지를 이용한 전기철도차량의 에코드라이빙 장치.
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