KR20120029716A

KR20120029716A - 하이브리드 전기철도 차량의 에너지 저장 장치

Info

Publication number: KR20120029716A
Application number: KR1020100091708A
Authority: KR
Inventors: 이한민; 김길동; 홍재성; 이장무; 원종운; 정의진
Original assignee: 한국철도기술연구원
Priority date: 2010-09-17
Filing date: 2010-09-17
Publication date: 2012-03-27

Abstract

본 발명은 하이브리드 전기철도 차량의 에너지 저장 장치에 관한 것으로; 판토그라프를 통해 공급되는 가선의 공급전원을 변환하여 구동전원으로 출력하는 구동 인버터와, 구동 인버터의 구동전원을 공급받고 구동되는 모터의 회생제동시에 발생되는 회생전력을 저장하는 하이브리드 전기철도 차량의 에너지 저장 장치에 있어서, 상기 에너지 저장 장치는, 상기 판토그라프와 구동 인버터 사이에 병렬연결되어 가선 또는 구동 인버터를 통해 공급받는 전원을 강압 또는 승압하는 제1변환부와, 상기 제1변환부를 통해 변환된 전원을 충전하는 제1저장부로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 하이브리드 전기철도 차량에 탑재한 에너지 저장 장치를 상황에 따라 적절한 방식을 채택할 수 있는 다양한 연결 및 설치 방식을 제공함으로써, 전기철도 차량의 회생 제동시에 발생하는 회생 에너지가 차량에 탑재되어 있는 에너지 저장장치에 충전 및 방전하는 것을 제어하기 위한 다양한 현장 및 설비 상황에 따라 선택적으로 적용할 수 있는 장점이 있다.

Description

하이브리드 전기철도 차량의 에너지 저장 장치 { Electric Power Storage device of hybrid electric train }

본 발명은 하이브리드 전기철도 차량의 에너지 저장 장치에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 하이브리드 전기철도 차량에 탑재한 에너지 저장 장치를 필요에 따라 모터구동용 인버터의 입력 측이나 출력 측에 병렬 또는 직렬로 배치하여 적절한 방식으로 전기철도 차량에 적용할 수 있는 하이브리드 전기철도 차량의 에너지 저장 장치에 관한 것이다.

선로를 따라 이동하는 전기철도 차량을 제동하기 위한 제동방식에 있어서, 에너지를 절약하기 위하여 회생제동방식 즉, 가속된 전기철도 차량의 정차를 위해 감속을 하는 경우 전기철도 차량의 운동에너지를 다시 전기에너지로 회수하는 방식이 채택되고 있다.

이와 같은 회생제동방식은 철도 시스템 전체의 전력 소모량을 감소시킬 수 있을 뿐 아니라, 기계적 제동에 의한 소음 문제 및 브레이크슈의 마모를 방지할 수 있는 등의 장점이 있어 그 채용범위가 점차 확대되고 있는 추세이다.

그런데, 이와 같은 회생제동방식은 가속된 전기철도 차량이 주행 중 정차를 하기 위하여 회생제동 방식으로 감속을 하는 경우 전동기는 발전기로 동작하여 발전제동을 수행하므로 순간적으로 큰 회생전력이 발생하게 된다. 이러한 회생전력은 가선(架線)에 순간적으로 큰 전압을 인가시킴으로써 가선전압을 변동시켜 시스템을 불안정하게 할 뿐 아니라, 후행(後行)하는 전기철도 차량이 그 전압을 수용하지 못하는 경우 가선 전압의 변동요인으로만 작용하여 후행 전동차의 고장 원인이 되기도 한다.

한편, 일반적으로 전기철도 차량의 전압공급방식은 정류기를 통하여 AC전압을 DC전압으로 변환한 후 공급하는 방식이며, 상기 정류기는 순방향 다이오드 방식으로 회로가 연결되어 있어 전동차의 회생전력은 전원 측으로 반환되지 않는다. 따라서 가선 상에서 소비되지 않는 잉여 회생전력은 열에너지로 전환되어 소비되거나, 가선의 전압을 상승시켜 진입하는 전기철도 차량의 과전압으로 자동차단되거나 또는 가선이 전압을 수용하지 못해 자기저항에서 회생전력을 소비하여 회생실효 상태가 발생하기도 한다.

물론, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 DC정류기에 회생용 인버터(inverter)를 설치하여 가선의 전압을 교류로 전환하여 전원측으로 반환하거나 가선으로부터 회생전력을 받아 저장하는 별도의 저장장치를 설치하기도 하였으나, 여러 대의 전동차에 의해 발생하는 회생전력이 인버터를 통해 그대로 여과없이 전원측으로 반환되는 경우 상기 회생전력에는 고조파를 포함하고 있어 수용가에 예기치 못한 피해를 줄 우려가 있다.

또한, 별도의 저장장치를 이용하는 예로서는 본 출원인이 선출원하여 등록된 대한민국 등록특허 제0659366호, 도시철도의 회생전력 저장시스템을 제시한 바 있다.

이는 전동차의 전기 공급경로임과 동시에 상기 전동차의 감속시 회생제동에 의해 발생하는 전기가 되돌려지는 경로인 가선; 상기 가선에 전기적으로 연결되고 전원 입출력이 단속가능한 게이트; 상기 게이트에 연결되어 전원이 공급되면 공급된 전기에너지를 운동에너지로 변환하여 저장하고, 제어신호에 의해 저장된 운동에너지를 전기에너지로 다시 변환하여 출력가능한 에너지 저장장치; 상기 가선에 전기적으로 연결되어 가선 전압을 검출하는 전압검출부; 상기 전압검출부에서 검출된 정보에 따른 제어신호에 의해 상기 게이트를 구동시키는 게이트구동회로; 및 상기 전압검출부의 검출 전압을 판단하여 게이트구동회로에 제어신호를 출력하고 에너지 저장장치의 작동을 제어하여 전기에너지와 운동에너지간의 변환 및 전원입출력을 제어하는 마이크로프로세서를 포함하여 구성된다.

그러나, 상기 에너지 저장장치는 프라이휠(Fly-wheel)을 이용하는 기계적인 방식으로 구성되어 동작시 소음이 크고, 에너지 저장장치 자체의 부피가 크며, 전기에너지를 운동에너지로 변환되는 과정이 포함되어 있어 순간적인 전기에너지를 받아 저장하는데 비효율적인 면이 있는 등의 개선의 여지가 있었다.

또한, 상기 시스템은 지상에 설치되어 가선의 전력 상태를 감지하는 구성으로 인해 시스템상에 문제가 발생하게 되어 오작동 또는 작동 불능이 되는 경우 운행중인 모든 전동차에 영향을 줄 수 있는 문제점도 있다.

한편, 전동차에 탑재되는 에너지 저장 장치는 가선을 통해 입력되는 전압과 회생제동시 발생되는 전압 등을 고려하여 각각의 상황에 따라 적절한 방식을 채택해야 할 필요성이 있다.

따라서, 본 발명은 이러한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 하이브리드 전기철도 차량에 탑재한 에너지 저장 장치를 상황에 따라 적절한 방식을 채택할 수 있도록 철도 차량용 인버터와 에너지저장장치간의 연동 방식을 갖는 하이브리드 전기철도 차량의 에너지 저장 장치를 제공하는데 있다.

이와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은;

판토그라프를 통해 공급되는 가선의 공급전원을 변환하여 구동전원으로 출력하는 구동 인버터와, 구동 인버터의 구동전원을 공급받고 구동되는 모터의 회생제동시에 발생되는 회생전력을 저장하는 하이브리드 전기철도 차량의 에너지 저장 장치에 있어서, 상기 에너지 저장 장치는, 상기 판토그라프와 구동 인버터 사이에 병렬연결되어 가선 또는 구동 인버터를 통해 공급받는 전원을 강압 또는 승압하는 제1변환부와, 상기 제1변환부를 통해 변환된 전원을 충전하는 제1저장부로 구성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기철도 차량의 에너지 저장 장치를 제공한다.

이때, 상기 판토그라프의 후단에는 가선으로부터 얻어지는 직류전류 리플을 평활화하는 필터리액터와 그 필터리액터에 접속되어 직류전압의 안정화를 도모하기 위한 필터 콘덴서로 이루어지는 제1필터링부가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 제1저장부는 배터리, 슈퍼 캐패시터, 플라이휠, SMES 중에 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은;

판토그라프를 통해 공급되는 가선의 공급전원을 변환하여 구동전원으로 출력하는 구동 인버터와, 구동 인버터의 구동전원을 공급받고 구동되는 모터의 회생제동시에 발생되는 회생전력을 저장하는 하이브리드 전기철도 차량의 에너지 저장 장치에 있어서, 상기 에너지 저장 장치는, 상기 판토그라프와 구동 인버터의 사이에 직렬 연결되어 가선 또는 구동 인버터를 통해 공급받는 전원을 강압 또는 승압하는 제2변환부와, 상기 제2변환부와 구동 인버터의 사이에 병렬 연결되어 상기 제2변환부를 통해 변환된 전원을 충전하는 제2저장부로 구성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기철도 차량의 에너지 저장 장치도 제공한다.

이때, 상기 판토그라프의 후단에는 가선으로부터 얻어지는 직류전류 리플을 평활화하는 필터리액터와 그 필터리액터에 접속되어 직류전압의 안정화를 위한 필터 콘덴서로 이루어지는 제1필터링부가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 제2변환부와 구동 인버터의 사이에는 직류전압의 안정화를 위한 필터 콘덴서로 이루어지는 제2필터링부가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은;

판토그라프를 통해 공급되는 가선의 공급전원을 변환하여 구동전원으로 출력하는 구동 인버터와, 구동 인버터의 구동전원을 공급받고 구동되는 모터의 회생제동시에 발생되는 회생전력을 저장하는 하이브리드 전기철도 차량의 에너지 저장 장치에 있어서, 상기 에너지 저장 장치는 가선 또는 구동 인버터를 통해 공급받는 전원을 강압 또는 승압하는 제3변환부와, 상기 제3변환부를 통해 변환된 전원을 충전하는 제3저장부로 이루어지며; 상기 판토그라프와 구동 인버터 사이에 직렬연결되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기철도 차량의 에너지 저장 장치도 제공한다.

이때, 상기 제3변환부와 구동 인버터의 사이에는 직류전류 리플을 평활화하는 필터리액터와 그 필터리액터에 접속되어 직류전압의 안정화를 위한 필터 콘덴서로 이루어지는 제3필터링부가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명은;

판토그라프를 통해 공급되는 가선의 공급전원을 변환하여 구동전원으로 출력하는 구동 인버터와, 구동 인버터의 구동전원을 공급받고 구동되는 모터의 회생제동시에 발생되는 회생전력을 저장하는 하이브리드 전기철도 차량의 에너지 저장 장치에 있어서, 상기 에너지 저장 장치는 구동 인버터 또는 모터를 통해 공급받는 전원을 강압 또는 승압하는 제4변환부와, 상기 제4변환부를 통해 변환된 전원을 충전하는 제4저장부로 구성되어; 상기 구동 인버터의 출력측과 모터 사이에 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기철도 차량의 에너지 저장 장치도 제공한다.

본 발명에 따르면, 하이브리드 전기철도 차량에 탑재한 에너지 저장 장치를 상황에 따라 적절한 방식을 채택할 수 있는 다양한 연결 및 설치 방식을 제공함으로써, 전기철도 차량의 회생 제동시에 발생하는 회생 에너지가 차량에 탑재되어 있는 에너지 저장장치에 충전 및 방전하는 것을 제어하기 위한 다양한 현장 및 설비 상황에 따라 선택적으로 적용할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 하이브리드 전기철도 차량의 에너지 저장 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 하이브리드 전기철도 차량의 에너지 저장 장치의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 하이브리드 전기철도 차량의 에너지 저장 장치의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 하이브리드 전기철도 차량의 에너지 저장 장치의 구성도이다.

본 발명에 따른 하이브리드 전기철도 차량의 에너지 저장 장치를 첨부한 도면을 참고로 하여 이하 상세히 기술되는 실시 예에 의하여 그 특징들을 이해할 수 있을 것이다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 하이브리드 전기철도 차량의 에너지 저장 장치(100)는 구동 인버터(10)의 입력측 또는 출력측에 병렬 또는 직렬배치하는 다양한 조합 방식들을 통해 다양한 상황에 따라 적용하여 전기철도 차량의 회생제동시 발생하는 전기에너지를 저장하고 있다가 필요시에 전기철도 차량의 부대전력으로 이용 가능하게 구성된다.

이때, 상기 구동 인버터(10)의 입력측은 철도차량의 주행중에 가선(1)을 통해 직류전원을 입력받고, 상기 구동 인버터(10)의 출력측은 가변전압 및 가변주파수의 3상 교류를 모터(20)로 출력한다.

먼저, 도 1은 본 발명의 일 실시 예를 도시한 도면으로, 구동 인버터(10)의 입력 측에 병렬로 에너지 저장 장치(100)를 연결하는 방식이다.

이때, 전기철도 차량은 판토그라프(30)를 통해 가선(1)의 전원을 공급받는 것으로, 판토그라프(30)를 통해 공급받은 전원은 직류차단기(32)를 거쳐 모터(20)를 제어하기 위해 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 구동 인버터(10)를 거쳐 모터(20)를 구동 제어하게 된다.

한편, 상기 판토그라프(30)의 후단에는 가선(1)으로부터 얻어지는 직류전류 리플을 평활화하는 필터리액터(42)와 그 필터리액터(42)에 접속되어 직류전압의 안정화를 도모하기 위한 필터 콘덴서(44)로 이루어지는 공지(公知)의 제1필터링부(40)를 거쳐 전원이 공급된다.

이때, 상기 판토그라프(30)와 구동 인버터(10) 사이에는 회생제동을 하는 경우 발생되는 전력을 효율적으로 처리하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 에너지 저장 장치(100)가 구비된다.

이와 같은 본 발명에 따른 에너지 저장 장치(100)는 전기철도 차량에 탑재되는 것으로, 전기를 공급하는 경로인 가선(1)으로부터 판토그라프(30)와 구동 인버터(10)의 입력측에 병렬연결되어 가선(1) 또는 구동 인버터(30)를 통해 공급받는 전원을 강압 또는 승압하는 제1변환부(110)와, 상기 제1변환부(110)를 통해 변환된 전원을 충전하는 제1저장부(112)로 구성된다.

따라서, 전기철도 차량의 회생 제동시에 모터(20)에서 발생되는 회생전력은 구동 인버터(10)를 거쳐 제1변환부(110)를 통해 변환되어 제1저장부(112)로 충전되고, 전기철도의 견인시에는 모터(10)가 작동되도록 제1저장부(112)의 충전 전원을 투입한다.

즉, 상기 예는 에너지 저장 장치(100)를 구동 인버터(10)의 직류측에 병렬 배치하는 구성으로, 구동 인버터(10)의 전압과 에너지 저장 장치(100) 앞 단에 배치하는 전압 강압 또는 승압용 제1변환부(110)의 전압이 거의 동일할 필요가 있는 경우에 적합한 방식이다.

예를 들어, 가선(1)에서 공급되는 전원이 직류 1500V 수전인 경우, 구동 인버터(10)와, 에너지 저장 장치(100)의 제1변환부(110)인 제어용 초퍼(Chopper)를 함께 전압 1500V로 설계할 필요가 있다.

이 경우 상기 에너지 저장 장치(100)의 제1저장부(112)는 전원을 저장가능한 매체로서 통상의 배터리, 대용량 슈퍼 캐패시터, 플라이휠, SMES 등을 선택적으로 이용할 수 있다.

다음으로, 도 2는 본 발명의 다른 실시 예를 도시한 도면으로, 구동 인버터(10)의 입력 측에 에너지 저장 장치(100)를 연결하되, 에너지 저장 장치(100)를 구성하는 제2변환부(120)는 구동 인버터(10)의 입력 측에 직렬 연결하고, 제2저장부(122)는 구동 인버터(10)와 병렬로 연결하는 방식이다.

이때, 전기철도 차량은 판토그라프(30)를 통해 가선(1)의 전원을 공급받는 경우, 판토그라프(30)를 통해 공급받은 전원은 제2변환부(120)를 거쳐 변환된 상태의 전원이 구동 인버터(10)를 거쳐 모터(20)를 구동 제어하게 된다.

한편, 상기 가선(1)으로부터 얻어지는 직류전류 리플을 평활화하는 필터리액터(42)와 그 필터리액터(42)에 접속되어 직류전압의 안정화를 도모하기 위한 필터 콘덴서(44)로 이루어지는 공지(公知)의 제1필터링부(40)를 거친 전원은 제2변환부(120)를 거쳐 강압 또는 승압 상태로 변환된 전원을 구동 인버터(10)로 공급된다. 이때, 상기 제2변환부(120)와 구동 인버터(10)의 사이에는 직류전압의 안정화를 도모하기 위한 필터 콘덴서(52)로 이루어지는 제2필터링부(50)가 구비된다.

그리고, 상기 제2필터링부(50)의 출력측에 구동 인버터(10)와 병렬로 에너지 저장 장치(100)의 제2저장부(122)가 연결되어 회생제동을 하는 경우 모터(20)에서 발생되는 회생전력은 제2저장부(122)에 저장하며, 모터(20) 구동시에는 제2저장부(122)에 저장된 전력을 구동 인버터(10)로 재투입할 수 있다.

이와 같은 구성은 가선(1)을 통해 공급되는 수전전압과 구동 인버터(10)의 구동 전압에 차이가 있는 경우에 적용할 수 있는 구성으로, 에너지 저장 장치(100)의 저장매체인 제2저장부(122)와 구동 인버터(10)의 단자가 직접 병렬 접속된다. 일 예로 상기 구성은 구동 인버터(10)와 제2저장부(122)가 모두 600V로 구동 및 저장되며, 가선(1)의 공급전원이 1500V인 경우 하이브리드로 전기철도 차량을 운행하고자 하는 경우 적용할 수 있다.

이 경우 저장매체인 제2저장부(122)와 구동 인버터(10)의 전력 충/방전량은 제2변환부(120) 후단에서 간접적으로 제어함이 바람직하다.

그리고 상기 에너지 저장 장치(100)의 제2저장부(122) 역시 전원을 저장가능한 매체로서 통상의 배터리, 대용량 슈퍼 캐패시터, 플라이휠, SMES 등을 선택적으로 이용할 수 있다.

또한, 도 3은 본 발명의 또 다른 실시 예를 도시한 도면으로, 판토그라프(30)와 구동 인버터(10)의 입력 측 사이에 에너지 저장 장치(100)를 직렬로 연결하는 방식이다.

이때, 전기철도 차량은 판토그라프(30)를 통해 가선(1)의 전원을 공급받는 경우, 판토그라프(30)를 통해 공급받은 전원은 에너지 저장 장치(100)를 거쳐 변환된 상태의 전원이 구동 인버터(10)를 거쳐 모터(20)를 구동 제어하게 된다.

그리고, 상기 에너지 저장 장치(100)는 가선(1) 또는 구동 인버터(10)를 통해 공급받는 전원을 강압 또는 승압하는 제3변환부(130)와, 상기 제3변환부(130)를 통해 변환된 전원을 충전하는 제3저장부(132)로 구성됨은 당연하다.

한편, 상기 가선(1)으로부터 얻어지는 직류전류 리플을 평활화하는 필터리액터(42)와 그 필터리액터(42)에 접속되어 직류전압의 안정화를 도모하기 위한 필터 콘덴서(44)로 이루어지는 공지(公知)의 제1필터링부(40)를 거친 전원은 제3변환부(130)를 거쳐 강압 또는 승압 상태로 변환된 전원을 구동 인버터(10)로 공급된다.

이때, 상기 제3변환부(130)와 구동 인버터(10)의 사이에는 직류전류 리플을 평활화하는 필터리액터(62)와 그 필터리액터(62)에 접속되어 직류전압의 안정화를 도모하기 위한 필터 콘덴서(64)로 이루어지는 공지(公知)의 제3필터링부(60)가 구비된다.

그리고, 상기 제3필터링부(60)의 출력측에 구동 인버터(10)가 연결되어 회생제동을 하는 경우 모터(20)에서 발생되는 회생전력은 제3필터링부(60)를 거쳐 에너지 저장 장치(100)에 저장되며, 모터(20) 구동시에는 제3저장부(132)에 저장된 전력을 구동 인버터(10)로 재투입할 수 있다.

이와 같은 구성은 판토그라프(30)의 후단과 구동 인버터(10)의 입력측의 사이에 에너지 저장 장치(100)를 직렬로 삽입하는 구조로서, 에너지 저장 장치(100)에 의해 가선 전압보다 더 구동 인버터(10)의 입력전압을 상승시키는 것을 통해 회생 전력 힘을 증대하는 것으로, 회생 전력량의 증대를 통한 에너지 절약과 역행시 고속영역에서의 구동력 증대를 통한 고가속(高加速)을 실현할 수 있다.

그리고 상기 에너지 저장 장치(100)의 제3저장부(132) 역시 전원을 저장가능한 매체로서 통상의 배터리, 대용량 슈퍼 캐패시터, 플라이휠, SMES 등을 선택적으로 이용할 수 있다.

한편, 도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예를 도시한 도면으로, 구동 인버터(10)의 출력 측인 3상 교류 측과 모터(20)의 사이에 에너지 저장 장치(100)를 배치하는 방식이다.

이때, 전기철도 차량은 판토그라프(30)를 통해 가선(1)의 전원을 공급받는 경우, 판토그라프(30)를 통해 공급받은 전원은 모터(20)를 구동 제어하게 된다.

그리고, 상기 에너지 저장 장치(100)는 구동 인버터(10)의 출력측과 모터(20) 사이에 병렬로 연결되는 것으로, 구동 인버터(10) 또는 모터(20)를 통해 공급받는 전원을 강압 또는 승압하는 제4변환부(140)와, 상기 제4변환부(140)를 통해 변환된 전원을 충전하는 제4저장부(142)로 구성된다.

한편, 상기 판토그라프(30)와 구동 인버터(10)의 사이에는 가선(1)으로부터 얻어지는 직류전류 리플을 평활화하는 필터리액터(42)와 그 필터리액터(42)에 접속되어 직류전압의 안정화를 도모하기 위한 필터 콘덴서(44)로 이루어지는 공지(公知)의 제1필터링부(40)가 구비된다. 그리고 그 제1필터링부(40)를 거친 전원은 구동 인버터(10)로 공급된다.

이와 같은 구성은 교류 모터의 전력을 증대할 수 있는 구조로서, 가선(1)으로 되돌아가지 않는 전력은 분류 측 인버터를 통해 흡수되고, 역행 시에는 구동 인버터(10)와 동일주파수 및 위상을 통한 공급을 이행하는 것으로 전력 증대를 가능케 한다. 에너지 절약과 고속영역에서의 회생 제동증대를 가능하게 한다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미치는 것으로 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것이다.

1: 가선 20: 모터
10: 구동 인버터 30: 판토그라프
100: 에너지 저장 장치 110: 제1변환부
112: 제1저장부 120: 제2변환부
122: 제2저장부 130: 제3변환부
132: 제3저장부 140: 제4변환부
142: 제4저장부

Claims

판토그라프를 통해 공급되는 가선의 공급전원을 변환하여 구동전원으로 출력하는 구동 인버터와, 구동 인버터의 구동전원을 공급받고 구동되는 모터의 회생제동시에 발생되는 회생전력을 저장하는 하이브리드 전기철도 차량의 에너지 저장 장치에 있어서,
상기 에너지 저장 장치는,
상기 판토그라프와 구동 인버터 사이에 병렬연결되어 가선 또는 구동 인버터를 통해 공급받는 전원을 강압 또는 승압하는 제1변환부와, 상기 제1변환부를 통해 변환된 전원을 충전하는 제1저장부로 구성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기철도 차량의 에너지 저장 장치.
제 1항에 있어서,
상기 판토그라프의 후단에는 가선으로부터 얻어지는 직류전류 리플을 평활화하는 필터리액터와 그 필터리액터에 접속되어 직류전압의 안정화를 도모하기 위한 필터 콘덴서로 이루어지는 제1필터링부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기철도 차량의 에너지 저장 장치.
제 1항에 있어서,
상기 제1저장부는 배터리, 슈퍼 캐패시터, 플라이휠, SMES 중에 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기철도 차량의 에너지 저장 장치.
판토그라프를 통해 공급되는 가선의 공급전원을 변환하여 구동전원으로 출력하는 구동 인버터와, 구동 인버터의 구동전원을 공급받고 구동되는 모터의 회생제동시에 발생되는 회생전력을 저장하는 하이브리드 전기철도 차량의 에너지 저장 장치에 있어서,
상기 에너지 저장 장치는,
상기 판토그라프와 구동 인버터의 사이에 직렬 연결되어 가선 또는 구동 인버터를 통해 공급받는 전원을 강압 또는 승압하는 제2변환부와, 상기 제2변환부와 구동 인버터의 사이에 병렬 연결되어 상기 제2변환부를 통해 변환된 전원을 충전하는 제2저장부로 구성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기철도 차량의 에너지 저장 장치.
제 4항에 있어서,
상기 판토그라프의 후단에는 가선으로부터 얻어지는 직류전류 리플을 평활화하는 필터리액터와 그 필터리액터에 접속되어 직류전압의 안정화를 위한 필터 콘덴서로 이루어지는 제1필터링부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기철도 차량의 에너지 저장 장치.
제 4항에 있어서,
상기 제2변환부와 구동 인버터의 사이에는 직류전압의 안정화를 위한 필터 콘덴서로 이루어지는 제2필터링부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기철도 차량의 에너지 저장 장치.
판토그라프를 통해 공급되는 가선의 공급전원을 변환하여 구동전원으로 출력하는 구동 인버터와, 구동 인버터의 구동전원을 공급받고 구동되는 모터의 회생제동시에 발생되는 회생전력을 저장하는 하이브리드 전기철도 차량의 에너지 저장 장치에 있어서,
상기 에너지 저장 장치는 가선 또는 구동 인버터를 통해 공급받는 전원을 강압 또는 승압하는 제3변환부와, 상기 제3변환부를 통해 변환된 전원을 충전하는 제3저장부로 이루어지며,
상기 판토그라프와 구동 인버터 사이에 직렬연결되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기철도 차량의 에너지 저장 장치.
제 7항에 있어서,
상기 제3변환부와 구동 인버터의 사이에는 직류전류 리플을 평활화하는 필터리액터와 그 필터리액터에 접속되어 직류전압의 안정화를 위한 필터 콘덴서로 이루어지는 제3필터링부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기철도 차량의 에너지 저장 장치.
판토그라프를 통해 공급되는 가선의 공급전원을 변환하여 구동전원으로 출력하는 구동 인버터와, 구동 인버터의 구동전원을 공급받고 구동되는 모터의 회생제동시에 발생되는 회생전력을 저장하는 하이브리드 전기철도 차량의 에너지 저장 장치에 있어서,
상기 에너지 저장 장치는 구동 인버터 또는 모터를 통해 공급받는 전원을 강압 또는 승압하는 제4변환부와, 상기 제4변환부를 통해 변환된 전원을 충전하는 제4저장부로 구성되어;
상기 구동 인버터의 출력측과 모터 사이에 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기철도 차량의 에너지 저장 장치.