KR20130068349A - Catenary-less low floorbus - Google Patents

Catenary-less low floorbus Download PDF

Info

Publication number
KR20130068349A
KR20130068349A KR1020110135416A KR20110135416A KR20130068349A KR 20130068349 A KR20130068349 A KR 20130068349A KR 1020110135416 A KR1020110135416 A KR 1020110135416A KR 20110135416 A KR20110135416 A KR 20110135416A KR 20130068349 A KR20130068349 A KR 20130068349A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
battery
power
capacitor
ultra
ultracapacitor
Prior art date
Application number
KR1020110135416A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101292609B1 (en
Inventor
이호용
곽재호
이수형
황현철
한순우
오용국
Original Assignee
한국철도기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국철도기술연구원 filed Critical 한국철도기술연구원
Priority to KR1020110135416A priority Critical patent/KR101292609B1/en
Publication of KR20130068349A publication Critical patent/KR20130068349A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101292609B1 publication Critical patent/KR101292609B1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/51—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells characterised by AC-motors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/20—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by converters located in the vehicle
    • B60L53/24—Using the vehicle's propulsion converter for charging
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/16—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to battery ageing, e.g. to the number of charging cycles or the state of health [SoH]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2210/00—Converter types
    • B60L2210/10—DC to DC converters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/91—Electric vehicles
    • B60Y2200/912—Electric vehicles with power supply external to vehicle, e.g. trolley buses or trams
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

PURPOSE: A low floor tram with less catenary is provided to have an ultra-capacitor and a battery enabling to reduce the cost for maintenance and to repair a vehicle by extending the lifetime of a battery by reducing the usage count of the battery using a capacitor together in a vehicle propulsion or in a regenerative braking by mounting a battery and a capacitor in parallel on a vehicle. CONSTITUTION: A low floor tram with less catenary having a battery and an ultra-capacitor comprises an inverter(120) which controls the driving of a motor by converting a DC power into an AC power in order to control the motor for driving a vehicle; a battery and an ultra-capacitor(102) which is connected in parallel in order to charge a power source when a power source is provided through a catenary in a catenary section; a first and a second DC/DC converters(106,107) controlling a charge or a discharge of the ultra-capacitor and the battery; and a control unit(104) controlling the first and second DC/DC converter. [Reference numerals] (1) Wiring 750V; (101) Battery monitoring part; (103) Ultra capacitor monitoring part; (104) Control unit; (106) First DC/DC converters; (107) Second DC/DC converters

Description

배터리와 울트라 캐패시터를 장착한 무가선 저상트램 {CATENARY-LESS LOW FLOORBUS}Cordless low-floor trams with batteries and ultracapacitors {CATENARY-LESS LOW FLOORBUS}

본 발명은 배터리와 울트라 캐패시터를 장착한 무가선 저상트램에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 무가선 저상트램 내에 배터리와 울트라 캐패시터를 함께 장착하고 병행하여 배터리의 수명을 증가시키고 회생에너지의 흡수율을 높이는 배터리와 울트라 캐패시터를 장착한 무가선 저상트램에 관한 것이다.
The present invention relates to a wireless low-phase tram equipped with a battery and an ultracapacitor, and more particularly, to install a battery and an ultra-capacitor together in a wireless low-phase tram together to increase the life of the battery and increase the absorption rate of regenerative energy. And a low-wireless tram with an ultracapacitor.

일반적으로 무가선 저상트램은 전용궤도를 레일을 따라 주행하는 노면전차로서, 매연이 없고 도시미관의 개선에 유리한 특징을 가지고 있다.Generally, a low-rail tramless vehicle is a streetcar that runs along a rail along a railroad track, which is free of smoke and has an advantage in improving urban aesthetics.

이와 같은 무가선 저상트램은 가선 구간에서는 가선을 통하여 전원을 공급받아 차량을 구동시키고, 무가선 구간에서는 차량내에 장착된 배터리의 전원을 이용하여 차량을 구동시킨다. The wireless low-floor trams drive the vehicle by receiving power through the wire in the wire section, and drive the vehicle using the power of a battery installed in the vehicle in the wireless section.

이때, 노선의 특성에 따라 가선구간과 무가선 구간이 혼재되어 있을 수 있으며, 가선/무가선 또는 무가선/가선 전이 구간에서 시스템이 안정적으로 구동되어야 한다.At this time, according to the characteristics of the route may be mixed with the wire section and the non-wire section, the system must be stably driven in the wire / radio or wire / wire transition period.

한편, 도 1에 도시된 바와 같이 종래의 무가선 저상트램은 차량에 배터리(10)를 탑재하여 가선(1)이 없는 무가선 구간에서도 배터리(10)에 저장된 에너지를 이용하여 차량을 구동시킬 수 있다. 즉, 무가선 구간에서는 DC/DC컨버터(40)를 제어하여 배터리(10)의 충전전원을 인버터(20)로 투입하여 교류전원으로 변환하여 모터(30)를 구동하여 차량을 추진하게 된다.Meanwhile, as shown in FIG. 1, the conventional wireless low-floor tram may mount the battery 10 in a vehicle to drive the vehicle using energy stored in the battery 10 even in the wireless section without the wire 1. have. That is, in the non-wireless section, the DC / DC converter 40 is controlled to input the charging power of the battery 10 to the inverter 20, convert the AC power into AC power, and drive the motor 30 to drive the vehicle.

그런데 이와 같은 배터리(10)만을 장착한 종래의 무가선 저상트램은 우선 배터리(10)의 수명이 짧은 문제점이 있다. However, the conventional wireless low-phase tram equipped with only such a battery 10 has a problem that the life of the battery 10 is short.

즉, 무가선 저상트램이 추진할 경우 순간적으로 많은 전원 및 전류를 필요로 하는데, 배터리(10)의 전원을 사용하여 차량이 추진할 경우 배터리(10)에서 출력하는 전류가 커지게 된다. 하지만 배터리(10)의 수명은 배터리(10)로 출입하는 전류가 커질수록 짧아지게 된다. That is, when the wireless low-phase tram propulsion requires a lot of power and current instantaneously, when the vehicle is propelled using the power of the battery 10, the current output from the battery 10 is increased. However, the lifespan of the battery 10 becomes shorter as the current flowing in and out of the battery 10 increases.

그리고, 차량 제동 시에도 순간적으로 많은 회생전류가 발생하여 배터리(10)의 수명이 짧아질 수 있으며, 배터리(10)의 power rate도 작아 회생에너지를 100% 흡수하지 못하는 문제점이 있다.In addition, even when the vehicle is braking, a large number of instantaneous regenerative currents may be generated to shorten the lifespan of the battery 10, and the power rate of the battery 10 may also be small so that the regenerative energy may not be absorbed 100%.

따라서, 본 발명은 이러한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 배터리와 캐패시터를 차량에 병렬로 장착하여 차량 추진시 또는 회생제동 시에 캐패시터를 함께 사용하여 배터리의 사용횟수를 줄여 배터리의 수명을 연장시켜 차량 유지보수 비용을 저감할 수 있는 배터리와 울트라 캐패시터를 장착한 무가선 저상트램을 제공하는데 그 목적이 있다.
Therefore, the present invention is to solve these problems, the present invention is to install the battery and the capacitor in parallel in the vehicle by using the capacitor together when driving the vehicle or regenerative braking to reduce the number of times of use of the battery to extend the life of the battery The aim is to provide a low-wireless tram with a battery and ultra-capacitor that can reduce vehicle maintenance costs.

이와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은; In order to solve such a technical problem,

차량 구동을 위한 모터를 제어하기 위해 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여 모터의 구동을 제어하는 인버터와, 가선 구간에서 가선을 통해 전원을 공급받으면 전원을 충전하도록 병렬로 연결되는 밧데리 및 울트라 캐패시터와, 상기 밧데리 및 울트라 캐패시터의 충전 또는 방전을 제어하는 제1 및 제2 DC/DC 컨버터와, 상기 제1 및 제2 DC/DC 컨버터를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리와 울트라 캐패시터를 장착한 무가선 저상트램을 제공한다.An inverter for controlling the driving of the motor by converting DC power into AC power to control the motor for driving the vehicle, a battery and an ultra capacitor connected in parallel to charge the power when the power is supplied through the wire in the wire section; First and second DC / DC converter for controlling the charging or discharging of the battery and the ultra capacitor, and a control unit for controlling the first and second DC / DC converter, characterized in that the battery and ultra-capacitor mounted Provides one wireless low-floor tram.

이때, 상기 제1 및 제2 DC/DC 컨버터는 상기 밧데리 및 울트라 캐패시터의 충전 또는 방전을 제어하는 양방향 DC/DC 컨버터인 것을 특징으로 한다.In this case, the first and second DC / DC converter is characterized in that the bi-directional DC / DC converter for controlling the charge or discharge of the battery and the ultra capacitor.

그리고, 상기 차량은 차상 집전장치를 통해 가선 구간에서 가선의 전원을 공급받아 상기 인버터로 투입하는 것을 특징으로 한다.The vehicle may be supplied with power to the inverter through a vehicle current collector in a wire section.

또한, 상기 제어부는 차량이 추진 모드로 작동하는 경우에는 가선 구간에서 투입되는 전원을 상기 인버터로 투입함과 동시에 상기 밧데리 및 울트라 캐패시터에 전원을 충전하도록 상기 제1 및 제2 DC/DC 컨버터를 제어하고, 무가선 구간에서는 상기 밧데리 및 울트라 캐패시터의 충전 전원을 상기 인버터로 투입하도록 상기 제1 및 제2 DC/DC 컨버터를 제어하는 것을 특징으로 한다.The controller may control the first and second DC / DC converters to charge power to the battery and the ultracapacitor while simultaneously supplying power supplied to the inverter to the inverter when the vehicle operates in the propulsion mode. The first and second DC / DC converters are controlled to input the charging power of the battery and the ultracapacitor to the inverter in the wireless section.

아울러, 상기 제어부는 차량이 제동 모드로 작동하는 경우에는 상기 모터에서 발생하는 회생에너지를 상기 밧데리 및 울트라 캐패시터에 충전하도록 상기 제1 및 제2 DC/DC 컨버터를 제어하는 것을 특징으로 한다.The controller may control the first and second DC / DC converters to charge regenerative energy generated from the motor to the battery and the ultracapacitor when the vehicle operates in the braking mode.

또한, 상기 배터리의 충전 상태를 모니터링하는 배터리 모니터링부를 더 구비하여, 상기 제어부는 상기 배터리 모니터링부로부터 배터리의 충전 상태를 전송받는 것을 특징으로 한다.The apparatus may further include a battery monitoring unit configured to monitor a charging state of the battery, wherein the controller receives the charging state of the battery from the battery monitoring unit.

그리고, 상기 울트라 캐패시터의 충전 상태를 모니터링하는 울트라 캐패시터 모니터링부를 더 구비하여, 상기 제어부는 상기 울트라 캐패시터 모니터링부로부터 울트라 캐패시터의 충전 상태를 전송받는 것을 특징으로 한다.
The apparatus may further include an ultracapacitor monitoring unit for monitoring a state of charge of the ultracapacitor, wherein the controller is configured to receive the state of charge of the ultracapacitor from the ultracapacitor monitoring unit.

본 발명에 따르면, 무가선 저상트램의 차량에 배터리와 울트라 캐패시터를 병렬로 장착하여 충방전하도록 하여 차량에 큰 전원이 필요하거나 회생제동 시에 수명이 무제한인 캐패시터를 함께 사용하여 배터리의 사용횟수를 줄이며, 배터리의 수명을 연장시켜 차량 유지보수 비용을 절감하는 효과가 있다.According to the present invention, the battery and ultra-capacitors are mounted in parallel to the vehicle of the low-wireless tram to charge and discharge the battery. It also reduces the cost of vehicle maintenance by extending the life of the battery.

특히, 본 발명에 따르면 배터리에 순간적으로 큰 전원이 유입되는 것을 방지하여 배터리의 수명을 보장하고, 배터리의 power rate로 인하여 저장하지 못하는 회생에너지를 울트라 캐패시터에 저장하여 회생에너지의 흡수율을 높일 수 있다.
In particular, according to the present invention it is possible to prevent the instantaneous large power flow into the battery to ensure the life of the battery, and to store the regenerative energy that can not be stored due to the power rate of the battery in the ultra capacitor to increase the absorption rate of the regenerative energy. .

도 1은 일반적인 배터리가 탑재된 무가선 저상트램의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 배터리와 울트라 캐패시터를 장착한 무가선 저상트램의 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 배터리와 울트라 캐패시터를 장착한 무가선 저상트램의 가선 구간 및 무가선 구간에서의 상태 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 배터리와 울트라 캐패시터를 장착한 무가선 저상트램의 무가선 구간에서의 차량 추진시 전원 흐름도이다.
도 5는 본 발명에 따른 배터리와 울트라 캐패시터를 장착한 무가선 저상트램의 가선 구간 및 무가선 구간에서의 차량 회생제동시 전원 흐름도이다.1 is a block diagram of a wireless low-phase tram equipped with a typical battery.
Figure 2 is a block diagram of a wireless low-phase tram equipped with a battery and an ultra capacitor according to the present invention.
3 is a state configuration diagram in the wired section and the non-wireless section of the wireless low-end tram equipped with a battery and an ultracapacitor according to the present invention.
Figure 4 is a flow chart of the power supply during vehicle propulsion in the wireless section of the wireless low-level tram equipped with a battery and an ultra-capacitor according to the present invention.
FIG. 5 is a flowchart illustrating power supply during vehicle regenerative braking in a wired section and a wireless line of a wireless low-phase tram equipped with a battery and an ultracapacitor according to the present invention.

본 발명에 따른 배터리와 울트라 캐패시터를 장착한 무가선 저상트램을 첨부한 도면을 참고로 하여 이하 상세히 기술되는 실시 예에 의하여 그 특징을 이해할 수 있을 것이다.
With reference to the accompanying drawings, a wireless low-phase tram equipped with a battery and an ultracapacitor according to the present invention will be understood by the embodiments described in detail below.

도 2 내지 도 5에 의하면, 본 발명에 따른 배터리와 울트라 캐패시터를 장착한 무가선 저상트램은 차량이 가선 구간에서는 가선(1)을 통해 전원을 공급받아 주행하며, 비급전 무가선 구간에서는 배터리(100)의 전원을 이용해 주행하게 된다.2 to 5, the wireless low-end tram equipped with a battery and an ultra-capacitor according to the present invention, the vehicle is supplied with power through the wire (1) in the live section, the non-feeding wireless section in the battery ( It is driven by the power of 100).

즉, 가선 구간에서는 차상 집전장치(109)를 통해 공급되는 직류 형태의 전원을 모터(110)를 제어하기 위해 교류 전원으로 변환하는 인버터(120)를 거쳐 모터(110)를 구동 제어하며, 비가선 구간에서는 차량에 탑재된 배터리(100) 및 울트라 캐패시터(102)의 충전된 전원을 이용해 차량의 모터(110)를 제어한다. That is, in the wire section, the drive of the motor 110 is controlled by the inverter 120 for converting the direct current type power supplied through the onboard current collector 109 into an AC power to control the motor 110. In the section, the motor 110 of the vehicle is controlled using the charged power of the battery 100 and the ultracapacitor 102 mounted on the vehicle.

이때, 상기 울트라 캐패시터(102)는 일반적으로 수명이 반영구적이고, 입출력 power rate는 배터리(100)보다 훨씬 우수하다. At this time, the ultracapacitor 102 is generally semi-permanent, and the input and output power rate is much better than the battery 100.

따라서, 상기 배터리(100)와 울트라 캐패시터(102)를 병렬로 연결하여 배터리(100)로 높은 전원이 입출될 때 울트라 캐패시터(102)에 저장된 에너지를 같이 사용하게 되면 배터리(100)의 수명을 높일 수 있을 뿐만이 아니라 회생에너지의 흡수율도 크게 높일 수 있다.Therefore, when the battery 100 and the ultracapacitor 102 are connected in parallel to use the energy stored in the ultracapacitor 102 when high power is inputted into the battery 100, the life of the battery 100 may be increased. Not only can it greatly increase the absorption rate of regenerative energy.

한편, 상기 제어부(104)는 배터리(100)가 충전모드 또는 방전모드로 작동하도록 제1 DC/DC 컨버터(106)를 제어하고, 울트라 캐패시터(102)가 충전모드 또는 방전모드로 작동하도록 제2 DC/DC 컨버터(107)를 제어한다.
Meanwhile, the controller 104 controls the first DC / DC converter 106 so that the battery 100 operates in the charging mode or the discharge mode, and the second capacitor so that the ultracapacitor 102 operates in the charging mode or the discharge mode. The DC / DC converter 107 is controlled.

이와 같은 본 발명에 따른 배터리와 울트라 캐패시터를 장착한 무가선 저상트램은 직류 전원을 모터(110)를 제어하기 위해 교류 전원으로 변환하여 모터(110)의 구동을 제어하는 인버터(120)와, 가선 구간에서 가선(1)을 통해 전원을 공급받으면 전원을 충전하도록 병렬로 연결되는 밧데리(100) 및 울트라 캐패시터(102)와, 상기 밧데리(100) 및 울트라 캐패시터(102)의 충전 또는 방전을 제어하는 제1 및 제2 DC/DC 컨버터(106,107)와, 상기 제1 및 제2 DC/DC 컨버터(106,107)를 제어하는 제어부(104)를 포함한다. As described above, the wireless low-phase tram equipped with a battery and an ultracapacitor according to the present invention converts DC power into AC power to control the motor 110 to control the driving of the motor 110, and the cable wire. When the power is supplied through the wire 1 in the section, the battery 100 and the ultra capacitor 102 connected in parallel to charge the power, and the charge or discharge of the battery 100 and the ultra capacitor 102 to control And a control unit 104 for controlling the first and second DC / DC converters 106 and 107 and the first and second DC / DC converters 106 and 107.

이때, 상기 제어부(104)는 차량이 추진 모드로 작동하는 경우에는 가선 구간에서 투입되는 전원을 상기 인버터(120)로 투입함과 동시에 상기 밧데리(100) 및 울트라 캐패시터(102)에 전원을 충전하도록 상기 제1 및 제2 DC/DC 컨버터(106,107)를 제어하고, 무가선 구간에서는 상기 밧데리(100) 및 울트라 캐패시터(102)의 충전 전원을 상기 인버터(120)로 투입하도록 상기 제1 및 제2 DC/DC 컨버터(106,107)를 제어한다.In this case, when the vehicle operates in the propulsion mode, the controller 104 may charge power to the battery 100 and the ultracapacitor 102 while simultaneously supplying power input to the inverter 120 to the inverter 120. The first and second DC / DC converters 106 and 107 may be controlled, and the first and second DC / DC converters may be charged to the inverter 120 to supply charging power of the battery 100 and the ultracapacitor 102 to the inverter 120. Control the DC / DC converters 106 and 107.

또한, 상기 제어부(104)는 차량이 제동 모드로 작동하는 경우에는 가선 구간 또는 무가선 구간에 상관없이 모터(110)에서 발생하는 회생에너지를 상기 밧데리(100) 및 울트라 캐패시터(102)에 충전하도록 상기 제1 및 제2 DC/DC 컨버터(106,107)를 제어한다.In addition, when the vehicle operates in the braking mode, the controller 104 may charge the battery 100 and the ultracapacitor 102 with the regenerative energy generated by the motor 110 regardless of the wired or unwired section. The first and second DC / DC converters 106 and 107 are controlled.

이와 같은 구성에 의하면 차량의 추진 시에는 울트라 캐패시터(102)에 저장된 전원을 배터리(100)와 동시에 사용하여 배터리(100)의 전원 사용량을 줄여 배터리(100)의 수명이 짧아지는 것을 방지하고, 차량의 제동 시에는 회생에너지를 배터리(100)와 울트라 캐패시터(102)에 동시에 저장하여 배터리(100)에 순간적으로 큰 전원이 유입되는 것을 방지하여 배터리(100)의 수명을 보장하고, 배터리(100)의 power rate로 인하여 저장하지 못하는 회생에너지를 울트라 캐패시터(102)에 저장하여 회생에너지 흡수율을 높일 수 있다.According to such a configuration, when the vehicle is propelled, the power stored in the ultracapacitor 102 is used simultaneously with the battery 100 to reduce the power consumption of the battery 100 to prevent the life of the battery 100 from being shortened. At the time of braking, the regenerative energy is simultaneously stored in the battery 100 and the ultracapacitor 102 to prevent the instantaneous large power flow into the battery 100 to ensure the life of the battery 100, and the battery 100 Due to the power rate of the regenerative energy that can not be stored in the ultracapacitor 102 can increase the regenerative energy absorption rate.

한편, 상기 배터리(100)의 충전 상태를 감시하는 배터리 모니터링부(101)와, 상기 울트라 캐패시터(102)의 충전 상태를 감시하는 울트라 캐패시터 모니터링부(103)를 더 구비하여, 배터리(100) 및 울트라 캐패시터(102)의 충전 상태를 모니터링하여 그 상태정보를 제어부(104)로 전송하여 가선 구간에서 상기 제어부(104)는 배터리 모니터링부(101) 및 울트라 캐패시터 모니터링부(103)로부터 배터리(100) 및 울트라 캐패시터(102)의 충전상태를 확인하여 완충 상태이면 밧데리(100)의 충전 또는 방전을 제어하는 제1 및 제2 DC/DC 컨버터(106,107)의 구동을 정지하여 배터리(100)의 과충전을 방지할 수 있다.On the other hand, further comprising a battery monitoring unit 101 for monitoring the charge state of the battery 100, and an ultra-capacitor monitoring unit 103 for monitoring the charge state of the ultracapacitor 102, the battery 100 and The charging state of the ultracapacitor 102 is monitored and the state information is transmitted to the control unit 104 so that the control unit 104 may control the battery 100 from the battery monitoring unit 101 and the ultracapacitor monitoring unit 103 in a live line section. And checking the state of charge of the ultracapacitor 102 and stopping the driving of the first and second DC / DC converters 106 and 107 which control the charging or discharging of the battery 100 when the buffer state is fully charged. You can prevent it.

이와 같은 구성에 의하면 차량의 추진 시에는 울트라 캐패시터(102)에 저장된 전원을 배터리(100)와 동시에 사용하여 배터리(100)에 전원 사용량을 줄여 배터리(100)의 수명이 짧아지는 것을 방지하고, 차량의 제동 시에는 회생에너지를 배터리(100)와 울트라 캐패시터(102)에 동시에 저장하여 배터리(100)에 순간적으로 큰 전원이 유입되는 것을 방지하여 배터리(100)의 수명을 보장하고, 배터리(100)의 power rate로 인하여 저장하지 못하는 회생에너지를 울트라 캐패시터(102)에 저장하여 회생에너지 흡수율을 높일 수 있다.
According to such a configuration, when the vehicle is propelled, the power stored in the ultracapacitor 102 is used simultaneously with the battery 100 to reduce the power consumption of the battery 100 to prevent the life of the battery 100 from being shortened. At the time of braking, the regenerative energy is simultaneously stored in the battery 100 and the ultracapacitor 102 to prevent the instantaneous large power flow into the battery 100 to ensure the life of the battery 100, and the battery 100 Due to the power rate of the regenerative energy that can not be stored in the ultracapacitor 102 can increase the regenerative energy absorption rate.

이하, 본 발명에 따른 배터리와 울트라 캐패시터를 장착한 무가선 저상트램의 전력 제어 과정을 설명한다.Hereinafter, a description will be given of a power control process of a wireless low phase tram equipped with a battery and an ultracapacitor according to the present invention.

먼저, 가선 구간에서는 차량이 추진 제어되는 경우 가선(1)을 통해 전원을 공급받으며 인버터(120)에서 직류 형태의 전원을 교류 전원으로 변환하여 모터(110)를 제어하여 차량을 추진하게 된다.First, when the vehicle is propulsion-controlled in the provisional section, the power is supplied through the provisional line 1, and the inverter 120 converts the DC-type power into AC power to control the motor 110 to propel the vehicle.

이 경우 제어부(104)는 배터리 모니터링부(101) 및 울트라 캐패시터 모니터링부(103)로부터 배터리(100) 및 울트라 캐패시터(102)의 충전 상태를 감시하게 된다.In this case, the controller 104 monitors the state of charge of the battery 100 and the ultracapacitor 102 from the battery monitoring unit 101 and the ultracapacitor monitoring unit 103.

상기 제어부(104)는 가선 구간인 경우 배터리 모니터링부(101) 및 울트라 캐패시터 모니터링부(103)로부터 배터리(100) 및 울트라 캐패시터(102)의 충전상태를 확인하여 충전 상태가 불충분한 경우에는 밧데리(100)의 충전 또는 방전을 제어하는 제1 DC/DC 컨버터(106)와 울트라 캐패시터(102)의 충전 또는 방전을 제어하는 제2 DC/DC 컨버터(107)를 제어하여 배터리(100) 및 울트라 캐패시터(102)가 충전모드로 작동하도록 제1 및 제2 DC/DC 컨버터(106,107)를 제어한다. The controller 104 checks the charging state of the battery 100 and the ultracapacitor 102 from the battery monitoring unit 101 and the ultracapacitor monitoring unit 103 in the case of a live line, and if the charging state is insufficient, the battery ( The battery 100 and the ultra capacitor are controlled by controlling the first DC / DC converter 106 for controlling the charging or discharging of the 100 and the second DC / DC converter 107 for controlling the charging or discharging of the ultracapacitor 102. Control 102 and first and second DC / DC converters 106 and 107 to operate in charge mode.

이때, 가선 구간에서 상기 제어부(104)는 배터리 모니터링부(101) 및 울트라 캐패시터 모니터링부(103)로부터 배터리(100) 및 울트라 캐패시터(102)의 충전상태를 확인하여 완충 상태이면 밧데리(100)의 충전 또는 방전을 제어하는 제1 및 제2 DC/DC 컨버터(106,107)의 구동을 정지한다.In this case, the control unit 104 checks the charging state of the battery 100 and the ultracapacitor 102 from the battery monitoring unit 101 and the ultracapacitor monitoring unit 103 in the wire section, and if the battery 100 is in a buffer state, The driving of the first and second DC / DC converters 106 and 107 which control charging or discharging is stopped.

한편, 상기 제어부(104)는 차량이 비가선 구간에 진입하면 제1 및 제2 DC/DC 컨버터(106,107)를 제어하여 배터리(100) 및 울트라 캐패시터(102)를 방전모드로 작동시켜 배터리(100) 및 울트라 캐패시터(102)의 충전전원을 인버터(120)로 투입하여 모터(110) 제어를 위한 교류 전원으로 변환한다.On the other hand, the control unit 104 controls the first and second DC / DC converters 106 and 107 when the vehicle enters the non-railing period to operate the battery 100 and the ultracapacitor 102 in a discharge mode to operate the battery 100. ) And the charging power of the ultracapacitor 102 is input to the inverter 120 and converted into AC power for controlling the motor 110.

이와 같이 배터리(100)와 울트라 캐패시터(102)를 병렬로 연결하여 무가선 구간에서 차량 추진 시에는 울트라 캐패시터(102)에 저장된 전원을 배터리(100)와 동시에 차량 추진을 위해 사용하여 배터리(100)에 전원 사용량을 줄여 배터리(100)의 수명이 짧아지는 것을 방지한다.
As such, when the battery 100 and the ultracapacitor 102 are connected in parallel, when the vehicle is propelled in the wireless section, the power stored in the ultracapacitor 102 is used to simultaneously propel the vehicle with the battery 100. By reducing the power consumption to prevent the life of the battery 100 is shortened.

한편, 차량의 제동시에는 가선 구간 또는 비가선 구간에 상관없이 상기 제어부(104)는 제1 및 제2 DC/DC 컨버터(106,107)를 제어하여 배터리(100) 및 울트라 캐패시터(102)를 충전모드로 작동시켜 모터(110)에서 발생하는 회생에너지를 배터리(100)와 울트라 캐패시터(102)에 동시에 저장한다. On the other hand, during braking of the vehicle, the controller 104 controls the first and second DC / DC converters 106 and 107 to charge the battery 100 and the ultracapacitor 102 regardless of the wired or non-wired sections. The regenerative energy generated by the motor 110 is stored in the battery 100 and the ultracapacitor 102 simultaneously.

이를 통해 배터리(100)에 순간적으로 큰 전원이 유입되는 것을 방지하여 배터리(100)의 수명을 보장하고, 배터리(100)의 power rate로 인하여 저장하지 못하는 회생에너지를 울트라 캐패시터(102)에 저장하여 회생에너지 흡수율을 높일 수 있다.
This prevents the instantaneous large power flow into the battery 100 to ensure the life of the battery 100, by storing the regenerative energy that can not be stored due to the power rate of the battery 100 in the ultra-capacitor 102 The regenerative energy absorption rate can be increased.

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.
While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be preferred embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

1: 가선 100:배터리
101: 배터리 모니터링부 102: 울트라 캐패시터
103: 울트라 캐패시터 모니터링부 104: 제어부
106: 제1 DC/DC 컨버터 107: 제2 DC/DC 컨버터
109: 차상 집전장치 110: 모터
120; 인버터1: wire 100: battery
101: battery monitoring unit 102: ultracapacitor
103: ultracapacitor monitoring unit 104: control unit
106: first DC / DC converter 107: second DC / DC converter
109: onboard current collector 110: motor
120; inverter

Claims (7)

차량 구동을 위한 모터를 제어하기 위해 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여 모터의 구동을 제어하는 인버터와, 가선 구간에서 가선을 통해 전원을 공급받으면 전원을 충전하도록 병렬로 연결되는 밧데리 및 울트라 캐패시터와, 상기 밧데리 및 울트라 캐패시터의 충전 또는 방전을 제어하는 제1 및 제2 DC/DC 컨버터와, 상기 제1 및 제2 DC/DC 컨버터를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리와 울트라 캐패시터를 장착한 무가선 저상트램.
An inverter for controlling the driving of the motor by converting DC power into AC power to control the motor for driving the vehicle, a battery and an ultra capacitor connected in parallel to charge the power when the power is supplied through the wire in the wire section; First and second DC / DC converter for controlling the charging or discharging of the battery and the ultra capacitor, and a control unit for controlling the first and second DC / DC converter, characterized in that the battery and ultra-capacitor mounted One wireless low-floor tram.
제 1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 DC/DC 컨버터는 상기 밧데리 및 울트라 캐패시터의 충전 또는 방전을 제어하는 양방향 DC/DC 컨버터인 것을 특징으로 하는 배터리와 울트라 캐패시터를 장착한 무가선 저상트램.
The method of claim 1,
And the first and second DC / DC converters are bidirectional DC / DC converters for controlling charging or discharging of the batteries and ultracapacitors.
제 1항에 있어서,
상기 차량은 차상 집전장치를 통해 가선 구간에서 가선의 전원을 공급받아 상기 인버터로 투입하는 것을 특징으로 하는 배터리와 울트라 캐패시터를 장착한 무가선 저상트램.
The method of claim 1,
The vehicle is a low-power tram equipped with a battery and an ultra-capacitor, characterized in that the power is supplied to the inverter in the line section through the onboard current collector.
제 1항에 있어서,
상기 제어부는 차량이 추진 모드로 작동하는 경우에는 가선 구간에서 투입되는 전원을 상기 인버터로 투입함과 동시에 상기 밧데리 및 울트라 캐패시터에 전원을 충전하도록 상기 제1 및 제2 DC/DC 컨버터를 제어하고, 무가선 구간에서는 상기 밧데리 및 울트라 캐패시터의 충전 전원을 상기 인버터로 투입하도록 상기 제1 및 제2 DC/DC 컨버터를 제어하는 것을 특징으로 하는 배터리와 울트라 캐패시터를 장착한 무가선 저상트램.
The method of claim 1,
When the vehicle operates in the propulsion mode, the controller controls the first and second DC / DC converters to charge power to the battery and the ultracapacitor while simultaneously supplying power input from the live line to the inverter, The wireless low-phase tram with a battery and an ultra-capacitor, wherein the first and second DC / DC converters are controlled to input the charging power of the battery and the ultra-capacitor to the inverter in the non-wireless section.
제 1항에 있어서,
상기 제어부는 차량이 제동 모드로 작동하는 경우에는 상기 모터에서 발생하는 회생에너지를 상기 밧데리 및 울트라 캐패시터에 충전하도록 상기 제1 및 제2 DC/DC 컨버터를 제어하는 것을 특징으로 하는 배터리와 울트라 캐패시터를 장착한 무가선 저상트램.
The method of claim 1,
The controller controls the first and second DC / DC converters to charge the batteries and the ultra capacitors with regenerative energy generated by the motor when the vehicle operates in the braking mode. Attached wireless low-floor tram.
제 1항에 있어서,
상기 배터리의 충전 상태를 모니터링하는 배터리 모니터링부를 더 구비하여, 상기 제어부는 상기 배터리 모니터링부로부터 배터리의 충전 상태를 전송받는 것을 특징으로 하는 배터리와 울트라 캐패시터를 장착한 무가선 저상트램.
The method of claim 1,
And a battery monitoring unit configured to monitor a state of charge of the battery, wherein the controller receives the state of charge of the battery from the battery monitoring unit.
제 1항에 있어서,
상기 울트라 캐패시터의 충전 상태를 모니터링하는 울트라 캐패시터 모니터링부를 더 구비하여, 상기 제어부는 상기 울트라 캐패시터 모니터링부로부터 울트라 캐패시터의 충전 상태를 전송받는 것을 특징으로 하는 배터리와 울트라 캐패시터를 장착한 무가선 저상트램.
The method of claim 1,
And an ultracapacitor monitoring unit configured to monitor the charging state of the ultracapacitor, wherein the controller receives the charging state of the ultracapacitor from the ultracapacitor monitoring unit.
KR1020110135416A 2011-12-15 2011-12-15 Catenary-less low floorbus KR101292609B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110135416A KR101292609B1 (en) 2011-12-15 2011-12-15 Catenary-less low floorbus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110135416A KR101292609B1 (en) 2011-12-15 2011-12-15 Catenary-less low floorbus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130068349A true KR20130068349A (en) 2013-06-26
KR101292609B1 KR101292609B1 (en) 2013-08-16

Family

ID=48863986

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110135416A KR101292609B1 (en) 2011-12-15 2011-12-15 Catenary-less low floorbus

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101292609B1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104590045A (en) * 2015-02-26 2015-05-06 德阳东深新能源科技有限公司 Full electric vehicle parallel charge and power supply system
KR101715272B1 (en) * 2015-10-22 2017-03-15 한국철도기술연구원 Hybrid system control method for online wireless power transfer of electric vehicle
CN107139736A (en) * 2017-06-09 2017-09-08 华北科技学院 A kind of intelligent high-efficiency locomotive haulage driving control system and its method

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102403321B1 (en) 2019-12-27 2022-06-03 한국철도기술연구원 Wireless Tram Battery Charging System and Its Control Method

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3911621B2 (en) * 2000-06-06 2007-05-09 株式会社日立製作所 Railway system for battery-powered trains
JP3943928B2 (en) * 2001-12-25 2007-07-11 株式会社東芝 Power converter
US8245801B2 (en) * 2009-11-05 2012-08-21 Bluways Usa, Inc. Expandable energy storage control system architecture

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104590045A (en) * 2015-02-26 2015-05-06 德阳东深新能源科技有限公司 Full electric vehicle parallel charge and power supply system
KR101715272B1 (en) * 2015-10-22 2017-03-15 한국철도기술연구원 Hybrid system control method for online wireless power transfer of electric vehicle
CN107139736A (en) * 2017-06-09 2017-09-08 华北科技学院 A kind of intelligent high-efficiency locomotive haulage driving control system and its method

Also Published As

Publication number Publication date
KR101292609B1 (en) 2013-08-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107042762B (en) Vehicle-mounted hybrid energy storage system of railway vehicle and application thereof
US7451842B2 (en) Control system for electric motor car
WO2015135330A1 (en) Tramcar motive power system and control method thereof
US9227516B2 (en) Electric vehicle propulsion control device and railway vehicle system
KR101237552B1 (en) Railway system installing power supply facility on railroads between stations
Steiner et al. Energy storage on board of DC fed railway vehicles PESC 2004 conference in Aachen, Germany
WO2019119495A1 (en) Train traction rescue method and system
WO2015115541A1 (en) Electric vehicle control device
JP2010252524A (en) Device and method for controlling energy storage of electric rolling stock
WO2006090536A1 (en) Traffic system
JP6055258B2 (en) Railway vehicle
CN103419670A (en) Motor train unit traction system powered by energy storing device
KR101292609B1 (en) Catenary-less low floorbus
KR101273267B1 (en) Smart energy management system using energy storage system
KR20220071961A (en) The controlling method and apparatus for supplying energy to catenary of electric railway
CN109733199A (en) A kind of high_voltage isolation system applied to tramcar energy storage device
KR101082001B1 (en) Control method of hybrid eletric railway car
CN111660878B (en) Braking energy recovery and emergency traction energy storage system, power supply system and control method
KR100981305B1 (en) Regeneration energy storage system of electric railway vehicles
KR101289891B1 (en) System control method for catenary-less tram in dead block
CN209938340U (en) Power supply hybrid power supply system for railway vehicle
EP3088241B1 (en) Regeneration inverter device for electric railroad
CN115579919A (en) Flywheel energy storage system and method suitable for rail transit
JP2012197055A (en) Drive system for rolling stock
JP5190883B2 (en) Overhead voltage compensation vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160701

Year of fee payment: 4