KR20140040277A - 전기차의 추진 제어 장치 - Google Patents

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Abstract

쌍방향의 전력 플로우 제어가 가능한 전력 변환부(9, 10)와, 전력 변환부(9, 10)의 각 교류단측에 마련되는 ACL(11)과, 전력 변환부(9, 10)의 각 직류단에 전력 저장 장치(12) 및 직류 가선(2) 중 어느 쪽이 접속되도록 접속 전환을 행하는 전환기(14)와, 전력 변환부(9)의 교류단을 ACL(11)에 접속할지, AC 모터(13)측에 접속할지를 전환하는 전환기(15)와, 전력 변환부(10)의 교류단을 ACL(11)에 접속할지, AC 모터(13)측에 접속할지를 전환하는 전환기(16)와, AC 모터(13)의 접속을 전력 변환부(9)측에 접속할지, 전력 변환부(10)측에 접속할지를 전환하는 전환기(17)와, 전력 변환부(9, 10)의 동작 및 전환기(14~17)의 동작을 제어하는 제어부(40)를 구비한다.

Description

전기차의 추진 제어 장치{ELECTRIC VEHICLE PROPULSION CONTROL DEVICE}
본 발명은 전력 저장 장치를 구비한 전기차의 추진 제어 장치에 관한 것이다.
전력 저장 장치를 구비한 종래의 전기차의 추진 제어 장치로서, 예를 들면, 하기 특허 문헌 1에 기재된 추진 제어 장치(동 문헌에서는, 충방전 제어 장치로서 개시)에서는, 가선(架線)으로부터의 직류 전압을 전력 저장 장치의 직류 전압으로 변환하는 쌍방향 승강압 초퍼와, 직류 전력을 교류 전력으로 변환하여 모터를 구동하는 인버터에 의한 2개의 전력 변환 장치를 탑재하는 구성이 개시되어 있다.
특허 문헌 1: 일본국 특개 2008－228420호 공보(「0007」, 도 1)
그렇지만, 상기 특허 문헌 1에 기재된 추진 제어 장치에서는, 쌍방향 승강압 초퍼와 인버터에 의한 2개의 전력 변환부를 탑재하고 있지만, 어느 쪽의 전력 변환부가 고장났을 경우에는, 차량을 주행할 수 없다고 하는 과제가 있었다.
본 발명은 상기를 감안하여 이루어진 것으로서, 한쪽 전력 변환부가 고장났을 경우에도 다른 쪽 전력 변환부로 차량 주행을 가능하게 하는 전기차의 추진 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 과제를 해결하여 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 전력 저장 장치 및 교류 모터를 가지고, 직류 가선 및 상기 전력 저장 장치로부터 공급되는 직류 전력을 이용하여 상기 교류 모터의 추진 제어를 행하는 전기차의 추진 제어 장치로서, 쌍방향의 전력 플로우 제어(power flow control)가 가능하고, 접속 양태에 따라 적어도 승압(昇壓) 초퍼, 강압(降壓) 초퍼, 승강압 초퍼 및 인버터 중 어느 하나로서 동작하는 제1, 제2 전력 변환부와, 상기 제1 및 제2 전력 변환부의 각 교류단측에 마련되는 교류 리액터와, 상기 제1 및 제2 전력 변환부의 각 직류단에 상기 전력 저장 장치 및 상기 직류 가선 중 어느 쪽이 접속되도록 접속 전환을 행하는 제1 전환기와, 상기 제1 전력 변환부의 교류단을 상기 교류 리액터에 접속할지, 상기 교류 모터측에 접속할지를 전환하는 제2 전환기와, 상기 제2 전력 변환부의 교류단을 상기 교류 리액터에 접속할지, 상기 교류 모터측에 접속할지를 전환하는 제3 전환기와, 상기 교류 모터의 접속을 상기 제1 전력 변환부측에 접속할지, 상기 제2 전력 변환부측에 접속할지를 전환하는 제4 전환기와, 상기 제1 및 제2 전력 변환부의 동작 및 상기 제1 내지 제4 전환기의 동작을 제어하는 제어부를 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 한쪽 전력 변환부가 고장났을 경우에도 다른 쪽 전력 변환부로 차량 주행이 가능하게 된다고 하는 효과를 달성한다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 추진 제어 장치의 일 구성예를 나타내는 도면이다.
도 2는 전력 저장 장치를 충전하는 경우의 동작(충전 동작 1)을 나타내는 도면이다.
도 3은 직류 가선의 전력을 이용하여 AC 모터를 구동하는 경우의 동작(모터 구동 1)을 나타내는 도면이다.
도 4는 전력 저장 장치의 전력을 이용하여 AC 모터를 구동하는 경우의 동작(모터 구동 2)을 나타내는 도면이다.
도 5는 전력 저장 장치를 충전하는 경우의 동작(충전 동작 2)을 나타내는 도면이다.
도 6은 직류 가선의 전력을 이용하여 AC 모터를 구동하는 경우의 동작(모터 구동 3)을 나타내는 도면이다.
도 7은 전력 저장 장치의 전력을 이용하여 AC 모터를 구동하는 경우의 동작(모터 구동 4)을 나타내는 도면이다.
도 8은 직류 가선의 전력을 이용하여 AC 모터를 구동하는 경우의 동작(모터 구동 5)을 나타내는 도면이다.
도 9는 전력 저장 장치의 전력을 이용하여 AC 모터를 구동하는 경우의 동작(모터 구동 6)을 나타내는 도면이다.
도 10은 직류 가선 및 전력 저장 장치의 쌍방의 전력을 이용하여 복수의 AC 모터를 구동하는 경우의 동작(모터 구동 7)을 나타내는 도면이다.
도 11은 직류 가선 및 전력 저장 장치의 쌍방의 전력을 이용하여 복수의 AC 모터를 구동하는 경우의 동작(모터 구동 8)을 나타내는 도면이다.
도 12는 도 2 ~ 도 11에 도시된 동작을 표형식으로 일람(一覽)으로 한 도면이다.
이하에 첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 형태에 따른 전기차의 추진 제어 장치(이하, 간단하게 「추진 제어 장치」라고 칭함)에 대해서 설명한다. 또한, 이하에 나타내는 실시 형태에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 추진 제어 장치의 일 구성예를 나타내는 도면이다. 도 1에 있어서, 본 실시 형태의 추진 제어 장치(50)는 변전소 등의 직류 전원(1)에 접속된 직류 가선(2)으로부터 집전 장치(3)를 통하여 수신하는 전력을 입력 전원으로 하고, 차량 내에 탑재되는 교류 모터(AC 모터)(13)를 추진 제어하는 장치로서 구성된다.
추진 제어 장치(50)는 장치 내의 각 부를 제어하는 제어부(40)과, 장치 내의 회로를 개폐하기 위한 스위치(41, 42, 43, 44, 45)와, 장치 내의 회로 접속을 전환하기 위한 전환기(14, 15, 16, 17)와, LC 필터를 구성하는 필터 리액터(이하 「FL」이라고 표기)(7) 및 필터 캐패시터(이하 「FC」라고 표기)(8)와, 복수의 스위칭 소자에 의해 구성되어, 쌍방향의 전력 플로우 제어가 가능한 전력 변환 기능을 가지고, 접속 양태에 따라 승압 초퍼, 강압 초퍼, 승강압 초퍼, 인버터 및 컨버터 중 어느 하나로서 동작하는 제1 전력 변환부로서의 전력 변환부(9) 및 제2 전력 변환부로서의 전력 변환부(10)과, 전력 변환부(9) 또는 전력 변환부(10)에 의해서 구동되어 차륜(21)을 회전시키는 AC 모터(13)와, 2차 전지나 전기 이중층 캐패시터 등의 전력 저장 디바이스에 의해 구성된 전력 저장 장치(12)와, 배터리 필터 캐패시터(이하 「BFC」라고 표기)(29)와, 스위치(41)를 투입할 때의 과전류를 방지하는 전류 제한 저항(6)과, 스위치(44)를 투입할 때의 과전류를 방지하는 전류 제한 저항(26)과, 전력 저장 장치(12)로부터 공급된 직류 전압을 삼상(三相) 교류 전압으로 변환하는 보조 전원 장치(Static InVerter：이하 「SIV」라고 표기)(32)와, SIV(32)로부터 전력 공급을 받아 동작하는 보기(補機)(33)와, 전력 변환부(9, 10)에 있어서의 각 입력단(주：전력 변환부(9, 10)는 쌍방향의 전력 플로우 제어가 가능하고, 어느 측이라도 입력단이 될 수 있지만, 여기에서는 편의상, 직류단측을 입력단으로 하고, 교류단측을 출력단으로 함)에 접속되어, 각 입력단에 직류 전원(1) 및 전력 저장 장치(12) 중 어느 쪽이 접속되도록 접속 전환을 행하는 제1 전환기로서의 전환기(14)와, 전력 변환부(9, 10)에 있어서의 각 출력단측에 마련되는 교류 리액터(이하 「ACL」라고 표기)(11)와, 전력 변환부(9)의 출력을 ACL(11)에 접속할지, AC 모터(13)측에 접속할지를 전환하는 제2 전환기로서의 전환기(15)와, 전력 변환부(10)의 출력단을 ACL(11)에 접속할지, AC 모터(13)측에 접속할지를 전환하는 제3 전환기로서의 전환기(16)와, AC 모터(13)의 접속을 전력 변환부(9)측에 접속할지, 전력 변환부(10)측에 접속할지를 전환하는 제4 전환기로서의 전환기(17)와, AC 모터(13)의 회전 속도를 검출하는 속도 검출기(18), 전력 변환부(9)의 출력측에 마련되어, U, V, W의 각 상의 전류를 검출하기 위해서 적어도 2상에 마련되는 전류 검출기(35a, 35b)와, 전력 변환부(10)의 출력측에 마련되어, U, V, W의 각 상의 전류를 검출하기 위해서 적어도 2상에 마련되는 전류 검출기(36a, 36b)와, 전력 변환부(9)로 유입되는 전류 및 전력 변환부(9)로부터 유출되는 전류를 검출하는 전류 검출기(23)와, 전력 저장 장치(12)로 유입되는 전류 및 전력 저장 장치(12)로부터 유출되는 전류를 검출하는 전류 검출기(37)를 구비한다.
또한, 상기의 구성에 대해서, 일부 보충한다. 보기(33)는 차 내의 조명, 공조(空調), 제어 장치 등의 차량 내 부하이다. 직류 전원(1)은, 연료 전지나 태양광 전지와 같은 직류 전압원이라도 좋다. 전환기(15~17)는 상기의 접속 기능에 의해, 전력 변환부(9, 10) 끼리를 ACL(11)를 통하여 접속할지, 전력 변환부(9)를 AC 모터(13)에 접속할지, 전력 변환부(10)를 AC 모터(13)에 접속할지의 접속 전환을 행하는 제2 전환부로서 동작한다. 또, 전환기(15~17)는, 도시와 같이, 전력 변환부(9)의 출력측의 접속을 3상에 대하여 통합적으로 전환하도록 구성된다.
제어부(40)는 전력 저장 장치(12)의 전압 EBAT, 전류 검출기(37)의 전류 검출치 IBAT, 직류 가선(2)으로부터 공급되는 직류 전압 ES, FC(8)의 전압 EFC, AC 모터(13)의 회전 속도 RZ, 전류 검출기(23)의 전류 검출치 IS, 전류 검출기(35a, 35b)의 전류 검출치 IU1, IV1, IW1(주：2상분의 검출치로부터 3상분의 검출치가 구해지기 때문에, 여기에서는 3상분의 검출치가 출력되는 것으로 하며, 이하 동일함) 및, 전류 검출기(36a, 36b)의 전류 검출치 IU2, IV2, IW2를 감시하고 있다. 또, 운전자 혹은 운전대 장치 등으로부터의 운전 지령(이하 「GC」라고 표기)을 수신한다. 이 운전 지령에는, 예를 들면, 전기차에 대한 운행 조작(역행, 브레이크, 타행(惰行), 정차)을 지시하는 지령 정보나, 전력 저장 장치(12)의 수전(受電) 개시 조작을 나타내는 지령 정보 등이 포함된다. 제어부(40)는 이러한 감시 결과 및 운전 지령 GC에 기초하여, 스위치(41~45) 및 전환기(14~17)를 제어하기 위한 스위치 지령 SC를 생성하여 각각에 출력함과 아울러, 전력 변환부(9, 10)(보다 상세하게는, 전력 변환부(9, 10)를 구성하고 있는 각 스위칭 소자)를 제어하기 위한 스위칭 지령 PWM1, PWM2를 생성하여 출력한다. 또한, 스위칭 지령 PWM1, PWM2를 생성하는 수법은 공지로서, 여기서의 상세한 설명은 생략한다.
우선, 본 실시 형태의 추진 제어 장치를 구비한 전기차는, 도 1에 도시된 구성을 채용함으로써, 도 2 ~ 도 11에 도시된 것과 같은 제어 동작이 가능해진다. 도 2 ~ 도 11에 있어서는, 도 1에 도시된 추진 제어 장치의 주요부만을 기재하고, 전력의 흐름을 일점 쇄선으로 나타내고 있다. 또한, 이러한 각 도면에서는, 전환기(14)의 기능을 1회로 2접점의 스위치(이하 「SW」라고 표기) 1~3 및 SW 6~8를 도시와 같이 조합해서 실현하고, 전환기(15~17)의 기능을 1회로 2접점의 SW 4, 5 및 SW 9~11를 도시와 같이 조합해서 실현하고 있지만, 이러한 접속 형태나 접속 구성으로 한정되는 것이 아니고, 이하에 설명하는 각 동작이 가능한 임의의 접속 형태나 접속 구성을 채용할 수 있는 것은 말할 필요도 없다.
(직류 가선으로부터 전력 저장 장치를 충전：충전 동작 1)
도 2는 전력 저장 장치(12)를 충전하는 경우의 동작(충전 동작 1)을 나타내는 도면이다. 이 충전 동작 1의 경우, 도시와 같이, SW 1~3의 각 접점을 A측, SW 4의 접점을 B측, SW 5의 접점을 A측, SW 6~8의 각 접점을 B측, SW 9의 접점을 A측, SW 10의 접점을 B측으로 설정한다. 또한, SW 11의 접점은 임의이다. 또, 도 2에서는, 도시를 생략하고 있는 SW(41~45)도 온으로 설정한다(이하, 특히 별도의 언급이 없는 이상, SW(41~45)는 온으로 설정되어 있는 것으로 하여 설명한다).
상기와 같은 접속 상태에 있어서, 직류 가선(2)으로부터, 전력 변환부(9), ACL(11) 및 전력 변환부(10)를 경유하여 전력 저장 장치(12)에 이르는 전력 공급 경로가 형성되고, 전력 변환부(9)는 제1 초퍼(직류 가선(2)에 가까운 쪽의 전력 변환부를 「CH1」로서 표기, 이하 동일함)로서 동작하고, 전력 변환부(10)는 제2 초퍼(전력 저장 장치(12)에 가까운 쪽의 전력 변환부를 「CH2」로서 표기, 이하 동일함)로서 동작하여 전력 저장 장치(12)를 충전한다. 이 도 2에 도시된 동작(전력 저장 장치(12)의 충전 동작)은, 전기차가 차량 기지(基地)나 역에서 정차하고 있는 상태, 또는 전화(電化) 구간에서 타행 운전을 행하고 있는 상태에 있어서 실시한다.
직류 가선(2)의 전압이 전력 저장 장치(12)의 전압보다도 높은 경우, 전력 변환부(9, 10)는 승압 초퍼로서 동작한다. 또한, 여기서 말하는 「승압 초퍼」의 의미는, 전력 변환부(9, 10)의 전체로부터 보아서 승압 초퍼로서 동작하는 것을 의미하며, 전력 변환부(9, 10)의 쌍방이 승압 초퍼로서 동작할 필요가 있다고 하는 의미는 아니다. 또, 직류 가선(2)의 전압이 전력 저장 장치(12)의 전압보다도 낮은 경우, 전력 변환부(9, 10)는 강압 초퍼로서 동작한다. 여기서 말하는 「강압 초퍼」의 의미도, 전력 변환부(9, 10)의 전체로부터 보아서 강압 초퍼로서 동작하는 것을 의미하며, 전력 변환부(9, 10)의 쌍방이 강압 초퍼로서 동작할 필요가 있다고 하는 의미는 아니다.
또한, 도 2에서는, 전력 저장 장치(12)를 충전할 때에 2개의 전력 변환부(9, 10)를 모두 이용하는 접속 구성에 대해서 설명했지만, 전력 변환부(9, 10)의 어느 한쪽만을 이용하는 접속 구성으로 하는 것도 가능하다. 예를 들면, SW 7와 SW 8의 사이에, 예를 들면 1회로 2접점의 스위치를 마련하고, 이 스위치의 한쪽 접점이 SW 8의 접점 A 및 SW 10의 접점 A를 통해서 ACL(11)에 접속되는 접속 구성으로 하면, 전력 변환부(10)를 사용하지 않고, 전력 변환부(9)만으로 전력 저장 장치(12)에 대한 충전을 행할 수 있다. 또한, 마찬가지의 접속 구성에 의해, 전력 변환부(9)를 사용하지 않고, 전력 변환부(10)만으로 전력 저장 장치(12)에 대한 충전도 가능해진다.
(직류 가선의 전력을 이용한 모터 구동：모터 구동 1)
도 3은 직류 가선(2)의 전력을 이용하여 AC 모터(13)를 구동하는 경우의 동작(모터 구동 1)을 나타내는 도면이다. 이 모터 구동 1의 경우, 도시와 같이, SW 1~4, 11의 각 접점을 A측으로 설정한다. 또한, 그 외의 SW 5~10의 각 접점은 임의이다. 또, 전력 변환부(10)는 동작을 정지한다.
상기와 같은 접속 상태에 있어서, 직류 가선(2)으로부터 전력 변환부(9)를 경유하여 AC 모터(13)에 이르는 전력 공급 경로가 형성되고, 전력 변환부(9)는 인버터로서 동작하여, 직류 가선(2)으로부터 공급된 직류 전압을 삼상 교류 전압으로 변환하여 AC 모터(13)를 구동한다. 이 도 3에 도시된 동작은, 역행시, 브레이크 제어시 등에 있어서 실행된다.
(전력 저장 장치의 전력을 이용한 모터 구동：모터 구동 2)
도 4는 전력 저장 장치(12)의 전력을 이용하여 AC 모터(13)를 구동하는 경우의 동작(모터 구동 2)을 나타내는 도면이다. 이 모터 구동 2의 경우, 도시와 같이, SW 6~9, 11의 각 접점을 B측으로 설정한다. 또한, 그 외의 SW 1~5, 10의 각 접점은 임의이다. 또, 전력 변환부(9)는 동작을 정지한다.
상기와 같은 접속 상태에 있어서, 전력 저장 장치(12)로부터 전력 변환부(10)를 경유하여 AC 모터(13)에 이르는 전력 공급 경로가 형성되고, 전력 변환부(10)는 인버터로서 동작하여, 전력 저장 장치(12)로부터 공급된 직류 전압을 삼상 교류 전압으로 변환하여 AC 모터(13)를 구동한다. 이 도 4에 도시된 동작은, 도 3의 경우와 마찬가지로, 역행시, 브레이크 제어시 등에 있어서 실행된다.
(직류 가선으로부터 전력 저장 장치를 충전：충전 동작 2)
도 5는 전력 저장 장치(12)를 충전하는 경우의 동작(충전 동작 2)을 나타내는 도면으로, 도 2에 도시된 충전 동작 1과는 다른 전력 공급 경로로 전력 저장 장치(12)를 충전하는 동작이다. 이 충전 동작 2의 경우, 도시와 같이, SW 1, 2, 4, 8~10의 각 접점을 B측, SW 3, 5~7의 각 접점을 A측으로 설정한다. 또한, SW 11의 접점은 임의이다.
상기와 같은 접속 상태에 있어서, 직류 가선(2)으로부터, 전력 변환부(10), ACL(11) 및 전력 변환부(9)를 경유하여 전력 저장 장치(12)에 이르는 전력 공급 경로가 형성되고, 전력 변환부(10)는 제1 초퍼(CH1)로서 동작하며, 전력 변환부(9)는 제2 초퍼(CH2)로서 동작하여 전력 저장 장치(12)를 충전한다. 이 도 5에 도시된 동작(충전 동작 2)은, 도 2에 도시된 동작(충전 동작 1)과 마찬가지로, 전기차가 차량 기지나 역에서 정차하고 있는 상태, 또는 전화 구간에서 타행 운전을 행하고 있는 상태에 있어서 실시된다.
직류 가선(2)의 전압이 전력 저장 장치(12)의 전압보다도 높은 경우, 전력 변환부(9, 10)는 쌍방 전체로 승압 초퍼로서 동작한다. 또, 직류 가선(2)의 전압이 전력 저장 장치(12)의 전압보다도 낮은 경우, 전력 변환부(9, 10)는 쌍방 전체로 강압 초퍼로서 동작한다.
또한, 도 2에서는, 전력 저장 장치(12)를 충전할 때에 2개의 전력 변환부(9, 10)를 모두 이용하는 접속 구성에 대해서 설명했지만, 전력 변환부(9, 10) 중 어느 한쪽만을 이용하는 접속 구성으로 하는 것도 가능하다. 예를 들면, SW 1와 SW 2의 사이에, 예를 들면 1회로 2접점의 스위치를 마련하고, 이 스위치의 한쪽 접점이 SW 2의 접점 B 및 SW 5의 접점 B를 통해서 ACL(11)에 접속되는 접속 구성으로 하면, 전력 변환부(9)를 사용하지 않고, 전력 변환부(10)만으로 전력 저장 장치(12)에 대한 충전을 행할 수 있다. 또한, 마찬가지의 접속 구성에 의해, 전력 변환부(10)를 사용하지 않고, 전력 변환부(9)만으로 전력 저장 장치(12)에 대한 충전도 가능해진다.
(직류 가선의 전력을 이용한 모터 구동：모터 구동 3)
도 6은 직류 가선(2)의 전력을 이용하여 AC 모터(13)를 구동하는 경우의 동작(모터 구동 3)을 나타내는 도면으로, 도 3에 도시된 모터 구동 1과는 다른 전력 공급 경로 및 다른 전력 변환부로 AC 모터(13)를 구동하는 동작이다. 이 모터 구동 3의 경우, 도시와 같이, SW 1, 8, 9, 11의 각 접점을 B측, SW 7의 접점을 A측으로 설정한다. 또한, 그 외의 SW 2~6, 10의 각 접점은 임의이다. 또, 전력 변환부(9)는 동작을 정지한다.
상기와 같은 접속 상태에 있어서, 직류 가선(2)으로부터 전력 변환부(10)를 경유하여 AC 모터(13)에 이르는 전력 공급 경로가 형성되고, 전력 변환부(10)는 인버터로서 동작하여, 직류 가선(2)으로부터 공급된 직류 전압을 삼상 교류 전압으로 변환하여 AC 모터(13)를 구동한다. 이 도 6에 도시된 동작은, 도 3에 도시된 동작(모터 구동 1) 등과 마찬가지로, 역행시, 브레이크 제어시 등에 있어서 실행된다.
(전력 저장 장치의 전력을 이용한 모터 구동：모터 구동 4)
도 7은 전력 저장 장치(12)의 전력을 이용하여 AC 모터(13)를 구동하는 경우의 동작(모터 구동 4)을 나타내는 도면으로, 도 4에 도시된 모터 구동 2와는 다른 전력 공급 경로 및 다른 전력 변환부로 AC 모터(13)를 구동하는 동작이다. 이 모터 구동 4의 경우, 도시와 같이, SW 2, 7의 각 접점을 B측, SW 3, 4, 6, 11의 각 접점을 A측으로 설정한다. 또한, 그 외의 SW 1, 5, 8~10의 각 접점은 임의이다. 또, 전력 변환부(10)는 동작을 정지한다.
상기와 같은 접속 상태에 있어서, 전력 저장 장치(12)로부터 전력 변환부(9)를 경유하여 AC 모터(13)에 이르는 전력 공급 경로가 형성되고, 전력 변환부(9)는 인버터로서 동작하여, 전력 저장 장치(12)로부터 공급된 직류 전압을 삼상 교류 전압으로 변환하여 AC 모터(13)를 구동한다. 이 도 7에 도시된 동작은, 도 4에 도시된 동작(모터 구동 2)과 마찬가지로, 역행시, 브레이크 제어시 등에 있어서 실행된다.
(직류 가선의 전력을 이용한 모터 구동：모터 구동 5)
도 8은 직류 가선(2)의 전력을 이용하여 AC 모터(13)를 구동하는 경우의 동작(모터 구동 5)을 나타내는 도면으로, 직류 가선(2)의 전압을 강압한 후에 DC／AC변환하여 AC 모터(13)를 구동하는 동작이다. 이 모터 구동 5의 경우, 도시와 같이, SW 1~3, 5, 8, 10의 각 접점을 A측, SW 4, 9, 11의 각 접점을 B측으로 설정한다. 또한, 그 외의 SW 6, 7의 각 접점은 임의이다.
상기와 같은 접속 상태에 있어서, 직류 가선(2)으로부터 전력 변환부(9), ACL(11), 전력 변환부(10)를 경유하여 AC 모터(13)에 이르는 전력 공급 경로가 형성된다. 전력 변환부(9)는 강압 초퍼로서 동작하여, 직류 가선(2)으로부터 공급된 직류 전압을 전력 변환부(10)의 동작에 적절한 소망한 직류 전압으로 변환한다. 전력 변환부(10)는 인버터로서 동작하여, 전력 변환부(9)에서 변환된 소망한 직류 전압을 삼상 교류 전압으로 변환하여 AC 모터(13)를 구동한다. 이 도 8에 도시된 동작은, 도 3에 도시된 동작(모터 구동 1) 등과 마찬가지로, 역행시, 브레이크 제어시 등에 있어서 실행된다.
또한, 도 8에서는, 직류 가선(2)으로부터 전력 변환부(9), ACL(11), 전력 변환부(10)를 경유하여 AC 모터(13)에 이르는 전력 공급 경로를 형성하여 AC 모터(13)를 구동하는 예를 나타냈지만, 직류 가선(2)으로부터 전력 변환부(10), ACL(11), 전력 변환부(9)를 경유하여 AC 모터(13)에 이르는 전력 공급 경로를 형성하여 AC 모터(13)를 구동하는 것으로 해도 좋다. 이 경우, 전력 변환부(10)는 강압 초퍼로서 동작하고, 전력 변환부(9)는 인버터로서 동작한다.
(전력 저장 장치의 전력을 이용한 모터 구동：모터 구동 6)
도 9는 전력 저장 장치(12)의 전력을 이용하여 AC 모터(13)를 구동하는 경우의 동작(모터 구동 6)을 나타내는 도면으로, 전력 저장 장치(12)의 전압을 강압한 후에 DC／AC 변환하여 AC 모터(13)를 구동하는 동작이다. 이 모터 구동 6의 경우, 도시와 같이, SW 3, 5~8, 10의 각 접점을 B측, SW 4, 9, 11의 각 접점을 A측으로 설정한다. 또한, 그 외의 SW 1, 2의 각 접점은 임의이다.
상기와 같은 접속 상태에 있어서, 전력 저장 장치(12)로부터 전력 변환부(10), ACL(11), 전력 변환부(9)를 경유하여 AC 모터(13)에 이르는 전력 공급 경로가 형성된다. 전력 변환부(10)는 강압 초퍼로서 동작하여, 직류 가선(2)으로부터 공급된 직류 전압을 전력 변환부(9)의 동작에 적절한 소망한 직류 전압으로 변환한다. 전력 변환부(9)는 인버터로서 동작하여, 전력 변환부(10)에서 변환된 소망한 직류 전압을 삼상 교류 전압으로 변환하여 AC 모터(13)를 구동한다. 이 도 9에 도시된 동작은, 도 3에 도시된 동작과 마찬가지로, 역행시, 브레이크 제어시 등에 있어서 실행된다.
또한, 도 9에서는, 전력 저장 장치(12)로부터 전력 변환부(10), ACL(11), 전력 변환부(9)를 경유하여 AC 모터(13)에 이르는 전력 공급 경로를 형성해 AC 모터(13)를 구동하는 실시예를 나타냈지만, 전력 저장 장치(12)로부터 전력 변환부(9), ACL(11), 전력 변환부(10)를 경유하여 AC 모터(13)에 이르는 전력 공급 경로를 형성해 AC 모터(13)를 구동하는 것으로 해도 좋다. 이 경우, 전력 변환부(9)는 강압 초퍼로서 동작하고, 전력 변환부(10)는 인버터로서 동작한다.
(직류 가선 및 전력 저장 장치의 쌍방의 전력을 이용한 모터 구동：모터 구동 7)
상술한 모터 구동 1~6은, 직류 가선 또는 전력 저장 장치 중 어느 전력을 이용하여 1개의 모터를 구동하는 실시 형태였다. 한편, 도 10은 직류 가선 및 전력 저장 장치의 쌍방의 전력을 이용하여 복수의 AC 모터(13a, 13b)를 구동하는 경우의 동작(모터 구동 7)을 나타내는 도면이다. 도 10의 예에서는, 전력 변환부(9)가 직류 가선(2)의 전력을 이용하여 제1 모터인 AC 모터(13a)를 구동하고, 전력 변환부(10)가 전력 저장 장치(12)의 전력을 이용하여 제2 모터인 AC 모터(13b)를 구동하도록 구성되어 있다. 또한, 도 2~9의 구성에서는 마련되어 있던 SW 11은 생략되어 있다. 이 모터 구동 7의 경우, 도시와 같이, SW 1~4의 각 접점을 A측, SW 6~9의 각 접점을 B측으로 설정한다. 그 외의 SW 5, 10의 각 접점은 임의이다.
상기와 같은 접속 상태에 있어서, 직류 가선(2)으로부터 전력 변환부(9)를 경유하여 제1 모터인 AC 모터(13a)에 이르는 제1 전력 공급 경로와, 전력 저장 장치(12)로부터 전력 변환부(10)를 경유하여 제2 모터인 AC 모터(13b)에 이르는 제2 전력 공급 경로가 형성된다. 전력 변환부(9)는 인버터로서 동작하여, 직류 가선(2)으로부터 공급된 직류 전압을 삼상 교류 전압으로 변환하여 AC 모터(13a)를 구동한다. 전력 변환부(10)도 인버터로서 동작하여, 전력 저장 장치(12)로부터 공급된 직류 전압을 삼상 교류 전압으로 변환하여 AC 모터(13b)를 구동한다. 이들 AC 모터(13a, 13b)를 구동하는 동작은, 도 3에 도시된 동작(모터 구동 1) 등과 마찬가지로, 역행시, 브레이크 제어시 등에 있어서 실행된다.
또한, 도 10에 도시된 AC 모터(13a, 13b)는, 각각이 동일 차량 내에 마련되는 AC 모터일 수도 있고, 다른 차량에 마련되는 AC 모터여도 상관없다. 중요한 점은, 예를 들면 도 10에 도시된 바와 같이, 구동 대상이 되는 AC 모터가 전환기 등에 의해서 소정의 전력 변환부에 접속되고, 또한 각 차량의 제어부끼리가 차량 사이에 있어서 연계가 되어 있으면 된다.
(직류 가선 및 전력 저장 장치의 쌍방의 전력을 이용한 모터 구동：모터 구동 8)
도 11은 직류 가선 및 전력 저장 장치의 쌍방의 전력을 이용하여 복수의 AC 모터(13a, 13b)를 구동하는 경우의 동작(모터 구동 8)을 나타내는 도면이다. 도 10과의 차이는, 직류 전력 공급원과 전력 변환부의 조합이 다르다는 점뿐이다. 즉, 도 10에서는, 직류 가선(2)의 전력이 전력 변환부(9)에 공급되어, 전력 저장 장치(12)의 전력이 전력 변환부(10)에 공급되는 접속 구성이었지만, 도 11에서는, 직류 가선(2)의 전력이 전력 변환부(10)에 공급되어, 전력 저장 장치(12)의 전력이 전력 변환부(9)에 공급되는 접속 구성이다. 이 모터 구동 8의 경우, 도시와 같이, SW 1, 2, 8, 9의 각 접점을 B측으로, SW 3, 4, 6, 7의 각 접점을 A측으로 설정한다. 그 외의 SW 5, 10의 각 접점은 임의이다.
상기와 같은 접속 상태에 있어서, 전력 저장 장치(12)로부터 전력 변환부(9)를 경유하여 제1 모터인 AC 모터(13a)에 이르는 제1 전력 공급 경로와, 직류 가선(2)으로부터 전력 변환부(10)를 경유하여 제2 모터인 AC 모터(13b)에 이르는 제2 전력 공급 경로가 형성된다. 전력 변환부(9)는 인버터로서 동작하여, 전력 저장 장치(12)로부터 공급된 직류 전압을 삼상 교류 전압으로 변환하여 AC 모터(13a)를 구동한다. 전력 변환부(10)도 인버터로서 동작하여, 직류 가선(2)으로부터 공급된 직류 전압을 삼상 교류 전압으로 변환하여 AC 모터(13b)를 구동한다. 이들 AC 모터(13a, 13b)를 구동하는 동작은, 도 3에 도시된 동작(모터 구동 1) 등과 마찬가지로, 역행시, 브레이크 제어시 등에 있어서 실행된다. 또한, 도 10에 도시된 모터 구동 7과 마찬가지로, 도 11에 도시된 AC 모터(13a, 13b)는, 각각이 동일 차량 내에 마련되는 AC 모터일 수 있고, 다른 차량에 마련되는 AC 모터일 수도 있다.
도 12는, 도 2 ~ 도 11에 도시된 동작을 표형식으로 일람으로 한 도면으로, SW1 ~ 11의 설정 상태, 전력 변환부(9, 10)의 동작 상태, AC 모터(13)(13a, 13b)의 동작 상태, 및 상술한 각 도면과의 대응 관계 등을 나타내고 있다. 도시된 내용은, 상술한 바와 같으므로, 상세한 설명은 생략한다.
이와 같이, 본 실시 형태의 추진 제어 장치는 2개의 전력 변환부를 마련하고, 이들 2개의 전력 변환부 …인 것으로 했으므로, 한쪽 전력 변환부가 고장났을 경우에도 다른 쪽 전력 변환부로 차량 주행이 가능하게 된다고 하는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 상기의 실시 형태에 제시된 구성은, 본 발명의 구성의 일례이며, 다른 공지의 기술과 조합하는 것도 가능한 것으로 하고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 일부를 생략하는 등 변경하여 구성하는 것도 가능하다.
예를 들면, 본 실시 형태의 추진 제어 장치를 탑재한 차량(이하 「하이브리드 차량」이라고 칭함)이 복수 연결되었을 경우에, 각 차량에 있어서의 전력 저장 장치(12)끼리를 병렬로 접속하고, 적어도 1개의 하이브리드 차량의 전력 변환부를 쌍방향 승강압 초퍼로서 동작시켜 전력 저장 장치를 충전하면, 가선 아래의 전화 구간에서는, 전력 저장 장치의 전력을 소비하지 않고 주행할 수 있다. 이 제어에 의해, 전화 구간과 비전화 구간의 쌍방을 주행하는 하이브리드 차량으로서 사용하는 경우에, 비전화 구간을 주행할 때의 전력 저장 장치 용량에 여유(余裕)가 생겨서, 전력 저장 장치 용량의 저감에 효과적이다.
또, 차량 기지나 역에 전력 저장 장치(차량 탑재의 것과는 다른 전력 저장 장치)가 설치되어 있는 경우에 있어서, 이들의 차량 기지나 역에서 정차하고 있는 동안에, 전력 변환부(9, 10) 중 적어도 1개를 DC／DC 컨버터로서 동작시켜, 자(自) 차량이 구비하고 있는 전력 저장 장치(12) 대신에 외부의 전력 저장 장치를 충전하도록 해도 좋다. 이 제어에 의해, 저비용으로 충전할 수 있고, 또, 차량 기지나 역에 전력 저장 장치의 충전 설비가 불필요해진다. 추가로, 야간 등 전기 요금의 싼 시간대에 충전하도록 하면, 한층 더 저비용화를 도모할 수 있다.
또, 전화 구간과 비전화 구간과의 쌍방을 주행하고, 또한, 전화 구간에는 직류 전화 구간과 교류 전화 구간이 존재하는 경우에 있어서, 하이브리드 차량을 3량 이상 연결하여 편성하고, 각 차량에 있어서의 전력 저장 장치(12) 끼리를 병렬로 접속하여, 적어도 1개의 하이브리드 차량의 전력 변환부를 쌍방향 승강압 초퍼로서 동작시키고, 적어도 1개의 하이브리드 차량의 전력 변환부를 컨버터로서 동작시키면, 직류 전화 구간과 교류 전화 구간의 쌍방에 있어서, 가선으로부터의 전력을 수전(受電)할 수 있어, 가선 아래의 전화 구간에서는, 전력 저장 장치의 전력을 소비하지 않고 주행할 수 있다. 이 제어에 의해, 전화 구간과 비전화 구간의 쌍방을 주행하여, 전화 구간에 직류 전화 구간과 교류 전화 구간의 쌍방이 존재하는 경우에 있어서도, 비전화 구간을 주행할 때의 전력 저장 장치 용량에 여유가 생겨서, 전력 저장 장치 용량의 저감에 효과적이다.
또한, 상기의 설명에서는, 철도 차량의 추진 제어 장치의 경우를 예로 설명했지만, 다른 차량과 연계할 필요가 없는 실시 형태는, 전력 저장 장치(리튬 이온 배터리, 니켈 수소 전지, 전기 이중층 캐패시터, 리튬 이온 캐패시터, 플라이 휠(flywheel) 등)를 탑재한 하이브리드 이동체(자동차, 자동 2륜 등)나, 하이브리드 건설 기계(덤프 트럭, 불도저, 굴삭기(excavator) 등) 등으로의 적용이 가능하고, 또 선박 분야로의 적용도 가능하다.
[산업상의 이용 가능성]
이상과 같이, 본 발명에 따른 전기차의 추진 제어 장치는, 한쪽 전력 변환부가 고장났을 경우에도 다른 쪽 전력 변환부를 이용한 차량 주행을 가능하게 하는 발명으로서 유용하다.
1: 직류 전원
2: 직류 가선
3: 집전 장치
6, 26: 전류 제한 저항
7: FL(필터 리액터)
8: FC(필터 캐패시터)
9, 10: 전력 변환부
11: ACL(교류 리액터)
12: 전력 저장 장치
13, 13a, 13b: 교류(AC) 모터
14, 15, 16, 17: 전환기
18: 속도 검출기
21: 차륜
23, 35a, 35b, 36a, 36b, 37: 전류 검출기
29: BFC(배터리 필터 캐패시터)
32: SIV(보조 전원 장치)
33: 보기(補機)
40: 제어부
41, 42, 43, 44, 45: 스위치
50: 추진 제어 장치

Claims (17)

  1. 전력 저장 장치 및 교류 모터를 가지고, 직류 가선 및 상기 전력 저장 장치로부터 공급되는 직류 전력을 이용하여 상기 교류 모터의 추진 제어를 행하는 전기차의 추진 제어 장치로서,
    쌍방향의 전력 플로우 제어(power flow control)가 가능하고, 접속 양태에 따라 적어도 승압(昇壓) 초퍼, 강압(降壓) 초퍼, 승강압 초퍼 및 인버터 중 어느 하나로서 동작하는 제1, 제2 전력 변환부와,
    상기 제1 및 제2 전력 변환부의 각 교류단측에 마련되는 교류 리액터와,
    상기 제1 및 제2 전력 변환부의 각 직류단에 상기 전력 저장 장치 및 상기 직류 가선 중 어느 쪽이 접속되도록 접속 전환을 행하는 제1 전환기와,
    상기 제1 전력 변환부의 교류단을 상기 교류 리액터에 접속할지, 상기 교류 모터측에 접속할지를 전환하는 제2 전환기와,
    상기 제2 전력 변환부의 교류단을 상기 교류 리액터에 접속할지, 상기 교류 모터측에 접속할지를 전환하는 제3 전환기와,
    상기 교류 모터의 접속을 상기 제1 전력 변환부측에 접속할지, 상기 제2 전력 변환부측에 접속할지를 전환하는 제4 전환기와,
    상기 제1 및 제2 전력 변환부의 동작 및 상기 제1 내지 제4 전환기의 동작을 제어하는 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 전기차의 추진 제어 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 직류 가선의 전력을 이용하여 상기 전력 저장 장치를 충전하는 경우, 상기 제1 전환기를 제어하여 상기 직류 가선의 출력을 상기 제1 전력 변환부의 직류단측에 접속하고, 또한 상기 제2 전력 변환부의 직류단을 상기 전력 저장 장치측에 접속하고, 상기 제2 전환기를 제어하여 상기 제1 전력 변환부의 교류단을 상기 교류 리액터에 접속하고, 상기 제3 전환기를 제어하여 상기 제2 전력 변환부의 교류단을 상기 교류 리액터에 접속함과 아울러,
    상기 제1 및 제2 전력 변환부를 초퍼 동작시켜 상기 전력 저장 장치를 충전하는 것을 특징으로 하는 전기차의 추진 제어 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 직류 가선의 전력을 이용하여 상기 전력 저장 장치를 충전하는 경우, 상기 제1 전환기를 제어하여 상기 직류 가선의 출력을 상기 제2 전력 변환부의 직류단측에 접속하고, 또한 상기 제1 전력 변환부의 직류단을 상기 전력 저장 장치측에 접속하고, 상기 제2 전환기를 제어하여 상기 제1 전력 변환부의 교류단을 상기 교류 리액터에 접속하고, 상기 제3 전환기를 제어하여 상기 제2 전력 변환부의 교류단을 상기 교류 리액터에 접속함과 아울러,
    상기 제1 및 제2 전력 변환부를 초퍼 동작시켜 상기 전력 저장 장치를 충전하는 것을 특징으로 하는 전기차의 추진 제어 장치.
  4. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 직류 가선의 전압이 상기 전력 저장 장치의 전압보다도 높은 경우에는 상기 제1 및 제2 전력 변환부 중 적어도 1개를 승압 초퍼 동작시켜 상기 전력 저장 장치를 충전하는 것을 특징으로 하는 전기차의 추진 제어 장치.
  5. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 직류 가선의 전압이 상기 전력 저장 장치의 전압보다도 낮은 경우에는 상기 제1 및 제2 전력 변환부 중 적어도 1개를 강압 초퍼 동작시켜 상기 전력 저장 장치를 충전하는 것을 특징으로 하는 전기차의 추진 제어 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 직류 가선의 전력을 이용하여 상기 교류 모터를 구동하는 경우, 상기 제1 전환기를 제어하여 상기 직류 가선의 출력을 상기 제1 전력 변환부의 직류단측에 접속하고, 상기 제2 및 제4 전환기를 제어하여 상기 제1 전력 변환부의 교류단을 상기 교류 모터에 접속함과 아울러,
    상기 제1 전력 변환부를 인버터 동작시켜 상기 교류 모터를 구동하는 것을 특징으로 하는 전기차의 추진 제어 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 직류 가선의 전력을 이용하여 상기 교류 모터를 구동하는 경우, 상기 제1 전환기를 제어하여 상기 직류 가선의 출력을 상기 제2 전력 변환부의 직류단측에 접속하고, 상기 제3 및 제4 전환기를 제어하여 상기 제2 전력 변환부의 교류단을 상기 교류 모터에 접속함과 아울러,
    상기 제2 전력 변환부를 인버터 동작시켜 상기 교류 모터를 구동하는 것을 특징으로 하는 전기차의 추진 제어 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 전력 저장 장치의 전력을 이용하여 상기 교류 모터를 구동하는 경우, 상기 제1 전환기를 제어하여 상기 전력 저장 장치의 출력을 상기 제1 전력 변환부의 직류단측에 접속하고, 상기 제2 및 제4 전환기를 제어하여 상기 제1 전력 변환부의 교류단을 상기 교류 모터에 접속함과 아울러,
    상기 제1 전력 변환부를 인버터 동작시켜 상기 교류 모터를 구동하는 것을 특징으로 하는 전기차의 추진 제어 장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 전력 저장 장치의 전력을 이용하여 상기 교류 모터를 구동하는 경우, 상기 제1 전환기를 제어하여 상기 전력 저장 장치의 출력을 상기 제2 전력 변환부의 직류단측에 접속하고, 상기 제3 및 제4 전환기를 제어하여 상기 제2 전력 변환부의 교류단을 상기 교류 모터에 접속함과 아울러,
    상기 제2 전력 변환부를 인버터 동작시켜 상기 교류 모터를 구동하는 것을 특징으로 하는 전기차의 추진 제어 장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 직류 가선의 전력을 이용하여 상기 교류 모터를 구동하는 경우, 상기 제1 전환기를 제어하여 상기 직류 가선의 출력을 상기 제1 전력 변환부의 직류단측에 접속하고, 상기 제2 전환기를 제어하여 상기 제1 전력 변환부의 교류단을 상기 교류 리액터에 접속하고, 상기 제1 및 제3 전환기를 제어하여 상기 제2 전력 변환부의 직류단을 상기 교류 리액터에 접속하고, 상기 제3 및 제4 전환기를 제어하여 상기 제2 전력 변환부의 교류단을 상기 교류 모터에 접속함과 아울러,
    상기 제1 전력 변환부를 강압 초퍼 동작시키고, 또한 상기 제2 전력 변환부를 인버터 동작시켜 상기 교류 모터를 구동하는 것을 특징으로 하는 전기차의 추진 제어 장치.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 직류 가선의 전력을 이용하여 상기 교류 모터를 구동하는 경우, 상기 제1 전환기를 제어하여 상기 직류 가선의 출력을 상기 제2 전력 변환부의 직류단측에 접속하고, 상기 제3 전환기를 제어하여 상기 제2 전력 변환부의 교류단을 상기 교류 리액터에 접속하고, 상기 제1 및 제2 전환기를 제어하여 상기 제1 전력 변환부의 직류단을 상기 교류 리액터에 접속하고, 상기 제2 및 제4 전환기를 제어하여 상기 제1 전력 변환부의 교류단을 상기 교류 모터에 접속함과 아울러,
    상기 제2 전력 변환부를 강압 초퍼 동작시키고, 또한 상기 제1 전력 변환부를 인버터 동작시켜 상기 교류 모터를 구동하는 것을 특징으로 하는 전기차의 추진 제어 장치.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 전력 저장 장치의 전력을 이용하여 상기 교류 모터를 구동하는 경우, 상기 제3 전환기를 제어하여 상기 전력 저장 장치의 출력을 상기 제2 전력 변환부의 직류단측에 접속하고, 상기 제3 전환기를 제어하여 상기 제2 전력 변환부의 교류단을 상기 교류 리액터에 접속하고, 상기 제1 및 제2 전환기를 제어하여 상기 제1 전력 변환부의 직류단을 상기 교류 리액터에 접속하고, 상기 제2 및 제4 전환기를 제어하여 상기 제1 전력 변환부의 교류단을 상기 교류 모터에 접속함과 아울러,
    상기 제2 전력 변환부를 강압 초퍼 동작시키고, 또한 상기 제1 전력 변환부를 인버터 동작시켜 상기 교류 모터를 구동하는 것을 특징으로 하는 전기차의 추진 제어 장치.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 전력 저장 장치의 전력을 이용하여 상기 교류 모터를 구동하는 경우, 상기 제1 전환기를 제어하여 상기 전력 저장 장치의 출력을 상기 제1 전력 변환부의 직류단측에 접속하고, 상기 제2 전환기를 제어하여 상기 제1 전력 변환부의 교류단을 상기 교류 리액터에 접속하고, 상기 제1 및 제3 전환기를 제어하여 상기 제2 전력 변환부의 직류단을 상기 교류 리액터에 접속하고, 상기 제3 및 제4 전환기를 제어하여 상기 제2 전력 변환부의 교류단을 상기 교류 모터에 접속함과 아울러,
    상기 제1 전력 변환부를 강압 초퍼 동작시키고, 또한 상기 제2 전력 변환부를 인버터 동작시켜 상기 교류 모터를 구동하는 것을 특징으로 하는 전기차의 추진 제어 장치.
  14. 전력 저장 장치 및 교류 모터를 가지는 전기차의 추진 제어 장치로서,
    쌍방향의 전력 플로우 제어가 가능한 제1, 제2 전력 변환부와,
    상기 제1 및 제2 전력 변환부의 각 교류단측에 마련되는 교류 리액터와,
    상기 제1 및 제2 전력 변환부의 각 직류단에 상기 전력 저장 장치 및 상기 직류 가선 중 어느 쪽이 접속되도록 접속 전환을 행하는 제1 전환기와,
    상기 제1 전력 변환부의 교류단을 상기 교류 리액터에 접속할지, 상기 교류 모터측에 접속할지를 전환하는 제2 전환기와,
    상기 제2 전력 변환부의 교류단을 상기 교류 리액터에 접속할지, 상기 교류 모터측에 접속할지를 전환하는 제3 전환기와,
    상기 교류 모터의 접속을 상기 제1 전력 변환부측에 접속할지, 상기 제2 전력 변환부측에 접속할지를 전환하는 제4 전환기와,
    상기 제1 및 제2 전력 변환부의 동작 및 상기 제1 내지 제4 전환기의 동작을 제어하는 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 전기차의 추진 제어 장치.
  15. 전력 저장 장치, 및 제1 및 제2 교류 모터를 가지고, 직류 가선 및 상기 전력 저장 장치로부터 공급되는 직류 전력을 이용하여 상기 제1 및 제2 교류 모터의 추진 제어를 행하는 전기차의 추진 제어 장치로서,
    쌍방향의 전력 플로우 제어가 가능하고, 접속 양태에 따라 적어도 승압 초퍼, 강압 초퍼, 승강압 초퍼 및 인버터 중 어느 하나로서 동작하는 제1, 제2 전력 변환부와,
    상기 제1 및 제2 전력 변환부의 각 교류단측에 마련되는 교류 리액터와,
    상기 제1 및 제2 전력 변환부의 각 직류단에 상기 전력 저장 장치 및 상기 직류 가선 중 어느 쪽이 접속되도록 접속 전환을 행하는 제1 전환기와,
    상기 제1 전력 변환부의 교류단을 상기 교류 리액터에 접속할지, 상기 제1 교류 모터에 접속할지를 전환하는 제2 전환기와,
    상기 제2 전력 변환부의 교류단을 상기 교류 리액터에 접속할지, 상기 제2 교류 모터에 접속할지를 전환하는 제3 전환기와,
    상기 전력 변환부의 동작 및 상기 제1 내지 제3 전환기를 동작을 제어하는 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 전기차의 추진 제어 장치.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 직류 가선의 전력을 이용하여 상기 제1 교류 모터를 구동하는 경우, 상기 제1 전환기를 제어하여 상기 직류 가선의 출력을 상기 제1 전력 변환부의 직류단측에 접속하고, 상기 제2 전환기를 제어하여 상기 제1 전력 변환부의 교류단을 상기 제1 교류 모터에 접속함과 아울러, 상기 제1 전력 변환부를 인버터 동작시켜 상기 제1 교류 모터를 구동하고,
    상기 전력 저장 장치의 전력을 이용하여 상기 제2 교류 모터를 구동하는 경우, 상기 제1 전환기를 제어하여 상기 전력 저장 장치의 출력을 상기 제2 전력 변환부의 직류단측에 접속하고, 상기 제3 전환기를 제어하여 상기 제2 전력 변환부의 교류단을 상기 제2 교류 모터에 접속함과 아울러, 상기 제2 전력 변환부를 인버터 동작시켜 상기 제2 교류 모터를 구동하는 것을 특징으로 하는 전기차의 추진 제어 장치.
  17. 청구항 15에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 전력 저장 장치의 전력을 이용하여 상기 제1 교류 모터를 구동하는 경우, 상기 제1 전환기를 제어하여 상기 전력 저장 장치의 출력을 상기 제1 전력 변환부의 직류단측에 접속하고, 상기 제2 전환기를 제어하여 상기 제1 전력 변환부의 교류단을 상기 제1 교류 모터에 접속함과 아울러, 상기 제1 전력 변환부를 인버터 동작시켜 상기 제1 교류 모터를 구동하고,
    상기 직류 가선의 전력을 이용하여 상기 제2 교류 모터를 구동하는 경우, 상기 제1 전환기를 제어하여 상기 직류 가선의 출력을 상기 제2 전력 변환부의 직류단측에 접속하고, 상기 제3 전환기를 제어하여 상기 제2 전력 변환부의 교류단을 상기 제2 교류 모터에 접속함과 아울러, 상기 제2 전력 변환부를 인버터 동작시켜 상기 제2 교류 모터를 구동하는 것을 특징으로 하는 전기차의 추진 제어 장치.
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