KR20150080917A - 하이브리드 또는 전기 자동차의 이중 전력-저장 장치를 구비하는 전기 공급 시스템 - Google Patents

하이브리드 또는 전기 자동차의 이중 전력-저장 장치를 구비하는 전기 공급 시스템 Download PDF

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미첼 슈망
필립 보데송
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발레오 에뀝망 엘렉뜨리끄 모떼르
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Abstract

본 발명은 전기 또는 하이브리드 자동차에서 구현하기에 적합한 이중 전력-저장 장치(1)를 구비하는 전기 공급 시스템에 관한 것이다. 전기 공급 시스템은 자동차의 전력 네트워크(5)에 연결되도록 의도된다. 전력 공급 시스템은 제 1 특정 에너지, 제 1 특정 전력, 및 제 1 작동 전압(Ue)을 갖는 제 1 전력-저장 장치(2)와, 제 1 특정 에너지보다 낮은 제 2 특정 에너지, 제 1 특정 전력보다 큰 제 2 특정 전력, 및 제 1 작동 전압(Ue)보다 큰 제 2 작동 전압(Up)을 갖는 제 2 전력-저장 장치(3)를 포함하는 유형을 갖는다. 제 1 전력-저장 장치와 제 2 전력-저장 장치는 자동차의 작동 상태에 따라 제어되는 양방향 DC-DC 컨버터(4)에 의해 전기적으로 결합된다. 본 발명에 따라서, DC-DC 컨버터(4)는 제 1 전력-저장 장치와 제 2 전력-저장 장치 사이에서 직렬로 연결된 부동 커패시터(14)를 포함한다.

Description

하이브리드 또는 전기 자동차의 이중 전력-저장 장치를 구비하는 전기 공급 시스템{ELECTRICITY SUPPLY SYSTEM HAVING DOUBLE POWER-STORAGE DEVICES OF A HYBRID OR ELECTRIC MOTOR VEHICLE}
본 발명은 전기 또는 하이브리드 자동차용 이중 전기에너지 저장 장치를 갖는 전기 공급 시스템에 관한 것이다.
열 엔진을 갖는 자동차는 장비의 다양한 아이템(item)에 전기에너지를 공급하도록 설계되는 배터리, 일반적으로 12V 배터리를 포함하는 온-보드(on-board) 전기 네트워크를 통상적으로 포함하고, 이러한 장비의 다양한 아이템은 특히, 열 엔진의 개시를 보장하기 위해 필수적인 시동기(starter)이다. 개시 후에, 열 엔진과 결합되는 교류 발전기(alternator)는 배터리가 충전되는 것을 보장한다.
요즘, 전력 전자의 발전은 시동기와 교류 발전기를 유리하게 대신하는 단일 가역 다상 회전 전기 머신(single reversible polyphase rotary electrical machine)을 제공 및 제어 가능하게 한다.
제 1 단계에서, 교류 발전기-시동기로 알려진 이 머신은 기본적으로, 교류 발전기 및 시동기에 대한 이전의 전용 기능을 충족하고, 추가로, 제동으로부터 에너지를 회생하거나, 열 엔진에 추가의 전력 및 토크를 제공하는 목적을 갖는다.
작동 전압을 증가시키는 것에 의해, 교류 발전기-시동기의 전력을 증가시키고, 교류 발전기-시동기의 성능을 향상시키면서, 12V 내지 14V 공급원, 특히, 리드 배터리(lead battery)를 위해 설계된 다른 표준 장비를 사용할 가능성을 유지하기 위해, 소위 "14+X" 또는 "마이크로-하이브리드" 아키텍처(architecture)가 채용되었다.
따라서, 이러한 아키텍처는 14V보다 높고, 그리고 48V 정도일 수 있는 전압에서 기능하는 전기에너지 저장 소자에 교류 발전기-시동기를 연결시키는 전력 네트워크와, 다른 장비 전체를 연결시키는 전기 서비스 네트워크로 구성된다. 2개의 네트워크 사이의 전압 레벨의 순응이 가역 DC-DC 컨버터에 의해 보장된다.
제 2 단계에서, 생태학적 고려사항은 예를 들면, 도시 환경에서 자동차를 저속으로 구동하기에 충분한 대략 8㎾ 내지 10㎾의 전력을 갖는 교류 발전기-시동기의 디자인으로 이어진다.
이러한 유형의 전력 레벨이 획득되었지만, 전력 네트워크의 전압을 종래의 리드 배터리의 정상 전압보다 매우 높은 대략 60V의 전압으로 향상시키는 것에 의해서만, 컴팩트한 전기 머신을 구비할 수 있었다.
게다가, 최대 120V의 전압을 갖는 전력 네트워크는 자동차를 전기 모터에 의해 풀 스피드로 구동시키는 아키텍처(이전의 소위 마일드-하이브리드 아키텍처와는 대조적인, 소위 풀-하이브리드 아키텍처)에서 실행될 수 있다.
전술된 하이브리드 자동차에 특정된 기능을 수행하기 위해서, 대량의 전력이 전력 네트워크의 저장 소자에 의해 기본적으로 공급된다.
회생 제동 단계 동안에, 충전된 에너지는 고압 배터리에 의해 신속히 흡수되어야 하고, 정반대로, 토크 지원 단계 동안에, 고압 배터리는 대량의 전력을 공급할 수 있어야 한다. 그러므로, 이러한 유형의 저장 소자는 방전 단계 동안의 전압 손실 및 충전 단계 동안의 과잉 전압을 회피하기 위해, 매우 낮은 내부 저항을 갖는다.
동시에, 이러한 유형의 저장 소자는 [ZEV, 즉, 무공해 자동차(Zero Emission Vechicle)로 알려진] 순수 전기 모드로 주행하는 단계에서 에너지를 공급하기에 충분한 에너지 레벨을 가져야 하며, 장기간에 걸쳐서 이용 가능한 에너지량이 근본적으로 중요하다는 것이 인식될 것이다.
그러나, 본 분야의 현재 상태에서, 강한 특정 전력과 상당한 특정 에너지 양자를 갖는 전기에너지 저장 장치가 존재하지 않는다. 리튬-이온 배터리의 신뢰성 및 서비스 수명을 제한하는 심각한 제약을 받는 리튬-이온 배터리의 비-최적 방식으로 습관적으로 사용되고 있다.
99 PESC 컨퍼런스("30th annual IEEE Powers Electronics Specialists Conference", 1999, Vol. 2, pages 638-643) 동안에 X.Yan 등에 의해 제출된 논문 "Improvement of Drive Range, Acceleration and Deceleration Performance in an Electric Vehicle Propulsion System"에서, 파워 피크(power peak)를 제공하는 울트라-커패시터와 관련된 아연-브롬의 특정 에너지, 서비스 수명, 및 저비용 면에서 이용되는 아연-브롬 배터리가 설명되었다.
2방향 DC-DC 컨버터는 자동차의 작동 상태[가속, 추월(overtaking), 회생 제동 등]에 따라 2개의 유형의 저장 장치의 충전/방전을 제어한다.
이 컨버터는 스텝-업(step-up)/스텝-다운(step-down) 조립체를 구성하도록, 울트라-커패시터 및 ZnBr 배터리에 각각 연결되는 전력 반도체 하프-브리지와 유도 코일을 포함한다.
하프-브리지의 반도체의 제어는 간단하지만, 이 아키텍처에서, 이러한 반도체는 저장 장치의 터미널에서 그리고 전력 네트워크에 존재하는 전압을 받고, 그러므로 대량의 전력을 스위칭시켜야 한다. 게다가, 이러한 반도체가 고가일 수 있다.
본 발명의 목적은 이러한 단점을 제거하고, 전기 또는 하이브리드 자동차의 이중 저장 유닛을 갖는 전기 공급 시스템의 구성요소의 비용을 제한하는 것이다.
자동차의 전력 네트워크에 연결되도록 설계되는 이 시스템은 제 1 특정 에너지, 제 1 특정 전력, 및 제 1 작동 전압을 갖는 제 1 전기에너지 저장 장치와, 제 1 특정 에너지보다 낮은 제 2 특정 에너지, 제 1 특정 전력보다 큰 제 2 특정 전력, 및 제 1 작동 전압보다 큰 제 2 작동 전압을 갖는 제 2 전기에너지 저장 장치를 포함하는 자체적으로 알려진 유형을 갖는다. 평소의 방식으로, 제 1 및 제 2 전기에너지 저장 장치는 자동차의 작동 상태에 따라 제어되는 2-방향 DC-DC 컨버터에 의해 전기적으로 결합된다.
본 발명에 따른 전기 또는 하이브리드 자동차의 이중 저장 장치를 갖는 전기 공급 시스템은 DC-DC 컨버터가 제 1 전기에너지 저장 장치와 제 2 전기에너지 저장 장치 사이에서 직렬로 연결되는 부동 커패시터(floating capacitor)를 포함한다는 점에서 구별된다.
DC-DC 컨버터는, 제 1 반도체 스위칭 소자에 의해 형성되고, 제 1 필터링 소자에 의해 부동 커패시터 상에 병렬로 연결된 "H" 형태의 제 1 브리지를 유리하게 추가적으로 포함하며, 제 1 브리지는, 제 2 반도체 스위칭 소자에 의해 형성되고, 제 2 필터링 소자에 의해 제 1 전기에너지 저장 장치 상에 병렬로 연결된 "H" 형태의 제 2 브리지에, 변압기에 의해 결합된다.
DC-DC 컨버터는 먼저, "H" 형태의 제 1 브리지가 정류기로서 기능하고, "H" 형태의 제 2 브리지가 인버터로서 기능하는 경우에, 제 1 전하를 제 1 전기에너지 저장 장치로부터 제 2 전기에너지 저장 장치로 이송시킬 수 있고, "H" 형태의 제 1 브리지가 인버터로서 기능하고, "H" 형태의 제 2 브리지가 정류기로서 기능하는 경우에, 제 2 전하를 제 2 전기에너지 저장 장치로부터 제 1 전기에너지 저장 장치로 이송시킬 수 있다.
바람직하게, 본 발명에 따른 전기 또는 하이브리드 자동차용 이중 전기에너지 저장 장치를 갖는 전기 공급 시스템은 전기 분배 네트워크에 연결될 수 있는 충전기를 포함한다. 이 충전기는 제 3 반도체 스위칭 소자에 의해 형성되고 인버터로서 기능하는 "H" 형태의 제 3 브리지를 포함하며, "H" 형태의 제 3 브리지는, 정류기로서 기능하는 "H" 형태의 상기 제 2 브리지에 DC-DC 컨버터의 변압기에 의해 결합되는 경우에, 전기 분배 네트워크로부터 제 1 전기에너지 저장 장치를 충전시킬 수 있는 컷-오프 공급원을 구성한다.
이 충전기는 역률(power factor)의 교정을 위한 소자를 유리하게 포함한다.
바람직하게, 본 발명에 따른 전기 또는 하이브리드 자동차용 이중 전기에너지 저장 장치를 갖는 전기 공급 시스템에 있어서, "H" 형태의 제 1, 제 2 및 제 3 브리지는 제로 전압에서의 스위칭 모드, 또는 제로 전류에서의 스위칭 모드로 기능한다.
제 2 반도체 스위칭 소자는 유리하게 IGBT형을 갖는다.
제 2 반도체 스위칭 소자가 IGBT형의 대안으로서 MOSFET형을 갖는 것과 같이, 제 1 및 제 3 반도체 스위칭 소자는 바람직하게 MOSFET형을 갖는다.
본 발명에 따른 전기 또는 하이브리드 자동차용 이중 전기에너지 저장 장치를 갖는 전기 공급 시스템에 있어서, 제 1 반도체 스위칭 소자가 제 1 전기에너지 저장 장치의 제 1 작동 전압과 제 2 전기에너지 저장 장치의 제 2 작동 전압 사이의 대략 최대 전압차의 제 1 서비스 전압을 갖는다는 사실로부터 이점이 얻어진다.
또한, 제 1 필터링 소자는 대략 이러한 최대 전압차의 제 2 서비스 전압을 갖는 커패시터와 유도 코일에 의해 유리하게 구성된다.
본 발명의 내용 내에서, 전기 또는 하이브리드 자동차에는, 이중 전기에너지 저장 장치를 갖는 상술된 전기 공급 시스템이 매우 유리하게 제공될 것이다.
이러한 약간의 필수적인 설명은 종래 기술과 비교하여 이러한 전기 공급 시스템에 의해 제공된 이점을 당업자에게 명백하게 할 것이다.
본 발명의 상세한 설명은 첨부 도면과 관련하여 하기의 설명에 주어진다. 이러한 도면은 설명의 요지를 간단히 나타내기 위한 것이며, 본 발명의 범위를 제한하고자 구성된 것은 아니다.
도 1은 종래 기술에 알려진 전기 또는 하이브리드 자동차용 이중 전기에너지 저장 장치를 갖는 전기 공급 시스템의 전기 회로도,
도 2는 본 발명에 따른 전기 또는 하이브리드 자동차용 이중 전기에너지 저장 장치를 갖는 전기 공급 시스템의 전기 회로도,
도 3은 충전기를 포함하는, 본 발명에 따른 전기 또는 하이브리드 자동차용 이중 전기에너지 저장 장치를 갖는 전기 공급 시스템의 변형예의 전기 회로도.
종래 기술에 알려진 전기 또는 하이브리드 자동차용 이중 전기에너지 저장 장치(1)를 갖는 전기 공급 시스템의 특징의 도 1과 관련한 상기는 본 발명에 의해 제공된 기여를 잘 이해할 수 있게 할 것이다.
도 1은 2방향 DC-DC 컨버터(4)에 의해 제 2 전기에너지 저장 장치(3)에 전기적으로 결합되는 제 1 전기에너지 저장 장치(2)를 개략적으로 도시한다.
조립체(1)는 자동차의 전력 네트워크(5)에 연결되도록 설계되지만, 가장 강한 순시 전력(instantaneous power)을 갖는 전력 네트워크(5)를 공급할 수 있는 제 1 및 제 2 저장 장치(2, 3) 중 하나는 일반적으로 이러한 네트워크(5)에 직접 연결된다.
도 1에 도시된 예에 있어서, 제 1 저장 장치(2)는 많은 에너지를 공급할 수 있는 것으로 간주되지만, 낮은 전력만을 갖는다.
이러한 제 1 저장 장치(2)는 예를 들면, 상술된 논문에 설명된 바와 같이 복수의 ZnBr 셀, 또는 보다 흔히 Li-Ion 셀로 구성된다.
ZnBr 배터리는 30W·h/kg 내지 50W·h/kg의 특정 에너지를 갖지만, Li-Ion 배터리는 75W·h/kg 내지 200W·h/kg의 보다 양호한 특정 에너지를 갖지만, 대용량을 위해 보다 많은 비용이 든다.
그러나, 150W·h/kg 내지 315W·h/kg의 Li-Ion 배터리의 특정 전력은 일반적으로 전기 또는 하이브리드 자동차를 위한 응용에 불충분하다는 것을 발견하였다.
사실, 도시형 자동차, REX 유형의 자율성을 향상시키기 위한 장치를 갖는 소형차(compact car), REX를 갖는 밴 또는 경 다목적 자동차(light utility vehicle)는 비교적 작은 배터리 때문에 15kW·h 내지 20kW·h의 에너지를 갖는다는 사실을 공통적으로 갖는다.
그러나, 이러한 배터리는 가속, 회생 제동 또는 급속한 충전의 단계에서 발생하는 150㎾의 전력을 완전히 공급 또는 흡수할 수 없다.
이러한 전력 레벨은 제 2 전기에너지 저장 장치(3)에 의해 공급되고, 이러한 제 2 전기에너지 저장 장치(3)는 일반적으로, 직렬로 그리고 병렬로 배열된 EDLC[전기 이중층 커패시터(Electric Double Layer Capacitor)의 약어]형의 울트라-커패시터의 세트로 구성된다.
울트라-커패시터의 특정 에너지는 낮고, 즉, 2.5W·h/kg 내지 15W·h/kg이지만, 울트라-커패시터의 특정 전력은 5㎾/kg 정도일 수 있다.
제 1 저장 장치(2)와 제 2 저장 장치(3) 사이의 전하의 이송을 발생시킴으로써, 2방향 DC-DC 컨버터(4)는 전기 자동차를 위해 도 1에 명확하게 나타낸 바와 같이, 자동차의 작동 상태에 따라 전력 네트워크(5)의 요구 전체를 실현하는 것을 가능하게 한다.
- 자동차가 일정 속도로 이송하는 경우에, 전기 모터를 보충하는 전기에너지(6)는 DC-DC 컨버터(4)에 의해 제 1 저장 장치(2)에 의해 전력 네트워크(5)에 공급되고,
- 자동차가 가속 단계에 있는 경우에, 초과 전력(7)이 제 2 전기에너지 저장 장치(3)에 의해 전력 네트워크(5)에 직접 공급되고,
- 자동차가 회생 제동 단계에 있는 경우에, 전력(8)은 제 2 전기에너지 저장 장치(3)에 의해 흡수되고, 회생된 에너지(9)는 DC-DC 컨버터(4)에 의해 제 1 전기에너지 저장 장치(2)에 전달된다.
이러한 DC-DC 컨버터(4)는 종래의 유형의 스텝-업/스텝-다운 조립체를 구성하도록, 제 1 저장 장치(2)에 그리고 제 2 저장 장치(3)에 각각 연결되는 커패시터(11) 및 인덕터(12) 상에 전력 반도체 하프-브리지(10)를 병렬로 포함한다.
작용 동안에, 이 DC-DC 컨버터(4)의 능동 및 수동 전자 구성요소(10, 11, 12)는 제 1 저장 장치의 제 1 전압(Ue)을 받거나, 제 2 저장 장치(3)의 제 2 전압(Up)을 받는다.
이러한 제 1 및 제 2 전압(Ue, Up)은 수 백 볼트 정도일 수 있지만, 순환하는 세기는 수 백 암페어 정도일 수 있다. 그 결과, 스위치된 전력은 고가의 반도체의 구현을 필요로 할 수 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 본 발명에 따른 이중 전기에너지 저장 장치(1)를 갖는 전기 공급 시스템에 의해 단점이 제거된다.
나타낸 2개의 바람직한 실시예에 있어서, DC-DC 컨버터(4)는 가장 높은 것으로 추정되는 제 2 전압(Up) 전체를 받진 않지만, 오직 제 2 전압(Up)과 제 1 전압(Ue) 사이의 전압차(Ucc)만을 받거나, 최대로 제 1 전압(Ue)을 받는다.
따라서, DC-DC 컨버터(4)의 전자 구성요소는 접지(13)에 대한 제 1 및 제 2 전기에너지 저장 장치(2, 3)의 공통 모드 전압을 더이상 받지 않는다. 그러므로, 이들 저장 장치의 서비스 전압이 낮아져서 비용이 낮아진다.
도 2에 도시된 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, DC-DC 컨버터(4)는 제 1 전기에너지 저장 장치(2)와 제 2 전기에너지 저장 장치(3) 사이에서 직렬로 연결되는 부동 커패시터(14)를 포함한다.
제 1 반도체 스위칭 소자(16)에 의해 형성된 "H" 형태의 제 1 브리지(15)는 제 1 필터링 소자(17)에 의해 부동 커패시터(14) 상에 병렬로 연결된다. 제 1 브리지(15)는, 제 2 반도체 스위칭 소자(20)에 의해 형성되고, 제 2 필터링 소자(21)에 의해 제 1 전기에너지 저장 장치(2) 상에 병렬로 연결되는 "H" 형태의 제 2 브리지(19)에, 변압기(18)에 의해 결합된다.
"H" 형태의 제 1 브리지(15)가 정류기로서 기능하고, "H" 형태의 제 2 브리지(19)가 인버터로서 기능하는 경우에, DC-DC 컨버터(4)는 제 1 전하(6)를 제 1 전기에너지 저장 장치(2)로부터 제 2 전기에너지 저장 장치(3)로, 그리고 전력 네트워크(5)로 이송시킨다.
이 제 1 기능 모드는 자동차의 제 1 작동 상태에 상응하고, 자동차의 전기 모터는 일정 속도로 이송하기 위해서 전기 공급 시스템에 의해 공급된다.
"H" 형태의 제 1 브리지(15)가 인버터로서 기능하고, "H" 형태의 제 2 브리지(19)가 정류기로서 기능하는 경우에, DC-DC 컨버터(4)는 제 2 전하(8)를 제 2 전기에너지 저장 장치(3)로부터 전력 네트워크(5)로, 그리고 제 1 전기에너지 저장 장치(2)로 이송시킨다.
자동차의 가속의 단계 동안에, 필요 전력(7)은 DC-DC 컨버터(4)의 간섭 없이 제 2 전기에너지 저장 장치(3)에 의해 공급된다.
변형예로서, 도 3에 명확하게 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전기 또는 하이브리드 자동차용 이중 전기에너지 저장 장치(1)를 갖는 전기 공급 시스템은 전기 분배 네트워크(23)에 연결될 수 있는 충전기(22)를 추가로 포함한다. 이 충전기는 제 3 반도체 스위칭 소자(25)에 의해 형성되고 인버터로서 기능하는 "H" 형태의 제 3 브리지(24)를 포함하고, "H" 형태의 제 3 브리지(24)는, 정류기로서 기능하는 "H" 형태의 제 2 브리지(19)에 DC-DC 컨버터(4)의 변압기에 의해 결합되는 것에 의해, 전기 분배 네트워크(23)로부터 제 1 전기에너지 저장 장치(2)를 충전시킬 수 있는 컷-오프 공급원(19, 24)을 구성한다.
이 컷-오프 공급원(19, 24)은 전체적으로 정적이고, 분배 네트워크(23) 측부에서 [제로 전압 스위칭(Zero Voltage Switching)의 약어, ZVS로 알려진] 제로 전압에서의 스위칭 모드로, 그리고 제 1 전기에너지 저장 장치(2) 측부에서 [제로 전류 스위칭(Zero Current Switching)의 약어, ZCS로 알려진] 제로 전류 모드로 현대 작동 기술을 구현한다.
또한, 이러한 충전기(22)는 관련된 사용자 타겟을 고려하여 바람직하게 단상(monophase)인 역률의 교정을 위한 소자(26)를 유리하게 포함한다.
(도 3에 MOSFET 트랜지스터의 형태로 나타내진) 2개의 반도체 스위칭 소자(20)는 유리하게 IGBT[절연 게이트 쌍극성 트랜지스터(Insulated Gate Bipolar Transistor)의 약어]형을 갖는다. 이러한 유형은 MOSFET[금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)의 약어]보다 낮은 입력 용량을 갖기 때문에, MOSFET형의 반도체보다 선호된다. 제 2 반도체 스위칭 소자(20)가 IGBT형의 대안으로서 MOSFET형인 것과 같이, 제 1 및 제 3 반도체 스위칭 소자(16, 25)는 바람직하게 MOSFET형이다. 제 1 반도체 스위칭 소자(16)의 서비스 전압은 제 1 및 제 2 저장 장치(2, 3)의 높은 전압에 의해 부과된 제약에 순응할 필요가 없고, 저장 장치(2, 3)의 제 1 전압(Ue)과 제 2 전압(Up) 사이에 존재하는 대략 최대 전압에서의 (절대값으로서) 차이일 수 있다.
본 발명은 상술된 바람직한 실시예에 단순히 제한되지 않는다는 것이 자명할 것이다.
유사한 설명은 예로서 인용된 전기에너지 저장 장치(2, 3)의 유형과 상이한 유형에 적용될 수 있다.
대안예로서, 제 1 전기에너지 저장 장치(2)와 제 2 전기에너지 저장 장치(3)는 동일한 기술, 예를 들면, Li-Ion을 갖는다.
이 경우에, 제 1 전기에너지 저장 장치(2)는 규격 용량의 5% 내지 95%의 범위에서 충전/방전 사이클을 허용하는 제 1 작동 지점에서 작동하는 반면, 제 2 저장 장치(3)는 피크 전류를 우선시하지만, 규격 용량의 40% 내지 60%로 감소되는 충전의 손실을 갖는 제 2 작동 지점에서 작동한다.
인용된 제 1, 제 2 및 제 3 반도체 스위칭 소자(16, 20, 25)의 유형은 모두 제한되지 않는다. 당업자는 특히, 사용 시에 요구된 전력 및 전압을 고려하여, 필요로 하는 다른 유형을 실행할 것이다.
따라서, 본 발명은 변형예가 이하의 특허청구범위에 의해 규정된 범위 내에서 유지되는 가능한 변형 실시예 전부를 포함한다.

Claims (10)

  1. 전기 또는 하이브리드 자동차용 이중 전기에너지 저장 장치(1)를 갖고, 상기 자동차의 전력 네트워크(5)에 연결되도록 설계된 전기 공급 시스템으로서, 상기 전기 공급 시스템은 제 1 특정 에너지, 제 1 특정 전력, 및 제 1 작동 전압(Ue)을 갖는 제 1 전기에너지 저장 장치(2)와, 상기 제 1 특정 에너지보다 낮은 제 2 특정 에너지, 상기 제 1 특정 전력보다 큰 제 2 특정 전력, 및 상기 제 1 작동 전압(Ue)보다 큰 제 2 작동 전압(Up)을 갖는 제 2 전기에너지 저장 장치(3)를 포함하는 유형이며, 상기 제 1 및 제 2 전기에너지 저장 장치(2, 3)는 상기 자동차의 작동 상태에 따라 제어되는 2-방향 DC-DC 컨버터(4)에 의해 전기적으로 결합되는, 상기 전기 공급 시스템에 있어서,
    상기 DC-DC 컨버터(4)는 상기 제 1 전기에너지 저장 장치(2)와 상기 제 2 전기에너지 저장 장치(3) 사이에서 직렬로 연결되는 부동 커패시터(14)를 포함하는 것을 특징으로 하는
    전기 공급 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 DC-DC 컨버터(4)는, 제 1 반도체 스위칭 소자(16)에 의해 형성되고, 제 1 필터링 소자(17)에 의해 상기 부동 커패시터(14) 상에 병렬로 연결된 "H" 형태의 제 1 브리지(15)를 추가로 포함하고, 상기 "H" 형태의 제 1 브리지(15)는, 제 2 반도체 스위칭 소자(20)에 의해 형성되고, 제 2 필터링 소자(21)에 의해 상기 제 1 전기에너지 저장 장치(2) 상에 병렬로 연결된 "H" 형태의 제 2 브리지(19)에, 변압기(18)에 의해 결합되며,
    상기 DC-DC 컨버터(4)는, 먼저, 상기 "H" 형태의 제 1 브리지(15)가 정류기로서 기능하고, 상기 "H" 형태의 제 2 브리지(19)가 인버터로서 기능하는 경우에, 제 1 전하(6)를 상기 제 1 전기에너지 저장 장치(2)로부터 상기 제 2 전기에너지 저장 장치(3)로 이송시킬 수 있고, 또한 상기 "H" 형태의 제 1 브리지(15)가 인버터로서 기능하고, 상기 "H" 형태의 제 2 브리지(19)가 정류기로서 기능하는 경우에, 제 2 전하(8)를 상기 제 2 전기에너지 저장 장치(3)로부터 상기 제 1 전기에너지 저장 장치(2)로 이송시킬 수 있는 것을 특징으로 하는
    전기 공급 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 전기 공급 시스템은 전기 분배 네트워크(23)에 연결될 수 있는 충전기(22)를 추가로 포함하고, 상기 충전기(22)는 제 3 반도체 스위칭 소자(25)에 의해 형성되고 인버터로서 기능하는 "H" 형태의 제 3 브리지(24)를 포함하며, 상기 "H" 형태의 제 3 브리지(24)는, 정류기로서 기능하는 상기 "H" 형태의 제 2 브리지(19)에 상기 변압기(18)에 의해 결합되는 경우에, 상기 전기 분배 네트워크(23)로부터 상기 제 1 전기에너지 저장 장치(2)를 충전시킬 수 있는 컷-오프 공급원(19, 24)을 구성하는 것을 특징으로 하는
    전기 공급 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 충전기(22)는 역률의 교정을 위한 소자(26)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는
    전기 공급 시스템.
  5. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 "H" 형태의 제 1, 제 2 및 제 3 브리지(15, 19, 24)는 제로 전압에서의 스위칭 모드로, 또는 제로 전류에서의 스위칭 모드로 기능하는 것을 특징으로 하는
    전기 공급 시스템.
  6. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 반도체 스위칭 소자(20)는 IGBT형을 갖는 것을 특징으로 하는
    전기 공급 시스템.
  7. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1, 제 2 및 제 3 반도체 스위칭 소자(16, 20, 25)는 MOSFET형을 갖는 것을 특징으로 하는
    전기 공급 시스템.
  8. 제 2 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 반도체 스위칭 소자(16)는 상기 제 1 작동 전압(Ue)과 상기 제 2 작동 전압(Up) 사이의 대략 최대 전압차의 제 1 서비스 전압을 갖는 것을 특징으로 하는
    전기 공급 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 필터링 소자(17)는 대략 상기 최대 전압차의 제 2 서비스 전압을 갖는 커패시터와 유도 코일에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는
    전기 공급 시스템.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 이중 전기에너지 저장 장치(1)를 갖는 전기 공급 시스템을 포함하는
    전기 또는 하이브리드 자동차.
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