KR20160065818A

KR20160065818A - 기생 커패시턴스의 전류 소비를 제한하는 트랙션 배터리를 충전하기 위한 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20160065818A
Application number: KR1020167006606A
Authority: KR
Inventors: 크리스토프 리폴; 메흐디 가티; 올리비에 리스
Original assignee: 르노 에스.아.에스.
Priority date: 2013-10-01
Filing date: 2014-09-24
Publication date: 2016-06-09
Also published as: WO2015049436A2; CN105594094A; FR3011400B1; FR3011400A1; EP3053247A2; EP3053247B1; KR102067591B1; CN105594094B; WO2015049436A3; US20160221462A1

Abstract

기생 커패시턴스의 전류 소비를 제한하는 트랙션 배터리를 충전하기 위한 시스템 및 방법이 제공된다. 본 발명은 전력 공급 네트워크에 연결된 차량의 트랙션 배터리를 충전하기 위한 방법으로서, 상기 방법은 : 상기 배터리로 에너지를 전달하지 않으면서, 상기 차량의 충전기의 기생 커패시턴스들을 충전시키기 위한 제어 단계(E1); 미리 정해진 시간 프레임 이상인 시간 프레임이 만료할 때, 상기 네트워크의 위상 및 상기 충전기의 그라운드 사이에 커패시턴스(Cf)를 연결시키는 단계(E2); 및 상기 커패시턴스(Cf)의 연결 단계(E2) 이후에, 상기 네트워크 및 상기 트랙션 배터리 사이에서 에너지를 이동시키는 단계(E3)를 포함하는 방법에 관한 것이다.

Description

기생 커패시턴스의 전류 소비를 제한하는 트랙션 배터리를 충전하기 위한 시스템 및 방법{System and method for charging a traction battery limiting the current draw of parasitic capacitances}

본 발명은 일반적으로 자동차 및 전기 공학 분야에 관한 것이다. 더 구체적으로는, 본 발명은 전기 차량 또는 하이브리드 차량의 트랙션 배터리를 충전시키기 위한 시스템에 관한 것이다.

이러한 유형들의 차량을 위한 충전 시스템들은 각각 하나 이상의 전류 변환기를 포함하며, 상기 전류 변환기는, 대응 차량이 연결된 전력 공급 네트워크에 의해 공급되는 전류가, 상기 차량의 트랙션 배터리를 충전시키는 것을 가능하게 하는 전류에 맞게 조정되는 것을 가능하게 한다. 이러한 전류 변환 동안 생성되는 누설 전류들은 공통 모드라 불리는 기생 커패시턴스들을 통과하며, 그 후 상기 차량이 그라운드 커넥터를 통해 연결되어 있는 그라운드를 통과한다. 이 때, 상기 기생 커패시턴스들 각각은 상기 충전 시스템의 요소들을 차량 섀시에 연결시킨다. 누설 전류의 진폭들 및 주파수들에 따라, 누설 전류들은 보호용 차단기들(protection circuit breakers)이 작동되도록 유발하여, 상기 보호용 차단기들이 상기 차량 배터리의 충전을 금지시키거나 멈추도록 유발할 가능성이 있다.

이러한 누설 전류들을 제한하기 위해, 제1 가능성은 갈바닉 변압기(galvanic transformer)를 통해 네트워크 충전 시스템을 분리시키는 것이다. 그러나 이러한 변압기는, 특히 상기 트랙션 배터리의 충전 전력이 높을 때, 부피가 크고 비용이 많이 든다. 이는 저비용으로 충분한 자율성을 갖는 전기 차량을 개발하는 것을 저해시킨다.

특허 FR2964506은, 이러한 누설 전류들을 제한시키기 위해, 누설 전류들을 제한하기 위한 커패시턴스를 포함하는 차량 충전 시스템을 제안한다. 이 때, 상기 커패시턴스는 상기 차량이 연결되어 있는 전력 공급 네트워크의 뉴트럴 상(neutral phase), 그리고 차량 섀시 사이에 연결되며, 상기 차량 섀시는 그라운드에 연결되어 있다. 이에 따라, 충전 시스템의 작동 중에 발생되는 누설 전류들의 일부는 상기 전력 공급 네트워크의 뉴트럴로 향하게 될 것이다.

그럼에도 불구하고, 갈바닉 변환기에 의해 상기 전력 공급 네트워크로부터 고립되지 않는, 전기 차량 또는 하이브리드 차량용 내장형 충전기들에 적용 가능한 이러한 솔루션은 단점을 갖는다 : 이러한 충전기의 전원 스위치들의 초기 위치를 설정하는 동안, 상기 충전기의 고전압 전위에 존재하는 용량성 컴포넌트들은, 누설 전류를 제한하기 위한 커패시턴스와 같은 필터링 컴포넌트들과 함께, 상기 전력 공급 네트워크와 상호작용하려 한다.

실제로, 이러한 용량성 컴포넌트들은 과도 위상 동안 전류 사용을 야기할 것이며, 이러한 전류 사용은, 상기 용량성 컴포넌트들이 상기 전력 공급 네트워크의 전압과 비슷한 전압까지 스스로 충전할 수 있게 한다. 이러한 과도 위상 동안, 전류 루프는 충전기 입력에서 순환하며, 이는 상기 그라운드, 상기 전력 공급 네트워크, 등가 충전기 입력 공통 모드 인덕턴스 및 등가 충전기 입력 공통 모드 커패시턴스를 포함하는 회로에 의해 모델링될 수 있으며, 또한 그라운드에 연결된다. 이러한 입력 루프에서의 전류는 수 kHz(kilohertz) 단위의 주파수에서 공진한다. 이렇게 형성된 상기 공통 모드 전류는 상기 전력 공급 네트워크 상에서 순환하며, 차동 차단기 또는 전형적인 회로 차단기와 같은 업스트림 보호 소자(upstream protection device)들이 반응하도록 만들 가능성이 있으며, 그리고 또한, 전기 설비(가전제품들)의 나머지와 반응할 가능성이 있는 과도 전원 전압(transient power supply voltage)을 생성할 수 있다.

누설 전류를 제한하기 위한 커패시턴스가 상기 등가 충전기 입력 공통 모드 커패시턴스에 큰 기여를 하기 때문에, 이러한 단점은, 예를 들어, 이러한 과도 진동들의 진폭을 감소시키기 위해, 제동 커패시턴스(damping capacitance) 및 제동 저항을, 상기 누설 전류를 제한하기 위한 커패시턴스와 병렬로 연결시킴으로써 해결된다. 그러나 이러한 해결책이 항상 충분한 것은 아니다.

본원에서 용어 "고전압"은, 전압이 14 V 정도인 서비스 배터리에 의해 전원 공급되는 차량 온-보드 네트워크와 대조되게, 최대로 충전되었을 때 전압이 거의 400V(volts)인 상기 트랙션 배터리에 의해 전원 공급되는 전기적 네트워크의 전압의 크기 정도를 의미한다는 것이 유의되어야 한다.

본 발명의 목적들 중 하나는, 충전 초기의 충전 시스템의 용량성 컴포넌트들로부터의 전류 소비를 제한하기 위한, 전기 차량 또는 하이브리드 차량의 트랙션 배터리를 충전하는 방법 및 시스템을 제공함으로써 종래 기술의 단점들 중 적어도 일부를 해결하는 것이다.

이를 위해, 본 발명은 적어도 부분적으로 전기를 이용하는, 견인 차량(traction vehicle)의 트랙션 배터리를 충전하기 위한 시스템으로서, 상기 트랙션 배터리를 충전하기 위한 시스템은 : 전력 공급 네트워크에 연결되도록 설계된 입력 필터링 단계를 포함하며, 상기 필터링 단계는 누설 전류를 제한하기 위한 커패시턴스를 포함하며, 상기 누설 전류를 제한하기 위한 커패시턴스는, 상기 필터링 단계의 스위치를 사이에 두고 한편에서는 상기 충전 시스템의 적어도 하나의 전력 공급 결선 또는 뉴트럴 결선에 연결되며, 그리고 다른 한편에서는 상기 충전 시스템의 그라운드에 연결될 수 있으며, 상기 충전 시스템은 :

- 상기 전력 공급 네트워크가 상기 충전 시스템에 연결되어 있는 동안, 상기 전력 공급 네트워크로부터 상기 트랙션 배터리로 에너지를 전달하지 않으면서, 상기 충전 시스템의 기생 커패시턴스들을 충전시키기 위한 제어 수단;

- 상기 제어 수단에 의해 활성화되는 시간 지연 수단으로서, 상기 시간 지연 수단은, 미리 정해진 시간 프레임 이상인 지연 시간 프레임이 만료할 때, 상기 필터링 단계의 상기 스위치를 폐쇄시킬 수 있는, 시간 지연 수단; 및

- 상기 필터링 단계의 상기 스위치가 폐쇄될 때, 상기 전력 공급 네트워크 및 상기 트랙션 배터리 사이에서 에너지를 이동시키기 위한 충전 활성화 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 트랙션 배터리 충전 시스템을 제안한다.

본 발명 덕분에, 상기 누설 전류를 제한하기 위한 커패시턴스는, 상기 전력 공급 네트워크에 직접적으로 연결되지 않으며, 이는 다른 용량성 컴포넌트들이, 상기 누설 전류를 제한하기 위한 커패시턴스가 상기 전력 공급 네트워크에 연결될 때 보다 더 적은 전류 소비로 충전할 수 있게 한다. 이러한 다른 용량성 컴포넌트들이 충전된 후, 전하 이동을 활성화시킬 때의 소비 전류는 더 낮으며, 이에 따라, 상기 충전 시스템 입력에 위치한 전류 루프에서의 진동 과도 전류(oscillation transient current)의 세기를 감소시킨다. 따라서 상기 전력 공급 네트워크를 보호하기 위한 업스트림 소자들은, 상기 차량 트랙션 배터리가 충전 시스템의 용량성 컴포넌트들로 인해 충전 초기에 과도 현상(transient phenomena)을 겪을 때조차도 상기 차량 트랙션 배터리의 충전이 가능하게 한다.

본 발명은 단-상 전력 공급 네트워크 또는 다상의 전력 공급 네트워크를 사용하는 충전 시스템에서 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 상기 충전기의 상기 누설 전류를 제한하기 위한 커패시턴스는 상기 전력 공급 네트워크의 위상에 또는 상기 전력 공급 네트워크의 뉴트럴에 연결되어야 한다는 것이 유의되어야 하며, 이 때 상기 뉴트럴은 문서 FR2964506에 기재된 바와 같이 재구성될 수 있다.

본 발명에 따른 충전 시스템의 유리한 특성에 따르면, 상기 활성화 수단은 상기 전력 공급 네트워크의 전력 공급 위상의 전압 진폭이 자신의 최대 진폭에 비해 매우 낮아지는 순간까지, 상기 전력 공급 네트워크 및 상기 트랙션 배터리 사이의 에너지 이동을 지연시킬 수 있다.

이에 따라, 상기 트랙션 배터리의 충전 개시시, 상기 충전 시스템의 컨버터의 작동과 관련이 있는(linked) 다른 누설 전류들에 부가되는 입력 루프 과도 전류가, 차단기가 반응하도록 만들 수 있는 공통 모드 전류의 피크가 나타나도록 유발시킬 위험이 감소된다.

본 발명에 따른 충전 시스템의 또 다른 유리한 특성에 따르면, 상기 지연 시간 프레임은 : 상기 전력 공급 네트워크의 전력 공급 위상의 전압 진폭이 자신의 최대 진폭에 비해 매우 낮아지는 순간에 만료하며, 상기 활성화 수단은 상기 필터링 단계의 상기 스위치가 폐쇄될 때부터 상기 전력 공급 네트워크 및 상기 배터리 간의 에너지 이동을 개시시킨다.

이와 같이, 상기 전력 공급 전압 진폭이 낮을 때 상기 누설 전류를 제한하기 위한 커패시턴스의 상기 전력 공급 네트워크로의 연결은 상기 입력 루프의 진동 과도 상황(oscillation transient regime)의 전류 진폭들의 수 kHz 감소를 가능하게 하며, 이에 따라, 회로 차단기 트립(tripping)의 위험들을 제한할 수 있다. 이러한 연결과 동시에 상기 전력 공급 네트워크로부터 상기 트랙션 배터리로의 에너지 이동의 활성화는 상기 충전 시스템의 초기화 시간 감소를 가능하게 한다.

본 발명에 따른 충전 시스템의 또 다른 유리한 특성에 따르면, 제동(damping) 커패시턴스 및 제동 저항 또한, 상기 필터링 단계의 상기 스위치를 사이에 두고 한편에서는 상기 충전 시스템의 적어도 하나의 전력 공급 위상 결선 또는 뉴트럴 결선에 연결되고, 그리고 다른 한편에서는 상기 충전 시스템의 상기 그라운드에 연결된다.

또한 이러한 제동 커패시턴스 및 제동 저항은 상기 입력 루프 진동들의 진폭이 상기 과도 상황 동안 감소될 수 있게 한다.

유리하게는, 본 발명에 따른 충전 시스템이 : 상기 입력 필터링 단계를 통해 상기 전력 공급 네트워크에 연결될 수 있는 정류 단계; 및 상기 정류 단계 및 상기 트랙션 배터리 사이에 연결된 전압 승압 단계(voltage step-up step)(EE)를 포함할 때,

상기 정류 단계 및 상기 전압 승압 단계는 스위치들을 포함하고, 상기 제어 수단은 상기 정류 단계의 스위치들이 펄스 폭 변조(pulse width modulation; PWM)를 통해 스위칭하도록 만들 수 있으며, 이 때, 상기 전압 승압 단계의 스위치들은, 상기 지연 시간 프레임 동안, 계속해서 개방된다.

상기 전력 공급 네트워크 및 상기 트랙션 배터리 간의 에너지 이동전에 상기 충전 시스템의 상기 용량성 컴포넌트들을 충전시키는 것은 상기 충전 시스템에 어떠한 추가(supplementary) 컴포넌트들도 부가하지 않으면서 일어난다.

대안적으로, 본 발명에 따른 충전 시스템이 :

상기 입력 필터링 단계를 통해 상기 전력 공급 네트워크에 연결될 수 있는 정류 단계; 및 상기 정류 단계 및 상기 트랙션 배터리 사이에 연결된 전압 승압 단계(voltage step-up step)를 포함하고,

상기 정류 단계 및 상기 전압 승압 단계는 초기에 개방되어 있는 스위치들을 포함하고, 상기 전력 공급 네트워크는 단-상일 때,

상기 제어 수단은 : 상기 시간 지연 수단의 활성화 전에, 상기 단-상 네트워크의 상기 전력 공급 위상의 전압 진폭이 자신의 최대 진폭에 비해 매우 낮아지는 순간에, 상기 정류 단계의 로우(low) 스위치들의 폐쇄를 제어할 수 있다.

이러한 대안적 실시예 또한, 본 발명을 구현하기 위해 상기 충전 시스템에 추가(supplementary) 컴포넌트들을 부가하지 않는 것을 가능하게 한다. 뿐만 아니라 이러한 대안적 실시예는, 상기 필터링 단계의 스위치가 폐쇄하기 전에 상기 충전 시스템의 용량성 컴포넌트들의 전류 소비를 더 제한하는 것을 가능하게 한다. 3-상 경우에서 구현하는 것이 약간 더 복잡할 수 있지만, 이러한 대안적 실시예는 이러한 특수 경우로 변환될 수 있다.

유리하게는, 단-상 전력 공급 네트워크를 사용하는 이러한 대안적 실시예에서, 상기 제어 수단은 상기 정류 단계의 하이 스위치의 폐쇄 및 상기 정류 단계의 로우 스위치들의 상기 폐쇄를 동시에 수반할 수 있어, 상기 전력 공급 네트워크 및 상기 트랙션 배터리 사이의 에너지 이동의 활성화 전에 프리휠 단계(free wheel phase)에서의 상기 충전 시스템(SYS)의 작동을 보장한다.

이러한 구현은, 상기 정류 단계의 스위치들의 사전 재구성 없이, 상기 필터링 단계의 스위치의 폐쇄 시부터 상기 전력 공급 네트워크로부터 상기 배터리로 에너지를 이동시키는 상기 충전 시스템을 가능하게 한다.

본 발명은 또한, 적어도 부분적으로 전기를 이용하는, 견인 차량(traction vehicle)의 트랙션 배터리를 충전하기 위한 방법으로서, 상기 차량의 충전 시스템은 적어도 하나의 전력 공급 위상 및 하나의 뉴트럴을 포함하는 전력 공급 네트워크에 미리 연결되어 있으며, 상기 방법은:

- 상기 전력 공급 네트워크로부터 상기 트랙션 배터리로 에너지를 전달하지 않으면서, 상기 충전 시스템의 기생 커패시턴스들을 충전시킬 수 있는, 상기 충전 시스템을 제어하는 단계;

- 한편에 있는 상기 적어도 하나의 전력 공급 위상으로의 연결부 또는 상기 뉴트럴로의 연결부, 그리고 다른 한편에 있는 상기 충전 시스템의 그라운드 사이에, 누설 전류를 제한하기 위한 커패시턴스를 연결시키는 단계로서, 상기 연결 단계는 미리 정해진 시간 프레임 이상인 시간 프레임이 만료할 때 발생하는, 연결 단계; 및

- 상기 누설 전류를 제한하기 위한 커패시턴스의 연결 단계 이후에, 상기 전력 공급 네트워크 및 상기 트랙션 배터리 사이에서 에너지를 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법에 관한 것이다.

바람직하게는, 상기 에너지를 이동시키는 단계는 : 상기 적어도 하나의 전력 공급 위상의 전압 진폭이 자신의 최대 진폭에 비해 매우 낮아지는 순간에 시작한다.

유리하게는, 상기 에너지를 이동시키는 단계는 : 상기 누설 전류를 제한하기 위한 커패시턴스를 연결시키는 단계의 바로 뒤에 이어진다.

본 발명에 따른 상기 충전 시스템이 상기 전력 공급 네트워크에 연결된 정류 단계, 그리고 상기 정류 단계 및 상기 트랙션 배터리 사이에 연결된 전압 승압 단계(voltage step-up step)를 포함하고, 그리고 상기 정류 단계 및 상기 전압 승압 단계가 스위치들을 포함할 때, 상기 제어 단계는, 예를 들어, 펄스 폭 변조(pulse width modulation; PWM)를 사용하여 상기 정류 단계의 스위치들을 폐쇄시키는 단계를 포함하며, 이 때, 상기 전압 승압 단계의 스위치들은, 상기 제어 단계 동안, 계속해서 개방 상태를 유지한다.

대안적으로, 본 발명에 따른 충전 시스템이 상기 전력 공급 네트워크에 연결된 정류 단계, 그리고 상기 정류 단계 및 상기 트랙션 배터리 사이에 연결된 전압 승압 단계를 포함하고, 상기 전력 공급 네트워크가 단-상이고, 상기 정류 단계 및 상기 전압 승압 단계가 스위치들을 포함할 때,

상기 제어 단계는, 상기 적어도 하나의 전력 공급 위상의 전압 진폭이 자신의 최대 진폭에 비해 매우 낮아지는 순간에, 상기 정류 단계의 로우(low) 스위치들의 폐쇄를 제어하는 단계를 포함하며, 이 때, 상기 전압 승압 단계의 스위치들은, 상기 제어 단계 동안, 계속해서 개방 상태를 유지한다.

이러한 대안예에서, 바람직하게는, 상기 정류 단계의 로우 스위치들의 상기 폐쇄는 상기 정류 단계의 하이 스위치의 폐쇄가 수반되어, 상기 전력 공급 네트워크 및 상기 트랙션 배터리 사이의 에너지 이동 단계 전에 프리휠 단계(free wheel phase)에서 본 발명에 따른 상기 충전 시스템의 작동을 보장한다.

본 발명에 따른 충전 방법은 본 발명에 따른 충전 시스템의 이점들과 유사한 이점들을 갖는다.

본 발명의 효과는 본 명세서에 해당되는 부분들에 개별적으로 명시되어 있다.

다른 특징들 및 이점들은 도면들을 참조하여 설명된 바람직한 실시예를 읽음으로써 나타날 것이다.
- 도 1은 이러한 바람직한 실시예에서 본 발명에 따른 충전 시스템을 도시한다.
- 도 2는 본 발명을 구현하지 않는 전기 차량 또는 하이브리드 차량의 그라운드 커넥터 전류의 측정을 도시한다.
- 도 3은 바람직한 실시예에서 본 발명에 따른 충전 방법의 단계들을 도시한다.
- 도 4는 본 발명을 구현하는 전기 차량 또는 하이브리드 차량의 그라운드 커넥터 전류의 측정과 함께, 펄스폭 변조 제어의 전원 공급을 도시한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 도 1에 도시된 본 발명에 따른 충전 시스템(SYS)은 전력 공급 네트워크(RES)에 연결되어 있다. 상기 충전 시스템(SYS)은 전기 차량 또는 하이브리드 차량의 트랙션 배터리를 위한 내장형 충전 시스템이다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 충전 시스템(SYS)은 갈바닉 변압기(galvanic transformer)에 의해 상기 네트워크(RES)로부터 분리되지 않으며, 특허 출원 FR2964506에 설명된 토폴로지를 사용한다. 그러나 본 발명은 다른 유형의 충전기들, 예를 들어, 상기 네트워크로부터 전기적으로(galvanically) 분리된 충전기 또는 공진 충전기에 적용가능하다.

상기 충전 시스템(SYS)은 3-상 또는 단상 전력 공급 네트워크(RES)로부터 전기 차량 또는 하이브리드 차량의 배터리(Batt)를 재충전하는 것을 가능하게 한다. 상기 전력 공급 네트워크(RES)가 3-상일 때 상기 충전 시스템(SYS)의 작동은 특허 FR2964510에 상세히 설명되어 있다. 상기 전력 공급 네트워크(RES)가 단상일 때 상기 충전 시스템(SYS)의 작동은 특허 FR2974253에 상세히 설명되어 있다. 본 발명의 이러한 실시예에서, 상기 전력 공급 네트워크(RES)는 그라운드에 연결된 뉴트럴 상(neutral phase)을 포함한다. 그러나 상기 충전 시스템(SYS)은 또한, 예를 들어 상기 네트워크 뉴트럴이 그라운드에 직접적으로 연결되어 있지 않은 네트워크 상에서도 작동하기 때문에, 본 발명은 이러한 유형의 전력 공급 네트워크의 사용에 제한되지 않는다.

상기 충전 시스템(SYS)은 세 개의 커패시턴스들(C1, C2, C3)을 포함하는 입력 필터링 단계(EF)를 포함하며, 상기 커패시턴스들은 각각 제1 말단(extremity) 및 제2 말단을 포함한다. 상기 커패시턴스들(C1, C2, C3)은 그것들의 제1 말단들에서 별(star) 모양처럼 연결되며, 그것들의 제2 말단에서 각각, 상기 필터링 단계(EF)의 입력에 있는 상기 전력 공급 네트워크(RES)의 상 결선(phase connection) φ1, φ2 또는 φ3에 연결된다. 상기 입력 필터링 단계(EF)의 출력은 정류 단계(ER)에 연결된다.

상기 전력 공급 네트워크(RES)가 3-상 네트워크일 때, 상기 입력 필터링 단계(EF)의 입력에서의 상기 3-상 결선들 φ1, φ2 또는 φ3은 각각 상기 전력 공급 네트워크(RES)의 전력 공급 위상에 연결된다. 상기 전력 공급 네트워크(RES)가 단상 네트워크일 때, 상기 입력 필터링 단계(EF)의 입력에서 오직 두 개의 상 결선들 φ1 및 φ3만이 상기 전력 공급 네트워크(RES)에 연결되며, 이 때, 하나의 결선은 상기 단상 네트워크의 전력 공급 위상에 연결되며, 나머지 하나는 상기 단상 네트워크의 뉴트럴 상에 연결된다. 이 경우, 전류는 상기 커패시턴스 C2, 그리고 상기 커패시턴스 C2가 연결된 상기 정류 단계(ER)의 암(arm)에서 순환하지 않는다. 상기 필터링 단계가 단상 네트워크에 연결될 때 사용되지 않는, 상기 충전 시스템(SYS)의 이러한 부분은 도 1에서 점선으로 도시되어 있다.

상기 정류 단계(ER)는 세 개의 암들을 포함하며, 세 개의 암들의 중심점들은 그 암의 입력들이며, 각각, 상기 필터링 단계(EF)의 커패시턴스(C1, C2 또는 C3)의 제2 말단에서 상기 커패시턴스에 연결된다. 각각의 암은 각각, 그것의 중심점, 그리고 상기 정류 단계(ER)의 제1 출력을 형성하는 배터리(Batt)의 음극 단자 사이에 직렬로 설치된 :

- 음극(cathode)이 상기 암의 중심점에 부착된 각각의 다이오드(D4, D5 또는 D6); 및

- 각각의 '로우(low)' 스위치(I4, I5 또는 I6)로서, 각각의 '로우' 스위치는 그것의 한편에서 상기 각각의 다이오드(D4, D5 또는 D6)의 양극에 연결되고, 다른 한편에서 상기 배터리(Batt)의 음극 단자에 연결되어 있는, 각각의 '로우' 스위치(I4, I5 또는 I6)를 포함한다.

또한 상기 정류 단계(ER)의 각각의 암은, 그것의 중심점 및 상기 정류 단계(ER)의 제2 출력 사이에 직렬로 설치되고 전압 승압 단계(voltage step-up step)(EE)의 제1 입력에 연결된 :

- 음극이 상기 정류 단계(ER)의 출력 중 제2 출력에 부착된 각각의 다이오드(D1, D2 또는 D3); 및

- 각각의 '하이(high)' 스위치(I1, I2 또는 I3)로서, 각각의 '하이' 스위치는 그것의 한편에서 상기 각각의 다이오드(D1, D2 또는 D3)의 양극에 연결되고, 다른 한편에서 상기 정류 단계(ER)의 암의 중심점에 연결되어 있는, 각각의 '하이' 스위치(I1, I2 또는 I3)를 포함한다. 본원에서, '하이' 스위치는 상기 정류 단계(ER)의 암의 중심점에 연결된, 상기 정류 단계(ER)의 스위치이다.

상기 정류 단계(ER)의 상기 '로우' 스위치들 및 '하이' 스위치들은 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터(Insulated Gate Bipolar Transistor; IGBT)들과 같은 파워 트랜지스터들이다.

상기 전압 승압 단계(EE)는, 그것의 제1 입력, 그리고 상기 배터리(Batt)의 양극 단자에 연결된 상기 전압 승압 단계(EE)의 제1 출력 사이에 직렬로 설치된 :

- 인덕턴스(L);

- 세 개의 고정자 코일들을 포함하는 트랙션 모터; 및

- 인버터 단계(OND)를 포함한다.

상기 인덕턴스(L)는, 상기 트랙션 모터의 뉴트럴 지점을 통해 상기 인덕턴스(L)와 연결되어 있는 상기 트랙션 고정자 코일들의 인덕턴스 값보다 훨씬 더 낮은 값을 갖는 인덕턴스이다. 또한 이러한 고정자 코일들 각각은, 상기 모터의 뉴트럴 지점에 연결되어 있지 않은 자신의 말단에서, 상기 인버터 단계(OND)의 입력에 연결되어 있으며, 상기 인버터 단계(OND)의 입력은, 전원 스위치와 병렬로 설치된 다이오드를 경유하여, 상기 배터리(Batt)의 양극 단자에 연결된 암의 중심 지점이다. 또한, 상기 인버터 단계(OND)의 세 개의 암들의 각각의 중심 지점은, 전원 스위치와 병렬로 설치된 다이오드를 경유하여, 상기 전압 승압 단계(EE)의 제2 입력 및 제2 출력 모두를 형성하는 상기 배터리(Batt)의 음극 단자에도 연결되어 있다.

이러한 충전 시스템(SYS)은 다음과 같은 여러 기생 용량성 컴포넌트들을 포함한다 :

- 상기 배터리(Batt)의 음극 단자 및 상기 충전 시스템(SYS)의 그라운드(본원에서, 상기 그라운드는 상기 차량 섀시이다) 사이에 위치하는 기생 커패시턴스 Cp1;

- 상기 배터리(Batt)의 양극 단자 및 상기 충전 시스템(SYS)의 그라운드 사이에 위치하는 기생 커패시턴스 Cp2; 및

- 상기 전압 승압 단계(EE)의 제1 입력 및 상기 충전 시스템(SYS)의 그라운드 사이에 위치하는 기생 커패시턴스 Cmot.

차량 충전 케이블 상의 그라운드 커넥터는 상기 충전 시스템(SYS)의 그라운드가 상기 전력 공급 네트워크(RES)에 연결되는 것을 가능하게 한다.

그라운드 저항 Rterre을 통해 이러한 그라운드 커넥터 상으로 이동하는 누설 전류들을 제한하기 위해, 상기 필터링 단계(EF)는 상기 전력 공급 네트워크(RES)의 전력 공급 위상 또는 뉴트럴 상 φ3, 그리고 상기 충전 시스템(SYS)의 그라운드 사이에 연결된 커패시턴스 Cf를 포함한다. 대략 1 마이크로패럿 정도의 이러한 커패시턴스 Cf는, 본 출원에서, '누설 전류를 제한하기 위한 커패시턴스'라 불린다. 그러나 본 발명의 다른 실시예들에서, "누설 전류를 제한"하기 위한 이러한 커패시턴스는, 예를 들어, 상기 네트워크(RES)의 위상들 중 하나 및 차량의 그라운드 사이에 연결된 여러 커패시턴스들로 구성되며, 이는, 부차적으로, 누설 전류를 제한하는 기능보다 우세하게 필터링 역할을 수행한다는 것이 유의되어야 한다. 예를 들어, 상기 커패시턴스들(C1, C2, C3)이 그것들의 제1 말단들에서 상기 차량 그라운드에 연결되었다면, 상기 커패시턴스들은 누설 전류를 제한하기 위한 커패시턴스의 역할을 할 수 있다.

상기 충전 시스템(SYS)을 통한 상기 배터리(Batt) 재충전의 초기에, 상기 누설 전류를 제한하기 위한 커패시턴스 Cf를 포함하여, 상기 기생 커패시턴스들(Cp1, Cp2 및 Cmot)은 상기 그라운드 커넥터를 통과하는 전류 소모를 형성한다. 도 2에 도시된 공진 전류 It는 상기 그라운드 저항(Rterre), 상기 네트워크(RES), 등가 공통 모드 인덕턴스(Lmc) 및 상기 누설 전류를 제한하기 위한 커패시턴스(Cf)를 포함하는 입력 루프에서 순환한다. 도 2에서, 횡축은 밀리초 단위의 시간을 도시하며, 종축은 밀리암페어 단위의 전류 It의 진폭을 도시한다. 이러한 전류 It는 수 KHz의 주파수에서 공진하며, 상기 충전 시스템(SYS)의 상류 측의 보호용 차단기들이 작동하도록 유발할 수 있으며, 이 때, 상기 등가 공통 모드 인덕턴스(Lmc)는 대략 수 마이크로헨리 정도이다. 이러한 인덕턴스(Lmc)는 상기 충전 시스템(SYS)에서 실제로 존재하지 않지만, 상기 충전 시스템(SYS)의 입력에 존재하는 등가 인덕턴스를 나타낸다는 것이 유의되어야 한다.

이러한 공진 전류를 제한하기 위해, 대략 100 Ohm의 제동 저항(Rfa)과 직렬로 설치된 대략 1 마이크로패럿의 제동 커패시턴스(Cfa)는 상기 누설 전류를 제한하기 위한 커패시턴스(Cf)의 단자들과 병렬 연결된다. 변형들로서, 상기 제동 커패시턴스(Cfa)의 다른 설치들 및 상기 제동 저항(Rfa)의 다른 설치들도 가능하다. 예를 들어, 변형으로, 상기 제동 저항(Rfa)은 상기 누설 전류를 제한하기 위한 커패시턴스(Cf)와 직렬로 설치되며, 상기 제동 커패시턴스(Cfa)는 상기 제동 저항(Rfa) 및 상기 누설 전류를 제한하기 위한 커패시턴스(Cf)를 포함하는 이러한 직렬 설치와 병렬로 설치된다.

그러나 이러한 제동 컴포넌트들이 상기 충전 시스템(SYS)의 상류 측의 보호 소자들의 원하지 않은 작동에 대해 항상 효과적인 것은 아니기 때문에, 상기 충전 시스템(SYS)은 상기 누설 전류를 제한하기 위한 커패시턴스(Cf) 및 상기 전력 공급 네트워크(RES)의 전력 공급 위상 또는 뉴트럴 상 φ3 사이에 연결된 스위치 If를 포함한다. 이러한 스위치 If는 종래의 기계를 사용하여 전자 제어 수단(ECU)에 의해 제어된다. 상기 제어 수단(ECU)은 또한 상기 정류 단계(ER)의 상기 스위치들 I1 내지 I6 및 상기 인버터 단계(OND)의 스위치들도 제어한다.

상기 제어 수단(ECU)은 상기 스위치 If의 폐쇄를 지연하는 수단 및 상기 네트워크(RES) 및 상기 배터리(Batt) 사이의 에너지 이동을 허가하는 충전을 활성화하는 수단을 더 포함한다. 예를 들어, 이러한 활성화 수단은 상기 정류 단계(ER) 및 인버터 단계(OND)의 스위치들을 적절하게 제어하는 것으로 이루어진다.

이에 따라, 상기 제어 수단(ECU)은 상기 스위치 If의 폐쇄를 지연시킴으로써 상기 충전 시스템(SYS)의 충전 개시를 지연시켜, 이러한 폐쇄 시 상기 충전 시스템(SYS)의 상기 용량성 컴포넌트들의 전류 소비를 제한시킬 수 있다.

뿐만 아니라, 상기 제어 수단(ECU)은 전압 측정 수단(MMT) 덕분에 상기 네트워크(RES)의 전력 공급 위상들의 전압 측정치들을 수신한다. 상기 네트워크(RES)의 각각의 전력 공급 위상 및 상기 네트워크(RES)의 뉴트럴 사이에서 측정된 이러한 전압들은 상기 정류 단계(ER)의 스위치들 및 상기 인버터 단계(OND)의 스위치들을 제어하는 것을 가능하게 할뿐만 아니라, 상기 전원 스위치 If를 폐쇄하기 위한 최적의 순간을 결정하는 것도 가능하게 한다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 상기 트랙션 배터리(Batt)를 충전하기 위한 방법이 참조번호 E1 단계 내지 참조번호 E3 단계를 포함하는 알고리즘의 형태로 도시되어 있다.

상기 방법은 적어도 부분적으로 상기 제어 수단(ECU)에서의 동작으로 설정되며, 이들은 상기 차량의 하나 이상의 컴퓨터들에서 구현되는 소프트웨어 수단이다.

상기 충전 시스템(SYS)이 상기 전기 네트워크(RES)에 연결되어 있음이 미리 가정된다.

참조번호 E1의 단계는 상기 충전 시스템(SYS)의 제어이며, 상기 전력 공급 네트워크(RES)로부터 상기 트랙션 배터리(Batt)로 에너지를 전달하지 않으면서, 상기 기생 커패시턴스들(Cp1, Cp2 및 Cmot)을 충전시키는 것을 가능하게 한다.

이를 위해, 참조번호 E1의 주요 실시예 변형 E11에서, 상기 제어 수단(ECU)은 상기 정류 단계(ER)의 상기 로우 스위치들(I4, I5, I6) 및 상기 하이 스위치(I2)를 폐쇄하며, 이 때, 참조번호 I1 스위치 및 참조번호 I3의 스위치를 포함하여, 상기 인버터 단계(OND)의 스위치들은 계속해서 개방되어 있다. 스위치들의 이러한 제어는, 상기 전력 공급 네트워크(RES) 및 상기 배터리(Batt) 사이의 에너지 이동을 위해 프리휠 단계(free wheel phase)를 준비하는 동안 상기 커패시턴스들 Cp1, Cp2 및 Cmot를 적어도 부분적으로 충전시키는 것을 가능하게 한다.

상기 전력 공급 네트워크(RES)가 단상일 때, 예를 들어 상기 네트워크(RES)의 전력 공급 위상이 φ1 이고 상기 뉴트럴 상 φ3일 때, 바람직하게는, 상기 스위치들 I4, I5, I6 및 I2의 폐쇄는 상기 전력 공급 위상 φ1의 전압 진폭이 자신의 최대 진폭에 비해 매우 낮아지는 순간에, 예를 들어, 0 V를 통과하는 순간에, 이루어진다.

또한, 상기 전력 공급 네트워크(RES)가 3상일 때, 이러한 주요 실시예 변형 E11에서, 상기 스위치들 I4, I5, I6 및 I2은 폐쇄되며, 바람직하게는, 순차적으로 폐쇄되고, 유리하게는, 상기 스위치들 I4, I5, I6 및 I2 각각은 해당 스위치가 연결된 위상이 0 V를 통과할 때 폐쇄한다.

대안적으로, 참조번호 E1의 또 다른 실시예 변형 E12에서, 상기 제어 수단(ECU)은 펄스 폭 변조(pulse width modulation; PWM)에 의해 상기 스위치들(I1, I2, I3, I4, I5 및 I6)을 개방 위치 및 폐쇄 위치로 번갈아 제어하며, 이 때, 상기 스위치 If를 포함하여 상기 전압 승압 단계(EE)의 스위치들은 참조번호 E1의 단계 동안 개방 상태를 유지한다. 상기 스위치들(I1, I2, I3, I4, I5 및 I6)의 이러한 제어는 도 4의 PWM 곡선 상에 도시되어 있으며, 종축은 상기 스위치들의 제어의 V 단위의 진폭을 도시하며, 횡축은 시간을 ms 단위로 도시한다.

상기 제어 수단(ECU)의 시간 지연 수단에 의한 동작으로 설정되는, 다음 단계인 참조번호 E2의 단계는, 미리 정해진 시간 프레임 이상인 시간 프레임이 만료할 때, 상기 스위치 If를 폐쇄함으로써 상기 위상 φ3으로의, 상기 누설 전류를 제한하기 위한 커패시턴스(Cf)의 연결이다. 이러한 시간 지연은 참조번호 E1의 단계에서 상기 스위치들(I4, I5, I6 및 I2)을 폐쇄함으로써 시작되거나, 또는 참조번호 E1의 단계에서 펄스 폭 변조 제어의 시작으로부터 시작된다. 상기 미리 정해진 시간 프레임은 상기 그라운드 커넥터를 통해 순환하는 상기 공진 전류 It의 제1 피크가 통과하도록 허용해야 한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 이러한 미리 정해진 시간 프레임은, 예를 들어, 대략 1 ms 정도이다.

마지막으로, 상기 제어 수단(ECU)을 활성화하는 수단에 의한 동작으로 설정된 참조번호 E3의 단계는, 상기 스위치 If가 상기 제어 수단(ECU)에 의해 폐쇄될 때, 상기 전력 공급 네트워크(RES) 및 상기 트랙션 배터리(Batt) 사이의 에너지 이동이다. 상기 정류 단계(ER)의 스위치들 및 상기 전압 승압 단계(EE)의 스위치들의 펄스 폭 변조 제어에 의해 영향을 받는 이러한 에너지 이동의 시작은, 예를 들어, 참조번호 E2의 단계에서의 상기 스위치 If의 폐쇄와 동시에 일어난다.

상기 전력 공급 네트워크(RES)가 단상일 때, 상기 네트워크(RES)의 전력 공급 위상은 예를 들어 φ1이고 상기 뉴트럴 상 φ3일 때, 바람직하게는, 이러한 이동은 상기 전력 공급 위상 φ1의 전압 진폭이 자신의 최대 진폭에 비해 매우 낮아지는 순간에, 예를 들어, 0 V를 통과하는 순간에, 시작한다.

상기 전력 공급 네트워크(RES)가 3-상일 때, 바람직하게는, 이러한 이동은 해당 전력 공급 위상들이 0을 통과할 때 상기 정류 단계(ER)의 스위치들이 순차적으로 닫혀지도록 시작한다.

본 발명은 도 4의 아래 다이어그램에 도시된 바와 같이 상기 전류 It의 진폭을 절반으로 감소시키는 것을 가능하게 하며, 이 때, CMDIF 곡선은 상기 스위치 If의 제어에 대응한다. 도 4의 아래 다이어그램에서, 좌측에 있는 종축은 상기 CMDIF 곡선에 대해 사용된 전류의 진폭 크기에 대응하며, 우측의 종축은 상기 전류 It의 곡선에 대해 사용된 전류의 진폭 크기에 대응한다. 횡축은 PWM 커브에 대해서와 동일하다. 상기 전류 It의 이러한 곡선은 단-상에서 전원 공급된 상기 충전 시스템(SYS), 대략 0.01 Ohm 정도의 그라운드 저항 Rterre, 대략 80 nF 정도의 기생 커패시턴스 Cp1, 그리고 대략 40 nF 정도의 기생 커패시턴스 Cp2를 사용하여 획득되었다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 스위치들(I4, I5, I6, I2)은 상기 충전 시스템(SYS)의 기생 커패시턴스들을 충전하기 위해 폐쇄되었음에도 불구하고, 본 발명은 이러한 스위치들 중 오직 일부만을 폐쇄함으로써, 예를 들어, 상기 스위치들 I4, 다음 I6, 다음 I5, 다음 I2를 폐쇄함으로써, 구현될 수 있음이 유의되어야 한다. 실제로, 상기 기생 커패시턴스들 모두가 충전되지 않았거나 부분적으로 충전되었음에도 불구하고, 본 발명은 상기 스위치 If가 폐쇄할 때 상기 충전 시스템의 기생 커패시턴스들 모두에 의해 생성된 소비 전류(draw current)가 충분히 제한된 경우 작용한다.

Claims

적어도 부분적으로 전기를 이용하는, 견인 차량(traction vehicle)의 트랙션 배터리(Batt)를 충전하기 위한 시스템(SYS)으로서,
상기 트랙션 배터리(Batt)를 충전하기 위한 시스템(SYS)은 :
전력 공급 네트워크(RES)에 연결되도록 설계된 입력 필터링 단계(EF)를 포함하며,
상기 필터링 단계(EF)는 누설 전류를 제한하기 위한 커패시턴스(Cf)를 포함하며,
상기 누설 전류를 제한하기 위한 커패시턴스(Cf)는, 상기 필터링 단계(EF)의 스위치(If)를 사이에 두고 한편에서는 상기 충전 시스템(SYS)의 적어도 하나의 전력 공급 결선 또는 뉴트럴 (φ3) 결선에 연결되고, 그리고 다른 한편에서는 상기 충전 시스템(SYS)의 그라운드에 연결될 수 있으며,
상기 충전 시스템은 :
- 상기 전력 공급 네트워크(RES)가 상기 충전 시스템(SYS)에 연결되어 있는 동안, 상기 전력 공급 네트워크(RES)로부터 상기 트랙션 배터리(Batt)로 에너지를 이동시키지 않으면서, 상기 충전 시스템(SYS)의 기생 커패시턴스들(Cp1, Cp2 및 Cmot)을 충전시키기 위한 제어 수단(ECU);
- 상기 제어 수단(ECU)에 의해 활성화되는 시간 지연 수단으로서, 상기 시간 지연 수단은 미리 정해진 시간 프레임 이상인 지연 시간 프레임이 만료할 때, 상기 필터링 단계(EF)의 상기 스위치(If)를 폐쇄시킬 수 있는, 시간 지연 수단; 및
- 상기 필터링 단계(EF)의 상기 스위치(If)가 폐쇄될 때, 상기 전력 공급 네트워크(RES) 및 상기 트랙션 배터리(Batt) 사이에서 에너지를 이동시키기 위한 충전 활성화 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 트랙션 배터리 충전 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 활성화 수단은 :
상기 전력 공급 네트워크의 전력 공급 위상(φ1)의 전압 진폭이 자신의 최대 진폭에 비해 매우 낮아지는 순간까지, 상기 전력 공급 네트워크(RES) 및 상기 트랙션 배터리(Batt) 사이의 에너지 이동을 지연시킬 수 있는 것을 특징으로 하는, 트랙션 배터리 충전 시스템.
청구항 2에 있어서,
상기 지연 시간 프레임은 :
상기 전력 공급 네트워크의 전력 공급 위상(φ1)의 전압 진폭이 자신의 최대 진폭에 비해 매우 낮아지는 순간에 만료하는 것을 특징으로 하며,
상기 활성화 수단은 상기 필터링 단계(EF)의 상기 스위치(If)가 폐쇄될 때부터 상기 전력 공급 네트워크(RES) 및 상기 배터리(Batt) 간의 에너지 이동을 개시하는, 트랙션 배터리 충전 시스템.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
제동(damping) 커패시턴스(Cfa) 및 제동 저항(Rfa) 또한, 상기 필터링 단계(EF)의 상기 스위치(If)를 사이에 두고 한편에서는 상기 충전 시스템(SYS)의 적어도 하나의 전력 공급 위상 결선 또는 뉴트럴 (φ3) 결선에 연결되고, 그리고 다른 한편에서는 상기 충전 시스템(SYS)의 그라운드에 연결되는 것을 특징으로 하는, 트랙션 배터리 충전 시스템.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 충전 시스템(SYS)이 :
상기 입력 필터링 단계(EF)를 경유하여 상기 전력 공급 네트워크(RES)에 연결될 수 있는 정류 단계(ER); 및
상기 정류 단계(ER) 및 상기 트랙션 배터리(Batt) 사이에 연결된 전압 승압 단계(voltage step-up step)(EE)를 포함하고, 그리고
상기 정류 단계(ER) 및 상기 전압 승압 단계(EE)가 스위치들을 포함할 때,
상기 제어 수단(ECU)은 상기 정류 단계(ER)의 스위치들(I1, I2, I3, I4, I5, I6)이 펄스 폭 변조(pulse width modulation; PWM)를 통해 스위칭하도록 만들 수 있으며,
상기 전압 승압 단계(EE)의 스위치들은, 상기 지연 시간 프레임 동안, 계속해서 개방되어 있는 것을 특징으로 하는, 트랙션 배터리 충전 시스템.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 충전 시스템(SYS)이 :
상기 입력 필터링 단계(EF)를 통해 상기 전력 공급 네트워크(RES)에 연결될 수 있는 정류 단계(ER); 및
상기 정류 단계(ER) 및 상기 트랙션 배터리(Batt) 사이에 연결된 전압 승압 단계(voltage step-up step)(EE)를 포함하고,
상기 정류 단계(ER) 및 상기 전압 승압 단계(EE)가 초기에 개방되어 있는 스위치들을 포함하고, 그리고
상기 전력 공급 네트워크(RES)가 단-상일 때,
상기 제어 수단(ECU)은 :
상기 시간 지연 수단의 활성화 전에, 상기 단-상 네트워크의 상기 전력 공급 위상(φ1)의 전압 진폭이 자신의 최대 진폭에 비해 매우 낮아지는 순간에, 상기 정류 단계(ER)의 로우(low) 스위치들(I4, I5, I6)의 폐쇄를 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는, 트랙션 배터리 충전 시스템.
청구항 6에 있어서,
상기 제어 수단(ECU)은 상기 정류 단계(ER)의 하이 스위치(I2)의 폐쇄 및 상기 정류 단계의 로우 스위치들(I4,I5,I6)의 상기 폐쇄를 동시에 수반할 수 있어,
상기 전력 공급 네트워크(RES) 및 상기 트랙션 배터리(Batt) 사이의 에너지 이동의 활성화 전에 프리휠 단계(free wheel phase)에서의 상기 충전 시스템(SYS)의 작동을 보장하는, 트랙션 배터리 충전 시스템.
적어도 부분적으로 전기를 이용하는, 견인 차량(traction vehicle)의 트랙션 배터리(Batt)를 충전하기 위한 방법으로서,
상기 차량의 충전 시스템(SYS)은 적어도 하나의 전력 공급 위상 및 하나의 뉴트럴(φ1, φ2, φ3)을 포함하는 전력 공급 네트워크(RES)에 미리 연결되어 있으며,
상기 방법은:
- 상기 전력 공급 네트워크(RES)로부터 상기 트랙션 배터리(Batt)로 에너지를 이동시키지 않으면서, 상기 충전 시스템(SYS)의 기생 커패시턴스들(Cp1, Cp2, Cmot)을 충전시킬 수 있는, 상기 충전 시스템(SYS)을 제어하는 단계(E1);
- 한편에 있는 상기 적어도 하나의 전력 공급 위상으로의 결선 또는 상기 뉴트럴로(φ3)의 결선, 그리고 다른 한편에 있는 상기 충전 시스템(SYS)의 그라운드 사이에, 누설 전류를 제한하기 위한 커패시턴스(Cf)를 연결시키는 단계(E2)로서, 상기 연결 단계(E2)는 미리 정해진 시간 프레임 이상인 시간 프레임이 만료할 때 발생하는, 연결 단계(E2); 및
- 상기 누설 전류를 제한하기 위한 커패시턴스(Cf)의 연결 단계(E2) 이후에, 상기 전력 공급 네트워크(RES) 및 상기 트랙션 배터리(Batt) 사이에서 에너지를 이동시키는 단계(E3)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 트랙션 배터리 충전 방법.
청구항 8에 있어서,
상기 에너지를 이동시키는 단계(E3)는 :
상기 적어도 하나의 전력 공급 위상(φ1)의 전압 진폭이 자신의 최대 진폭에 비해 매우 낮아지는 순간에 시작하는 것을 특징으로 하는, 트랙션 배터리 충전 방법.
청구항 8 또는 청구항 9에 있어서,
상기 에너지를 이동시키는 단계(E3)는 :
상기 누설 전류를 제한하기 위한 커패시턴스(Cf)를 연결시키는 단계(E2)의 바로 뒤에 이어지는 것을 특징으로 하는, 트랙션 배터리 충전 방법.
청구항 8 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
상기 충전 시스템(SYS)이 상기 전력 공급 네트워크(RES)에 연결되는 정류 단계(ER), 그리고 상기 정류 단계(ER) 및 상기 트랙션 배터리(Batt) 사이에 연결된 전압 승압 단계(voltage step-up step)(EE)를 포함하고, 상기 정류 단계(ER) 및 상기 전압 승압 단계(EE)가 스위치들을 포함할 때,
상기 제어 단계(E1)는 펄스 폭 변조(pulse width modulation; PWM)를 사용하여 상기 정류 단계(ER)의 스위치들을 폐쇄시키는 단계(E12)를 포함하며,
상기 전압 승압 단계(EE)의 스위치들은, 상기 제어 단계(E1) 동안, 계속해서 개방 상태를 유지하는 것을 특징으로 하는, 트랙션 배터리 충전 방법.
청구항 8 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
상기 충전 시스템(SYS)이 상기 전력 공급 네트워크(RES)에 연결된 정류 단계(ER), 그리고 상기 정류 단계(ER) 및 상기 트랙션 배터리(Batt) 사이에 연결된 전압 승압 단계(EE)를 포함하고, 상기 전력 공급 네트워크(RES)가 단-상이고, 상기 정류 단계(ER) 및 상기 전압 승압 단계(EE)가 스위치들을 포함할 때,
상기 제어 단계(E1)는, 상기 적어도 하나의 전력 공급 위상(φ1)의 전압 진폭이 자신의 최대 진폭에 비해 매우 낮아지는 순간에, 상기 정류 단계(ER)의 로우(low) 스위치들(I4, I5, I6)을 폐쇄시키는 단계(E11)를 포함하며,
상기 전압 승압 단계(EE)의 스위치들은, 상기 제어 단계(E1) 동안, 계속해서 개방 상태를 유지하는 것을 특징으로 하는, 트랙션 배터리 충전 방법.
청구항 12에 있어서,
상기 정류 단계(ER)의 로우 스위치들(I4,I5,I6)의 상기 폐쇄는 상기 정류 단계(ER)의 하이 스위치(I2)의 폐쇄가 수반되어,
상기 전력 공급 네트워크(RES) 및 상기 트랙션 배터리(Batt) 사이의 에너지 이동 단계(E3) 전에 프리휠 단계(free wheel phase)에서의 상기 충전 시스템(SYS)의 작동을 보장하는 것을 특징으로 하는, 트랙션 배터리 충전 방법.