KR20190109274A - 모듈 저장 인터페이스의 이중 퓨즈 - Google Patents

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KR20190109274A
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독터. 인제니어. 하.체. 에프. 포르쉐 악티엔게젤샤프트
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Abstract

적어도 하나의 에너지 저장 셀(104)이 AC 배터리의 일부이며, AC 배터리는 적어도 하나의 모듈(110, 120)을 구비하고, 적어도 하나의 모듈(110, 120)은, 2개의 전력 반도체 스위치(106)로 구성된 적어도 하나의 하프-브리지, 하나의 모듈 저장부(105), 및 하나의 모듈 제어기(109)를 포함하는, 에너지 저장 셀들(104)을 보호하기 위한 회로(100)에 있어서, 적어도 하나의 모듈(110, 120)은 적어도 하나의 에너지 저장 셀(104)에 접속되어 제1 접속부를 형성하고, 적어도 하나의 모듈(110, 120)과 적어도 하나의 에너지 저장 셀(104) 사이의 제1 접속부는, 제1 접속부를 차단할 수 있는 제1 퓨즈(101)를 구비하며, 회로는 적어도 하나의 모듈(110, 120)의 모듈 제어기(109)와 적어도 하나의 에너지 저장 셀(104) 사이에 제2 접속부를 구비하는 것을 특징으로 하는 회로(100).

Description

모듈 저장 인터페이스의 이중 퓨즈{DOUBLE FUSING OF THE MODULE STORE INTERFACE}
본 발명은 AC 부하에 전력을 공급하기 위해 내부 상호접속으로 동적 재구성되는 AC 배터리의 개별 에너지 저장 셀들을 보호하기 위한 회로에 관한 것이다.
전기 차량을 위해 사용되는 현재의 배터리 팩은 개별 부품들, 예를 들어 배터리 셀들로 구성되는 하드와이어링된 유닛이다. 출력부에서, 이와 같은 배터리 팩은 거의 오로지 DC 전압만을 전달한다. 한편, 대부분의 부하는 예를 들어 결정된 주파수, 진폭, 및 위상의 고조파 전압 프로파일을 갖는 AC 전압을 요구한다.
배터리 상호접속의 동적 재구성은 AC 전압 또는 다상 전압이 하나 이상의 부하를 위해 직접 발생될 수 있게 한다. 이와 같이, 예를 들어, 문헌 DE　10　2011　014　133　A1호는 출력 전압의 변경을 야기하기 위해 개별 배터리 모듈들을 접속시킴으로써 배터리의 동적 재구성을 제안한다.
배터리의 일부, 예를 들어 하나의 배터리 셀만이 결함이 있는 경우, 대개는 전체 배터리 팩이 사용 불가능하다. 전기 차량의 경우, 이후 전체 고장을 예상해야 한다. 필요하면, 결함이 있는 배터리 부품이 추가적인 부하를 받을 때 과열되어 연소되지 않도록 심지어 셧다운을 능동적으로 시행해야 한다. 이러한 맥락에서, 문헌 DE　10　2012　210　910　A1호에는, 개별 배터리 모듈들의 모니터링이 개시되어 있다. 결함이 발생할 때, 결함이 있는 배터리 모듈은 우회된다.
예를 들어 모듈식 멀티레벨 컨버터(MMC로 약칭되며 예를 들어 DE　102 17　889　A1호에 기재됨)와 같은 전력 반도체 스위치들을 갖는 전력 전자 부품이, 다른 경우라면 하드와이어링될 배터리 팩을, 작동 중에 동적 변경될 수 있는 전기적 상호접속을 갖는 다수의 모듈식 배터리 부품으로 분할하는 데에 사용될 수 있다. 모듈식 배터리 부품은 개별 배터리 셀로 구성될 수 있지만, 다수의 배터리 셀로 구성될 수도 있고, 그 자체는 다시 하나의 소형 배터리 팩을 형성한다. 이 경우, 동적 재구성으로 인해, 결함이 있는 배터리 셀들이 우회될 수 있거나, 임의의 출력 전압이 발생될 수 있다.
약어 MMC, MMSPC 등으로 당업자에게 알려져 있는 모듈식 멀티레벨 컨버터의 경우, 보호를 필요로 하는 에너지 저장 셀들을 사용하는 경향이 있다. 이는 특히 AC 배터리를 구성하기 위해 배터리 셀, 배터리, 및 이중층 커패시터와 관련된다. 이런 이유로, 이러한 유형의 에너지 저장 셀들은 대개는 배터리 손상 또는 화재를 방지하기 위해 퓨즈, 예를 들어 퓨저블 링크 및/또는 콘택터에 의해 모듈식 멀티레벨 컨버터의 각각의 모듈에 접속된다. 특히, 이는 과전압 또는 부족전압 차단과 함께 이행되는데, 그 트립핑도 역시 콘택터를 트립한다. 이와 같은 경우는, 예를 들어, 전력 반도체 스위치들의 손상, 예를 들어 반도체의 고장 및 그에 따른 접속된 배터리들의 단락의 발생시 일어날 수 있다. 동시에, 이와 같은 시스템 내의 각각의 모듈 제어기는 대개는 각각의 국부 모듈 저장부, 예를 들어 커패시터로부터 전력을 매우 스마트하게 공급받는다. 그 결과, 모듈 저장부들이 모듈의 전위로 또는 이에 상대적으로 공급 전압을 제공할 수 있기 때문에, 소형 DC 절연 DC 변압기를 방지할 수 있다. 이 경우, 국부 전위, 말하자면 "국부 접지"는 모듈 상태에 따라 지면에 대해 이동함을 명심해야 한다. 그러나, 국부 모듈 제어기 및 국부 모니터링이 이제 에너지 저장 셀로부터 전력을 공급받고 퓨즈가 트립되는 경우, 모듈 제어기 및 국부 모니터링은 그에 따라 또한 공급 전압을 잃게 되어 실패한다. 아울러, 이는 바로 배터리 모듈이 모듈 제어기 및 국부 모니터링을 요구하는 시점이다.
이러한 배경에서, 본 발명의 목적은, 각각이 작동 중에 모듈 제어기 및 모듈 모니터링을 모두 요구하는 모듈들로 구성되는 AC 배터리 내에서 각각의 에너지 저장 셀을 보호하는 회로를 제공하는 데에 있다.
상기 전술한 목적은, 적어도 하나의 에너지 저장 셀이 AC 배터리의 일부이며, AC 배터리는 적어도 하나의 모듈을 구비하고, 적어도 하나의 모듈은, 2개의 전력 반도체 스위치로 구성된 적어도 하나의 하프-브리지, 하나의 모듈 저장부, 및 하나의 모듈 제어기를 포함하는, 에너지 저장 셀들을 보호하기 위한 회로에 있어서, 적어도 하나의 모듈은 적어도 하나의 에너지 저장 셀에 접속되어 제1 접속부를 형성하고, 적어도 하나의 모듈과 적어도 하나의 에너지 저장 셀 사이의 제1 접속부는 제1 접속부를 차단할 수 있는 제1 퓨즈를 구비하며, 회로는 적어도 하나의 모듈의 모듈 제어기와 적어도 하나의 에너지 저장 셀 사이에 제2 접속부를 구비하는 것을 특징으로 하는 회로를 제안함으로써 달성된다.
보통, 회로는 다수의 모듈 및 다수의 에너지 저장 셀을 포함하되, 각각의 모듈은 각각의 제1 접속부를 통해 각각의 에너지 저장 셀에 접속되고, 각각의 모듈과 각각의 에너지 저장 셀 사이의 각각의 제1 접속부는 각각의 제1 접속부를 차단할 수 있는 각각의 제1 퓨즈를 구비한다. 게다가, 회로는 각각의 모듈의 각각의 모듈 제어기와 각각의 에너지 저장 셀 사이에 각각의 제2 접속부를 구비한다. 이는 각각의 모듈이 에너지 저장 셀에 각각 접속되는 것을 의미한다. 일 개선예에서, 각각의 모듈은 각각의 모듈이 접속되는 고유하게 연관된 에너지 저장 셀을 구비한다.
따라서, 종래 기술과 비교하면, 모듈 제어기는 더 이상 에너지 저장 셀에 대한 모듈의 제1 접속부를 통해 전력을 공급받지 않는다. 그러므로, 모듈의 전력 반도체 스위치들을 포함하는 전력 섹션과 보호될 에너지 저장 셀 사이의 제1 접속부의 차단은 더 이상 모듈 제어기의 작동에 자동으로 영향을 미치지 않는다.
전력 섹션의 제1 퓨즈가 트립되는 경우, 예를 들어 에너지 저장 셀의 과부하 또는 열폭주를 방지하기 위해, 모듈 제어기는 계속 전력 섹션을 제어할 수 있고, 에너지 저장 셀로부터 모듈 제어기로의 전력 공급은 계속 보장될 수 있다.
본 발명에 따른 회로의 일 개선예에서, 모듈 제어기와 에너지 저장 셀 사이의 제2 접속부는 제2 퓨즈를 구비한다. 이는 예를 들어 퓨저블 링크 또는 리셋 가능 퓨즈일 수 있다. 리셋 가능 퓨즈는 예를 들어 열 퓨즈(thermal release)일 수 있다. 제2 퓨즈가 사용될 때, 제1 및 제2 퓨즈의 트립 한계는 뚜렷하게 상이할 수 있다. 예를 들어 전기 차량에서의 용도에 따라, 전력 섹션의 역할을 하는 제1 퓨즈는 수백 A일 수 있거나, 네트워크 저장부에서 적어도 수십 A일 수 있다. 반면에, 모듈 제어기의 역할을 하는 제2 퓨즈는 한편으로는 수 백 mA 내지 수 암페어일 수 있다.
본 발명에 따른 회로의 다른 개선예에서, 적어도 하나의 또는 각각의 모듈과 적어도 하나의 또는 각각의 에너지 저장 셀 사이의 제1 접속부는 콘택터를 추가로 구비한다.
본 발명에 따른 회로의 또 다른 개선예에서, 적어도 하나의 모듈의 모듈 제어기와 적어도 하나의 에너지 저장 셀 사이의 제2 접속부는 추가적인 정지 회로(quiescent circuit)를 구비한다. 정지 회로는 유리하게는 반도체 스위치, 예를 들어 전계 효과 트랜지스터로 구현될 수 있다. 이러한 유형의 정지 회로는 전력 공급을 차단함으로써 비작동 중에 정지 전류로 인한 각각의 에너지 저장 셀의 소개를 방지한다. 이는 예를 들어 중앙 제어기에 의해 구동될 수 있고, 이는 그에 따라 정지 상태로부터 모듈들을 "기동(wake)"시킬 수 있다.
본 발명에 따른 회로의 또 다른 개선예에서, 정지 회로는 회로로부터 DC 절연되는 스위치이다. 상기 스위치는 예를 들어 광결합기 또는 광트랜지스터(optotransistor or phototransistor)로 구현될 수 있다. 광 결합기는 "외부"로부터 구동되므로, 예를 들어 상위 제어기의 공통 기동 라인을 통해 DC 절연 방식으로 구동되고, 이는 그로 인해 각각의 모듈 내에 존재하는 전위 상태를 고려함 없이 작동할 수 있다. 각각의 광결합기는 각각의 모듈 또는 모듈 하위그룹을 위한 전용 기동 라인을 사용하여 구동될 수도 있다.
본 발명에 따른 회로의 또 다른 개선예에서, 적어도 하나의 모듈의 모듈 제어기와 적어도 하나의 에너지 저장 셀 사이의 제2 접속부는 DC 변압기를 추가로 구비한다. DC 변압기는 예를 들어, 벅 컨버터, 부스트 컨버터, 또는 벅/부스트 컨버터로 구현될 수 있다. 이런 방식으로, 에너지 저장 셀의 전압이 모듈 제어기의 필요에 부합할 수 있고 그리고/또는 필요하면 큰 전압 변동이 보상될 수 있다. 구체적으로, 배터리들은 전하 상태 및 부하 전류에 따라 50%를 초과하는 큰 전압차를 가질 수 있다.
본 발명에 따른 회로의 또 다른 개선예에서, 적어도 하나의 모듈의 모듈 제어기는 전력 반도체 스위치들 또는 전력 섹션을 모니터링하는 모듈 모니터링을 추가로 또한 초래하도록 구성된다.
본 발명에 따른 회로의 또 다른 개선예에서, 적어도 하나의 모듈의 모듈 제어기는 제1 퓨즈의 개방을 모니터링하도록 구성된다. 종래 기술과 달리, 본 발명에 따르면 모듈 제어기로의 전력 공급이 제1 접속부와 무관하기 때문에, 모듈 제어기는 어떤 문제도 없이 이를 수행할 수 있다.
본 발명에 따른 회로의 또 다른 개선예에서, 적어도 하나의 모듈의 모듈 제어기는 제1 퓨즈의 상류 및 하류에서 테스트 지점들에 의해 제1 퓨즈의 개방을 검출하도록 구성된다. 예를 들어, 이와 같은 방식으로 배치되는 테스트 접점들은 예를 들어 수 밀리암페어의 일정한 전류 강도를 갖는 테스트 전압을 인가하는 데에 사용되거나, 더 개선되고 덜 잡음이 발생하는 검출에 기반하여 바람직하게는 기결정된 주파수, 바람직하게는 0이 아닌 2개의 기결정된 전류값들 사이의 구형파 신호를 인가하는데 사용될 수 있고, 테스트 전류는 재측정될 수 있다. 테스트 전류가 더 이상 흐르지 않거나 이제 용량성으로만 흐르는 경우, 접속부의 개방을 가정할 수 있다. 제1 퓨즈가 콘택터, 예를 들어 전자 과전압 개방을 갖는 콘택터를 그 하류에 구비한 경우, 검출은 리드백 또는 전환 접점들(read-back or changeover contacts)에 의해 시행될 수 있다. 또한, 테스트 지점들이 에너지 저장 셀의 접점, 예를 들어 에너지 저장 셀의 양극, 및 전력 섹션, 예를 들어 모듈 저장부를 위한 접점에서 사용될 수 있다. 이러한 테스트 라인들이 예를 들어 독립적인 나사 지점들 또는 납땜 조인트들을 사용하여 전력 단자들과 무관하게 배터리 및 전력 회로에 접속되는 경우, 제1 퓨즈의 개방뿐만 아니라 제1 접속부의 기계적 차단을 검출할 수 있다. 이는 각각의 테스트 지점뿐만 아니라 모듈 제어기에 대한 제2 접속부의 단자가 에너지 저장 셀에서 돌출되는 접촉 패드 또는 접촉 러그와 특히 가깝게 나사결합되거나 용접되는 경우 이들 둘의 위치지정에 유리하다. 필요하면, 각각의 테스트 지점 및 제2 접속부의 단자는 따로따로 위치된다. 전력 섹션에 대한 제1 접속부의 단자는 대개는 에너지 저장 셀에 직접 나사결합되거나 용접된다. 각각의 단자들을 위해 에너지 저장 셀에 제공되는 접속 구멍들이 또한 존재할 수 있다.
마지막으로, 본 발명에 따른 회로의 일 개선예에서, 추가 커패시터가 제1 퓨즈 및 선택적 콘택터의 하류와 전력 섹션의 상류에 배치될 수 있다. 작동 중에 에너지 저장 셀이 전력 반도체 스위치들로부터 절연되고, 전력 섹션의 제1 퓨즈가 트립되자마자, 전력 섹션은 더 이상 전력 공급이 유효하지 않게 된다. 그러나, 전력이 고장 중 작동시 막 전달되거나 인입되면, 모듈은 배출되거나 충진될 것이고, 이는 전력 반도체 스위치들을 통한 전압의 강하 또는 상승을 의미한다. 본 발명에 따라 배치되는 커패시터는 에너지 저장 셀에 의한 실제 전력 공급이 디커플링될 때 전력 섹션을 작동시키기 위해 커패시터의 커패시턴스를 제공한다. 반면에, 제어기로의 전력 공급은 에너지 저장 셀에 대한 제2 접속부에 의해 본 발명에 따라 이미 보장되어 있다.
에너지 저장 셀에 대한 전용 제2 접속부에도 불구하고 모듈 제어기로의 전력 공급이 실패하는 경우, 이는 상위 제어기에 의해 검출될 수 있어야 한다.
예를 들어, 이는 계속된 실행 중에 상위 제어기에 준비 상태(readiness)를 보고할 필요가 있는 모듈 제어기에 의해 시행될 수 있다. 이러한 보고가 부재한 경우, 상위 제어기는 모듈 제어기가 고장났거나 더 이상 전력을 공급받지 않는다고 가정해야 한다. 예를 들어, 준비 상태는, 능동적으로 하이로 설정될 필요가 있고, 그렇지 않으면 풀-다운 저항에 의해, 예를 들어 이른바 오픈-컬렉터 버스에 의해 0으로 풀링되는 신호에 의해 실시될 수 있다. 대안적으로, 특정 비트 패턴이 라인 상에 사용될 수 있되, 상기 비트 패턴은 특정 규칙을 따를 필요가 있다. 이러한 규칙은 예를 들어 진폭 및 주파수와 관련될 수 있거나, 암호화 기술로부터 알려진 바와 같이, 예를 들어 시프트 레지스터 회로로부터의 예측 가능한 규칙에 기반하여 달라지는 비트 패턴 또는 고정 비트 패턴을 필요로 할 수 있다. 마찬가지로, 패킷-기반 통신이 또한 버스를 통해 시행될 수 있되, 규칙적인 상태 패킷이 송신될 필요가 있다. 상기 상태 패킷이 부재한 경우("타임아웃"으로 지칭되는 사례), 모듈 제어기의 고장을 예상할 수 있다. 그러나, 이 경우, 버스 오버헤드로 작업할 필요가 있고, 마찬가지로 타임아웃 시간을 가정할 필요가 있어서, 반응 시간이 높을 수 있다는 단점이 있다.
본 발명의 추가적인 이점들 및 개선예들은 상세한 설명 및 첨부 도면에서 드러난다.
상기에 인용된 특징들 및 이하에 설명될 특징들은, 본 발명의 범주를 벗어남 없이, 각각의 지시된 조합뿐만 아니라 다른 조합으로 또는 독자적으로 사용될 수 있음은 물론이다.
도면은 일관되게 및 포괄적으로 묘사되되, 동일한 구성요소들은 동일한 관련 참조 번호를 갖는다.
도 1은 2개의 상호접속된 모듈을 사용한 본 발명에 따른 회로의 구현예를 도시한다.
도 2는 정지 차단부 및 변압기를 갖는 본 발명에 따른 회로의 다른 구현예를 도시한다.
도 3은 추가적인 정지 차단부 및 변압기를 갖는 본 발명에 따른 회로의 또 다른 구현예를 도시한다.
도 4는 광커플러를 갖는 본 발명에 따른 회로의 또 다른 구현예를 도시한다.
도 5는 전력 섹션으로의 전력 공급의 차단을 검출하는 본 발명에 따른 회로들의 구현예들을 도시한다.
도 1은 접속 라인들(107)을 통해 서로 접속되는 2개의 모듈(110, 120)을 사용한 본 발명에 따른 회로(100)를 도시하되, 회로는 예를 들어 모듈(110)을 이용하여 기술된다. 모듈(110)은 에너지 저장 셀(104)을 통해 전력을 공급받는다. 이를 위해, 에너지 저장 셀(104)에서 모듈(110)의 전력 섹션(111)까지 제1 접속부가 배치되어 있고, 전력 섹션은 복수의 전력 반도체 스위치(106) 및 하나의 모듈 저장부(105)를 포함한다. 이 접속부는 제1 퓨즈(101)에 의해 보호된다. 선택적으로, 이에 도시된 바와 같이, 콘택터(102)를 배치하는 것도 가능하다. 전력 반도체 스위치들(106)은 모듈 제어기(109)에 의해 제어된다. 선택적으로 퓨즈(101) 또는 선택적 콘택터(102)의 개방으로 인한 제1 접속부의 차단 후에도 모듈 제어기(109)가 가능한 모니터링 기능을 계속 수행하거나 전력 반도체 스위치들(106)을 계속 제어할 수 있도록, 본 발명에 따르면, 모듈 제어기(109) 또는 모듈(110)은 제1 접속부와 무관한 전력 공급을 갖는다. 이는 에너지 저장 셀(104)에서 모듈 제어기(109)까지의 제2 접속부에 의해 형성되되, 퓨즈(103)에 의해 차단될 수 있다. 모듈(110)은 접속 라인들(108)을 통해 AC 배터리의 출력부 또는 다음 모듈에 추가로 접속된다.
도 2는 정지 차단부(206) 및 변압기(204)를 구비한 본 발명에 따른 회로(200)를 도시하되, 이 둘은 각각 독자적으로 선택적인 것으로 간주될 수 있다. 도 1에서와 같이, 2개의 상호접속된 모듈(210, 220)이 도시되어 있고, 이들 각각은, 예를 들어 제1 퓨즈(101), 제2 퓨즈(103), 및 모듈 제어기(109)를 갖는, 도 1에 도시된 모듈과 동일한 설계를 갖는다. 그러나, 회로는 도 1과 비교할 때 먼저 정지 회로(206)로 확장되었고, 이는 모듈 제어기(109)로의 전력 공급을 차단 및 복원하는 데에 사용될 수 있다. 정지 회로(206)용 스위치를 위해 여러 전자 부품들이 가능하며, 상기 스위치는 이 경우 증강형 p-채널 전계 효과 트랜지스터로 나타나 있다. 상위 제어기가 정지 회로(206)의 전계 효과 트랜지스터의 드레인 단자에 대한 접속부(208)를 구비하고, 이 접속부(208)를 사용하여 정지 회로(206)의 전환 거동을 제어한다. 다음으로, 에너지 저장 셀에 모듈 제어기(109)를 접속시키는 DC 변압기(204)가 모듈(210)을 위해 회로(200) 내에 도시되어 있다.
도 3은 추가적인 정지 차단부(206) 및 변압기(204)를 구비한 본 발명에 따른 회로(300)를 도시한다. 이는 도 2의 회로와 거의 동일한 회로이지만, 상위 제어기의 접속부(308)가 이제 정지 회로(206)의 전계 효과 트랜지스터의 소스 단자에 있다.
도 4는 광커플러(402)를 구비한 본 발명에 따른 회로(400)를 도시한다. 제1 퓨즈(101)가 전력 섹션으로부터 에너지 셀을 보호하는 한편, 제2 퓨즈(103)와, 상류 DC 변압기(204)를 갖는 모듈 제어기(109) 사이의 제2 접속부에는 광커플러(402)가 있다. 광커플러(402)는 정지 회로가 모듈로부터 DC 절연될 수 있게 한다.
도 5는 전력 섹션으로의 전력 공급의 차단을 검출하는 본 발명에 따른 회로들(510, 520, 530)을 도시한다. 회로(510)는 제1 퓨즈(101) 주위에서 테스트 접점들(501, 502) 사이에 삽입되는 측정 회로(506)를 도시하는데, 이는 예를 들어 모듈 제어기(이에 미도시)로 라우팅되는 신호(505)에 의해, 전력 공급의 차단, 예를 들어 제1 퓨즈(101)의 트립 또는 콘택터(102)의 개방을 검출하는 데에 사용될 수 있다. 테스트 접점들(501, 502)은 이 경우에 각각 에너지 저장 셀(104)의 양극 및 모듈 저장부(105)에 배치되었다. 일반적으로, 이들은 모듈의 전력 섹션에 대한 접속부와 가능한 한 무관하게 배치되어야 한다. 회로(520)에서, 회로(510) 내에서와 같은 테스트 접점들의 동일한 배치는 모듈의 전력 섹션에 대한 제1 접속부의 차단(504)의 경우를 검출할 수 있게 한다. 마지막으로, 회로(530)에서, 전력 섹션과 에너지 저장 셀 사이의 제1 접속부 내의 차단(504)은 모듈 저장부(105), 바람직하게는 추가될 커패시터의 단자들에서의 전압 모니터링(532)에 의해, 그리고 모듈 제어기(이에 미도시)로 라우팅되는 신호(534)에 의한 보고에 의해 검출된다. 에너지 저장 셀과 전력 섹션 사이의 접속이 차단되자마자, 남아있는 DC 링크 커패시턴스가 부하 전류를 다루어야 하고, 부하 전류가 계속 흐르는 경우 필요 전하를 전달하거나 흡수해야 한다. 전력 공급의 차단 시점에 부하 전류가 현재 모듈 내로 흐르고 있는 경우, 접속된 에너지 저장 셀을 충전하기 위해, 차단된 접속부는 예상될 한계 초과의 전압 상승의 가능성을 초래한다. 부하 전류가 현재 모듈 밖으로 흐르고 있고, 그렇게 함으로써 접속된 에너지 저장 셀을 방전하고 있는 경우, 차단된 접속부는 예상될 한계 미만의 전압 강하의 가능성을 초래한다. 그러므로, 한 개 또는 두 개의 임계 스위치(상한 및/또는 하한)가 에너지 저장 셀에 대한 접속의 차단 또는 에너지 저장 셀 내의 결함을 검출할 수 있다. 검출이 하드웨어 임계 스위치에 의해 실시되는 경우 아날로그/디지털 컨버터는 필요하지 않다. 임계치는 예를 들어 명백히 에너지 저장 셀의 최대 전압 초과 또는 최소 전압 미만으로 선택될 수 있다. 임계 스위치들은 출력 신호의 발진 또는 고장 검출과 비교하여 히스테리시스를 가질 수 있다.

Claims (12)

  1. 에너지 저장 셀들(104)을 보호하기 위한 회로(100, 200, 300, 400)이며, 상기 회로에서는 적어도 하나의 에너지 저장 셀(104)이 AC 배터리의 일부이며, 상기 AC 배터리는 적어도 하나의 모듈(110, 120, 210, 220, 310, 320)을 구비하고, 상기 적어도 하나의 모듈(110, 120, 210, 220, 310, 320)은, 2개의 전력 반도체 스위치(106)로 구성된 적어도 하나의 하프-브리지, 하나의 모듈 저장부(105), 및 하나의 모듈 제어기(109)를 포함하며, 상기 적어도 하나의 모듈(110, 120, 210, 220, 310, 320)은 상기 적어도 하나의 에너지 저장 셀(104)에 접속되어 제1 접속부를 형성하고, 상기 적어도 하나의 모듈(110, 120, 210, 220, 310, 320)과 상기 적어도 하나의 에너지 저장 셀(104) 사이의 상기 제1 접속부는, 상기 제1 접속부를 차단할 수 있는 제1 퓨즈(101)를 구비하며, 상기 회로는 상기 적어도 하나의 모듈(110, 120, 210, 220, 310, 320)의 상기 모듈 제어기(109)와 상기 적어도 하나의 에너지 저장 셀(104) 사이에 제2 접속부를 구비하는 것을 특징으로 하는 회로(100, 200, 300, 400).
  2. 제1항에 있어서, 상기 모듈 제어기(109)와 상기 에너지 저장 셀(104) 사이의 상기 제2 접속부는 제2 퓨즈(103)를 구비하는 것을 특징으로 하는 회로(100, 200, 300, 400).
  3. 제2항에 있어서, 상기 제2 퓨즈(103)는 퓨저블 링크 또는 리셋 가능 퓨즈인 것을 특징으로 하는 회로(100, 200, 300, 400).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 모듈(110, 120, 210, 220, 310, 320)과 상기 적어도 하나의 에너지 저장 셀(104) 사이의 상기 제1 접속부는 콘택터(102)를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 회로(100, 200, 300, 400).
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 모듈(110, 120, 210, 220, 310, 320)의 상기 모듈 제어기(109)와 상기 적어도 하나의 에너지 저장 셀(104) 사이의 상기 제2 접속부는 추가적인 정지 회로(206, 402)를 구비하는 것을 특징으로 하는 회로(200, 300, 400).
  6. 제5항에 있어서, 상기 정지 회로(206, 402)는 상기 회로로부터 DC 절연되는 스위치(402)를 구비하는 것을 특징으로 하는 회로(400).
  7. 제6항에 있어서, 상기 회로로부터 DC 절연되는 상기 스위치(402)는 광결합기 또는 광트랜지스터인 것을 특징으로 하는 회로(400).
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 모듈(110, 120, 210, 220, 310, 320)의 상기 모듈 제어기(109)와 상기 적어도 하나의 에너지 저장 셀(104) 사이의 상기 제2 접속부는 DC 변압기(204)를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 회로(200, 300, 400).
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 모듈(110, 120, 210, 220, 310, 320)의 상기 모듈 제어기(109)는 상기 전력 반도체 스위치들(106)을 모니터링하는 모듈 모니터링을 추가로 또한 초래하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 회로(100, 200, 300, 400).
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 모듈(110, 120, 210, 220, 310, 320)의 상기 모듈 제어기(109)는 상기 제1 퓨즈(101)의 개방을 모니터링하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 회로(100, 200, 300, 400).
  11. 제10항에 있어서, 상기 적어도 하나의 모듈(110, 120, 210, 220, 310, 320)의 상기 모듈 제어기(109)는 상기 제1 퓨즈(101)의 상류 및 하류에서 테스트 지점들(501, 502)에 의해 상기 제1 퓨즈(101)의 개방을 검출하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 회로(500).
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 선택적 콘택터(102)를 갖는 상기 제1 퓨즈(101)와 상기 전력 반도체 스위치들(106)을 포함하는 전력 섹션(111)의 상류 사이의 상기 제1 접속부에 배치되는 커패시터를 추가로 구비하는, 회로.
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