KR20190128330A - 철도차량용 병렬형 축전지 충전회로 및 이를 구비한 철도차량 충전 시스템 - Google Patents

철도차량용 병렬형 축전지 충전회로 및 이를 구비한 철도차량 충전 시스템 Download PDF

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온정근
정종덕
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한국철도기술연구원
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Abstract

철도차량용 병렬형 축전지 충전회로 및 이를 구비한 충전 시스템에서, 상기 철도차량용 병렬형 축전지 충전회로는 전원을 공급하는 전원 공급부, 상기 전원 공급부와 축전지를 연결하는 제1 공급라인 상에 설치되어, 상기 공급되는 전원으로 상기 축전지의 충전을 수행하는 정전류 충전부, 상기 전원 공급부와 상기 축전지를 연결하는 제2 공급라인 상에 설치되어 상기 정전류 충전부와 병렬로 연결되고, 상기 공급되는 전원으로 상기 축전지의 충전을 수행하는 직결 충전부 및 상기 정전류 충전부 및 상기 직결 충전부와 연결되어 상기 축전지의 충전 용량에 따라 상기 정전류 충전부 및 상기 직결 충전부를 선택적으로 구동시키는 제어부를 포함한다.

Description

철도차량용 병렬형 축전지 충전회로 및 이를 구비한 철도차량 충전 시스템{PARALLEL BATTERY CHARGE CIRCUIT FOR RAILWAY VEHICLE AND CHARGING SYSTEM OF RAILWAY VEHICLE HAVING THE SAME}
본 발명은 철도차량용 병렬형 축전지 충전회로 및 이를 구비한 충전 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 축전지에 충전이 필요한 용량이 작을 때에는 정전류 충전부를 통해 충전하고, 축전지가 완전 방전상태와 같이 급속한 충전이 필요한 경우에는 직결 충전부를 통해 충전하여, 축전지의 성능을 안정시킬 수 있는 철도차량용 병렬형 축전지 충전회로 및 이를 구비한 철도차량 충전 시스템에 관한 것이다.
철도차량의 축전지는 철도차량의 시동과 비상시에 전원을 공급하는 용도로 사용된다. 때문에 일반적인 상태에서 방전되어 충전되는 용량이 크지 않다. 그럼에도 철도차량에서 요구되는 축전지의 기능을 수행하기 위하여 축전지가 완전히 방전된 상태에서 완전히 충전되기 까지 걸리는 시간이 5시간 이내가 되도록 요구되고 있다.
도 1 및 도 2는 종래기술에 의한 철도차량용 축전지 충전 시스템의 구조에 대한 모식도들이다.
철도차량에 사용되고 있는 종래의 납축전지 축전지(10) 또는 니켈카드뮴 축전지(11)는 에너지 밀도가 비교적 낮고 과충전시 폭발에 대한 위험이 적어 도 1에 도시된 바와 같이, 철도차량에서 공급되는 직류(DC) 전원을 직결하여 충전하고 있다.
이와 달리, 종래의 리튬이온 축전지(12) 또는 리튬폴리머 축전지(13)에서는 에너지 밀도가 높고 과충전에 대한 위험이 높아, 도 2에 도시된 바와 같이 축전지의 성능 및 수명을 향상시키고 안전한 축전지의 활용을 위하여 별도의 정전류 충전기(20)와 상기 정전류 충전기(20)의 충전을 제어하는 제어장치(21)를 추가적으로 설치하고 있다.
상기 정전류 충전기(20)는 축전지가 완전 방전된 상태에서 5시간(사용자에 따라 요구사항이 다를 수 있음) 이내에 완전 충전되도록 0.2C(coulomb) 이상의 충전용량을 가지도록 설계되고 있으며, 일부 신뢰성 설계를 위한 여유율을 적용하면 보다 큰 정전류 용량을 가지도록 설계된다.
그러나, 철도차량에서 축전지가 완전 방전되는 경우는 거의 발생하지 않아 일반적으로는 상기 정전류 충전기(20)의 사용률이 25%에도 미치지 못하고 있다.
따라서 이러한 단점을 보완하여 철도차량의 실제 사용량에 적합한 충전기를 적용하여 비용과 시스템의 신뢰성에 큰 향상을 기대할 수 있는 기술 개발이 필요한 상황이다.
대한민국 공개특허 제10-2002-0035026호
이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 축전지에 충전이 필요한 용량이 작을 때에는 정전류 충전부를 통해 충전하고, 축전지가 완전 방전상태와 같이 급속한 충전이 필요한 경우에는 직결 충전부를 통해 충전하여, 축전지의 성능을 안정시킬 수 있는 철도차량용 병렬형 축전지 충전회로에 관한 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 철도차량용 병렬형 축전지 충전회로를 구비한 철도차량 충전 시스템에 관한 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 철도차량용 병렬형 축전지 충전회로는, 전원을 공급하는 전원 공급부, 상기 전원 공급부와 축전지를 연결하는 제1 공급라인 상에 설치되어, 상기 공급되는 전원으로 상기 축전지의 충전을 수행하는 정전류 충전부, 상기 전원 공급부와 상기 축전지를 연결하는 제2 공급라인 상에 설치되어 상기 정전류 충전부와 병렬로 연결되고, 상기 공급되는 전원으로 상기 축전지의 충전을 수행하는 직결 충전부 및 상기 정전류 충전부 및 상기 직결 충전부와 연결되어 상기 축전지의 충전 용량에 따라 상기 정전류 충전부 및 상기 직결 충전부를 선택적으로 구동시키는 제어부를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 직결 충전부는 상기 제2 공급라인의 전압을 기준 전압과 비교하여 보호를 위한 제어신호를 발생시키는 보호 필터부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 직결 충전부는 상기 제2 공급라인 상에 설치되어 상기 제2 공급라인을 개폐하는 스위치부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제어부는 상기 스위치부의 개폐를 제어하여 상기 직결 충전부의 충전을 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제어부는 상기 축전지의 충전 용량이 기준 충전 용량 보다 많을 경우 상기 정전류 충전부를 동작시키고, 상기 축전지의 충전 용량이 기준 충전 용량 보다 적을 경우 상기 직결 충전부를 동작시킬 수 있다.
일 실시예에서, 상기 기준 충전 용량은 상기 축전지의 전체 용량에 75%의 비율을 차지할 수 있다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 철도차량용 병렬형 축전지 충전회로를 구비한 철도차량 충전 시스템은, 철도차량의 충전 시스템으로서, 전원을 공급하는 전원 공급부, 상기 전원 공급부와 축전지를 연결하는 제1 공급라인 상에 설치되어, 상기 공급되는 전원으로 상기 축전지의 충전을 수행하는 정전류 충전부, 상기 제1 공급라인과 병렬로 연결되며 상기 전원 공급부와 상기 축전지를 연결하는 제2 공급라인 상에 설치되어, 상기 공급되는 전원으로 상기 축전지의 충전을 수행하는 직결 충전부 및 상기 정전류 충전부 및 상기 직결 충전부와 연결되어 상기 축전지의 충전 용량에 따라 상기 정전류 충전부 및 상기 직결 충전부를 선택적으로 구동시키는 제어부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 철도차량의 정차 구간에서 상기 축전지의 충전을 수행하는 경우, 상기 정전류 충전부가 상기 축전지의 충전을 수행한 후, 상기 직결 충전부가 상기 축전지의 충전을 수행할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 철도차량의 정차 구간 및 운행 구간에서 상기 축전지의 충전을 수행하는 경우, 상기 정전류 충전부가 상기 철도차량의 운행 구간에서 상기 축전지를 충전하고, 상기 직결 충전부가 상기 철도차량의 정차 구간에서 상기 축전지를 충전할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 정전류 충전부 및 직결 충전부를 병행하여 상기 축전지의 충전을 수행함으로써, 정전류 충전부를 통해 축전지를 안정시킬 수 있어 상기 축전지의 성능 및 수명을 향상시킬 수 있으며, 상기 직결 충전부를 통해 보다 빠르게 상기 축전지를 충전시킬 수 있어 충전시간을 단축시킬 수 있다.
나아가, 상기 직결 충전부를 통해서도 상기 축전지를 충전함에 따라 상기 정전류 충전부의 용량을 종래의 정전류 충전기에 대비하여 30% 이하로 축소시킬 수 있으며 이에 따라 축전지 충전 시스템의 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
도 1 및 도 2는 종래기술에 의한 철도차량용 축전지 충전 시스템의 구조에 대한 모식도들이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 병렬형 축전지 충전회로를 도시한 구성도이다.
도 4는 도 3의 병렬형 축전지 충전회로의 충전 순서를 도시한 순서도이다.
도 5a 및 도 5b는 도 3의 병렬형 축전지 충전회로에서 정전류 충전 방식을 통해 충전하는 경우, 충전 시간에 따른 충전 전류 및 충전 용량을 각각 도시한 그래프들이다.
도 6a 및 도 6b는 도 3의 병렬형 축전지 충전회로에서 정전류 충전 방식과 정전압 충전 방식을 결합한 병렬형 충전 방식을 통해 충전하는 경우, 충전 시간에 따른 충전 전류 및 충전 용량을 각각 도시한 그래프들이다.
도 7a 및 도 7b는 도 3의 병렬형 축전지 충전회로를 구비한 철도차량 충전 시스템을 도시한 모식도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다.
상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 병렬형 축전지 충전회로를 도시한 구성도이다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에 의한 병렬형 축전지 충전회로(50)는 전원 공급부(100), 정전류 충전부(200), 직결 충전부(300) 및 제어부(400)를 포함한다.
본 실시예에서는 축전지(70)의 충전 용량이 기 설정된 기준 충전 용량 보다 많을 때에는 상기 정전류 충전부(200)가 상기 축전지(70)의 충전을 수행하고, 상기 축전지(70)의 충전 용량이 상기 기준 충전 용량 보다 적을 때, 예를 들어 완전 방전 상태와 같이 급속한 충전이 필요한 경우에는 상기 직결 충전부(300)가 상기 축전지(70)의 충전을 수행한다.
이 경우, 상기 정전류 충전부(200)는 제1 공급라인(250) 상에 설치되어 상기 전원 공급부(100)로부터 전원을 공급받고 상기 직결 충전부(300)는 제2 공급라인(350) 상에 설치되어 상기 전원 공급부(100)로부터 전원을 공급받는다.
이 때, 상기 전원 공급부(100)는 전원라인과 연결되고, 상기 제1 및 제2 공급라인들(250, 350)은 상기 전원라인(150)으로부터 분기되어 서로 연결되며, 이에 따라 상기 제1 공급라인(250) 상에 설치된 상기 정전류 충전부(200)와 상기 제2 공급라인(350) 상에 설치된 상기 직결 충전부(300)는 서로 병렬로 연결된다.
상기 전원 공급부(100)는 이와 같이 상기 정전류 충전부(200) 및 상기 직결 충전부(300)에 전원을 공급하는 것으로, 예를 들면 스위칭 전원 등의 반도체 전원이나 트랜스포머 등이 이용될 수 있다.
상기 정전류 충전부(200)는 상기 제1 공급라인(250)을 통해 상기 전원 공급부(100)로부터 공급받은 전원을 이용하여 상기 축전지(70)를 충전시킬 수 있으며, 상기 직결 충전부(300)는 상기 제2 공급라인(350)을 통해 상기 전원 공급부(100)로부터 공급받은 전원을 이용하여 상기 축전지(70)를 충전시킬 수 있다.
이 경우, 상기 제1 및 제2 공급라인들(250, 350)은 앞서 설명한 바와 같이 상기 전원 공급부(100)로부터 분기되어 다시 서로 연결되며, 서로 연결된 부분에는 상기 축전지(70)와 연결된 충전라인(75)이 연결된다. 그리하여, 상기 축전지(70)는 상기 충전라인(75)을 통해 상기 정전류 충전부(200) 및 상기 직결 충전부(300)로부터 전원을 공급받아 출력할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 정전류 충전부(200)는 공급받은 전원을 이용하여 소정 시간(충전 시간) 동안 정전류를 상기 축전지(70)에 충전하며, 상기 축전지(70)의 전압이 정격전압에 도달하면 정전류 충전을 중지할 수 있다.
또한 상기 정전류 충전부(200)는 상기 축전지(70)의 온도가 일정 온도 이상인 경우 상기 축전지(70)의 충전을 중지하고, 상기 축전지(70)의 온도가 일정 온도 이하로 하강한 경우 상기 축전지(70)의 충전을 재개할 수 있다.
상기 직결 충전부(300)는 상기 제2 공급라인(350) 상에 설치되어 상기 제2 공급라인(350)을 개폐하며, 스위치부(310) 및 보호 필터부(320)를 포함한다.
상기 스위치부(310)는 서로 끊어진 제2 공급라인(350) 상에 형성되어 상기 서로 끊어진 제2 공급라인(350)을 연결시킬 수 있다. 즉, 상기 스위치부(310)가 ON 상태이면 상기 제2 공급라인(350)이 연결되며, 즉 상기 제2 공급라인(350)이 폐쇄된 상태로서 상기 전원 공급부(100)와 상기 축전지(70)를 연결할 수 있다.
이 경우, 상기 전원 공급부(100)로부터 공급되는 전원은 상기 폐쇄된 제2 공급라인(350)을 통해 상기 축전지(70)로 직접 전달되므로 보다 높은 전류를 상기 축전지(70)에 공급할 수 있게 된다.
한편, 상기 제어부는 상기 정전류 충전부(200) 및 상기 직결 충전부(300)의 상기 스위치와 연결되며, 상기 축전지(70)와 도시하지 않았으나 전기적으로 연결되어 상기 축전지(70)의 잔여 충전 용량을 판단할 수 있다.
이 경우, 상기 제어부는 상기 축전지(70)의 잔여 충전 용량을 판단하여, 상기 축전지(70)의 충전 용량이 기준 충전 용량 보다 많을 경우 상기 정전류 충전부(200)를 동작시켜 상기 정전류 충전부(200)가 상기 축전지(70)의 충전을 수행하도록 하고, 상기 축전지(70)의 충전 용량이 기준 충전 용량 보다 적을 경우에는 상기 직결 충전부(300)를 동작시켜 상기 직결 충전부(300)가 상기 축전지(70)의 충전을 수행하도록 한다.
즉, 상기 제어부는 상기 직결 충전부(300)가 상기 정전류 보다 상대적으로 높은 전력을 공급할 수 있으므로 상기 축전지(70)가 과방전과 같은 상태로 보다 많은 충전을 필요로 하는 경우에는 상기 직결 충전부(300)를 동작시킬 수 있다.
이 경우, 상기 제어부는 상기 스위치를 ON 상태가 되도록 제어하여 상기 전원 공급부(100)로부터 상기 축전지(70)에 전류가 공급되도록 하고, 상기 정전류 충전부(200)를 제어하여 상기 축전지(70)에 정전류를 공급하지 않도록 한다.
한편, 상기 축전지(70)가 상기 직결 충전부(300)를 통해 충분히 충전된 경우 상기 제어부는 상기 스위치를 OFF 시켜 충전을 중지시킬 수 있다. 즉, 상기 제어부는 충전이 완료된 경우에는 스위치를 OFF 상태가 되도록 하여 충전을 중지시킴으로써 상기 축전지(70)를 보호할 수 있다.
이와 달리, 상기 축전지(70)가 충전 용량이 많은 상태, 예를 들어 방전 용량이 0-25%인 경우, 상기 제어부는 상기 스위치를 OFF 상태가 되도록 제어하여 상기 제2 로부터 전류가 공급되지 않도록 하며 상기 정전류 충전부(200)를 제어하여 상기 정전류 충전부(200)가 정전류를 상기 축전지(70)에 공급하도록 한다.
한편, 상기 직결 충전부(300)의 상기 보호 필터부(320)는 상기 제2 공급라인(350) 상에 형성되며, 상기 직결 충전부(300)에서 충전을 수행하는 경우, 충전 개시 상태에서 발생할 수 있는 초기 과도 특성을 차단하는 역할을 한다.
즉, 상기 보호 필터부(320)는 상기 제2 공급라인(350)의 전압을 기준 전압과 비교하여 상기 기준 전압 보다 높거나 낮은 경우 보호를 위한 제어신호를 발생시킴으로써 상기 축전지(70)가 과충전되는 상황을 막아 상기 축전지(70)를 보호할 수 있다. 이와 같이 상기 보호 필터부(320)는 보호 동작을 수행하여 상기 축전지(70)의 충전 동작을 안정시키며 상기 축전지(70)에 적합한 충전이 이루어지게 한다.
이하에서는 도면들을 참조하여 상기 병렬형 축전지 충전회로(50)의 충전 순서를 설명한다.
도 4는 도 3의 병렬형 축전지 충전회로의 충전 순서를 도시한 순서도이다. 도 5a 및 도 5b는 도 3의 병렬형 축전지 충전회로에서 정전류 충전 방식을 통해 충전하는 경우, 충전 시간에 따른 충전 전류 및 충전 용량을 각각 도시한 그래프들이다. 도 6a 및 도 6b는 도 3의 병렬형 축전지 충전회로에서 정전류 충전 방식과 정전압 충전 방식을 결합한 병렬형 충전 방식을 통해 충전하는 경우, 충전 시간에 따른 충전 전류 및 충전 용량을 각각 도시한 그래프들이다.
상기 축전지(70)의 충전을 시작하는 경우(단계 S10), 먼저 상기 축전지(70)의 충전 전압 안정화 상태를 판단한다(단계 S20).
상기 축전지(70)의 충전 전압이 안정화되지 않은 경우, 상기 정전류 충전부(200)를 통해 상기 축전지(70)의 충전을 수행한다(단계 S30).
이 때, 상기 축전지(70)에 공급되는 충전전류는 도 5a에 도시된 바와 같이 상기 축전지(70)의 충전시간에 따라 일정하게 공급된다. 즉, 예를 들어 0.2C(coulomb)의 충전전류가 상기 축전지(70)에 연속적으로 공급될 수 있으며, 이 경우, 상기 축전지(70)의 충전 용량은 도 5b에 도시된 바와 같이 상기 축전지(70)의 충전시간에 따라 정비례로 증가할 수 있다.
그 다음, 상기 축전지(70)의 충전 전압이 안정화된 경우 충전 용량이 충분한지 판단한다(단계 S40).
상기 충전 용량이 충분한지 판단하는 단계에서, 예를 들어, 상기 축전지(70)의 충전 용량이 0-75%인 경우, 상기 축전지(70)의 충전 용량이 기준 충전 용량 보다 적은 것으로 판단하여, 상기 직결 충전부(300)가 상기 축전지(70)의 충전을 수행하도록 할 수 있다(단계 S50).
이 때, 상기 축전지(70)에 공급되는 충전전류는 도 6a에 도시된 바와 같이 충전시간에 따라 더 많은 양, 예를 들어 1C(coulomb)가 공급되며, 상기 축전지(70)의 충전 용량은 도 6b에 도시된 바와 같이 충전시간에 따라 가파른 곡선으로 증가하게 된다.
이와 같이 상기 직결 충전부(300)를 통해 상기 축전지(70)가 충전되어 상기 축전지(70)의 충전 용량이 예를 들어 75%를 초과하면, 상기 축전지(70)가 필요로 하는 충전량이 적은 것으로 판단하여, 상기 정전류 충전부(200)가 다시 상기 축전지(70)의 충전을 수행하도록 할 수 있다(단계 S30).
이 때, 도 6a에 도시된 바와 같이 상기 축전지(70)에는 0.2C(coulomb)의 충전전류가 일정하게 다시 공급되며 상기 축전지(70)의 충전 용량은 충전시간에 따라 상대적으로 완만한 직선으로 증가하게 된다.
상기와 같은 병렬형 축전지 충전회로(50)는 철도차량 충전 시스템에 적용될 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 도 3의 병렬형 축전지 충전회로를 구비한 철도차량 충전 시스템을 도시한 모식도이다.
도 7a를 참조하면, 상기 병렬형 축전지 충전회로(50)가 철도차량, 특히 주행을 위한 전원을 연속적으로 공급받지 않으며 일시 충전되는 축전지를 사용하는 무선급전 방식으로 구동되는 철도차량에 적용되는 경우, 상기 정전류 충전부 및 상기 직결 충전부는 상기 철도차량이 정차역 등에 정차한 경우 축전지의 충전을 수행하며, 상기 축전지는 상기 철도 차량이 운행되는 동안 충전된 전원을 통해 출력을 제공할 수 있다.
이 경우, 상기 철도차량이 정차하는 동안, 축전지 전압의 안정화를 위해 상기 정전류 충전부가 먼저 상기 축전지를 충전시킨 후 상기 직결 충전부가 상기 축전지를 충전시킬 수 있다.
이와 달리 도 7b에 도시된 바와 같이, 상기 병렬형 축전지 충전회로(50)가 주행을 위한 전원을 연속적으로 공급받으며 구동되는 철도차량에 적용되는 경우, 축전지는 상기 철도차량이 정차역 등에 정차한 경우 상기 직결 충전부에 의해 충전되고, 운행되는 경우 상기 정전류 충전부에 의해 충전될 수 있다.
즉, 상기 철도차량이 정차하는 동안 상기 직결 충전부가 상기 축전지를 보다 많은 충전량으로 충전하고, 상기 철도차량이 운행하기 시작하면 상기 정전류 충전부가 상기 축전지를 안정적으로 충전시킬 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 실시예들에 의하면, 정전류 충전부 및 직결 충전부를 병행하여 상기 축전지의 충전을 수행함으로써, 정전류 충전부를 통해 축전지를 안정시킬 수 있어 상기 축전지의 성능 및 수명을 향상시킬 수 있으며, 상기 직결 충전부를 통해 보다 빠르게 상기 축전지를 충전시킬 수 있어 충전시간을 단축시킬 수 있다.
나아가, 상기 직결 충전부를 통해서도 상기 축전지를 충전함에 따라 상기 정전류 충전부의 용량을 종래의 정전류 충전기에 대비하여 30% 이하로 축소시킬 수 있으며 이에 따라 축전지 충전 시스템의 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
70 : 축전지 75 : 충전라인
100 : 전원 공급부 150 : 전원라인
200 : 정전류 충전부 250 : 제1 공급라인
300 : 직결 충전부 310 : 스위치부
320 : 보호 필터부 350 : 제2 공급라인
400 : 제어부

Claims (9)

  1. 전원을 공급하는 전원 공급부;
    상기 전원 공급부와 축전지를 연결하는 제1 공급라인 상에 설치되어, 상기 공급되는 전원으로 상기 축전지의 충전을 수행하는 정전류 충전부;
    상기 전원 공급부와 상기 축전지를 연결하는 제2 공급라인 상에 설치되어 상기 정전류 충전부와 병렬로 연결되고, 상기 공급되는 전원으로 상기 축전지의 충전을 수행하는 직결 충전부; 및
    상기 정전류 충전부 및 상기 직결 충전부와 연결되어 상기 축전지의 충전 용량에 따라 상기 정전류 충전부 및 상기 직결 충전부를 선택적으로 구동시키는 제어부를 포함하는 병렬형 축전지 충전회로.
  2. 제1항에 있어서, 상기 직결 충전부는,
    상기 제2 공급라인의 전압을 기준 전압과 비교하여 보호를 위한 제어신호를 발생시키는 보호 필터부를 포함하는 것을 특징으로 하는 병렬형 축전지 충전회로.
  3. 제2항에 있어서, 상기 직결 충전부는,
    상기 제2 공급라인 상에 설치되어 상기 제2 공급라인을 개폐하는 스위치부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 병렬형 축전지 충전회로.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 스위치부의 개폐를 제어하여 상기 직결 충전부의 충전을 제어하는 것을 특징으로 하는 병렬형 축전지 충전회로.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 축전지의 충전 용량이 기준 충전 용량 보다 많을 경우 상기 정전류 충전부를 동작시키고,
    상기 축전지의 충전 용량이 기준 충전 용량 보다 적을 경우 상기 직결 충전부를 동작시키는 것을 특징으로 하는 병렬형 축전지 충전회로.
  6. 제5항에 있어서, 상기 기준 충전 용량은,
    상기 축전지의 전체 용량에 75%의 비율을 차지하는 것을 특징으로 하는 병렬형 축전지 충전회로.
  7. 철도차량의 충전 시스템으로서,
    전원을 공급하는 전원 공급부;
    상기 전원 공급부와 축전지를 연결하는 제1 공급라인 상에 설치되어, 상기 공급되는 전원으로 상기 축전지의 충전을 수행하는 정전류 충전부;
    상기 제1 공급라인과 병렬로 연결되며 상기 전원 공급부와 상기 축전지를 연결하는 제2 공급라인 상에 설치되어, 상기 공급되는 전원으로 상기 축전지의 충전을 수행하는 직결 충전부; 및
    상기 정전류 충전부 및 상기 직결 충전부와 연결되어 상기 축전지의 충전 용량에 따라 상기 정전류 충전부 및 상기 직결 충전부를 선택적으로 구동시키는 제어부를 포함하는 철도차량 충전 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 철도차량의 정차 구간에서 상기 축전지의 충전을 수행하는 경우,
    상기 정전류 충전부가 상기 축전지의 충전을 수행한 후, 상기 직결 충전부가 상기 축전지의 충전을 수행하는 것을 특징으로 하는 철도차량 충전 시스템.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 철도차량의 정차 구간 및 운행 구간에서 상기 축전지의 충전을 수행하는 경우,
    상기 정전류 충전부가 상기 철도차량의 운행 구간에서 상기 축전지를 충전하고, 상기 직결 충전부가 상기 철도차량의 정차 구간에서 상기 축전지를 충전하는 것을 특징으로 하는 철도차량 충전 시스템.

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