KR20190128331A - Fast storage unit for railway vehicle - Google Patents

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KR20190128331A
KR20190128331A KR1020180052358A KR20180052358A KR20190128331A KR 20190128331 A KR20190128331 A KR 20190128331A KR 1020180052358 A KR1020180052358 A KR 1020180052358A KR 20180052358 A KR20180052358 A KR 20180052358A KR 20190128331 A KR20190128331 A KR 20190128331A
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온정근
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한국철도기술연구원
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Abstract

The present invention relates to a high-speed storage battery for a railway vehicle, which comprises: a power supply unit; a charging module; a charging blocking unit; an output unit; and an output blocking unit, wherein the power supply unit supplies power, the charging module performs charging with the supplied power, the charging blocking unit is connected between the power supply unit and the charging module and selectively blocks the supplied power, the output unit outputs the power charged in the charging module, and the output blocking unit is connected between the charging module and the output unit and selectively blocks the output power.

Description

철도차량 주행용 고속 축전지{FAST STORAGE UNIT FOR RAILWAY VEHICLE}High-speed storage battery for railroad car driving {FAST STORAGE UNIT FOR RAILWAY VEHICLE}

본 발명은 철도차량 주행용 고속 축전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무선급전 또는 유선급전 방식이 적용되어 전력이 공급되는 철도차량에 상대적으로 짧은 충전시간 동안 충전을 수행할 수 있는 급속충전이 가능한 철도차량 주행용 고속 축전지에 관한 것이다.The present invention relates to a high-speed storage battery for driving a railroad vehicle, and more particularly, a railroad capable of fast charging that can be charged for a relatively short charging time to a railroad vehicle to which power is applied by a wireless feeding or a wired feeding method. It relates to a high-speed storage battery for vehicle driving.

도 1 및 도 2는 종래기술에 의한 철도차량용 축전지의 구조에 대한 모식도들이다. 1 and 2 are schematic diagrams of the structure of the storage battery for railway vehicles according to the prior art.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래 철도차량용 축전지(10)에서는 제1 및 제2 전원공급라인들(14, 15) 상에서 직렬로 연결되는 복수의 충전셀(17)들이 하나의 충전 팩(16)을 형성하고, 상기 충전 팩(16)들이 서로 병렬로 연결되어 충전모듈(13)을 구성하는 것을 특징으로 한다. As shown in FIG. 1, in the conventional railway vehicle storage battery 10, a plurality of charging cells 17 connected in series on the first and second power supply lines 14 and 15 are connected to a single charging pack 16. Forming, characterized in that the charge pack 16 is connected to each other in parallel to form a charging module (13).

이와 달리, 종래 철도차량용 축전지(20)에서는, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 전원공급라인들(24, 25) 상에서 병렬로 연결되는 복수의 충전셀(27)들이 하나의 충전 팩(26)을 형성하고, 상기 충전 팩(26)들이 서로 직렬로 연결되어 충전모듈(23)을 구성하는 것을 특징으로 한다. On the contrary, in the conventional railway vehicle storage battery 20, as shown in FIG. 2, a plurality of charging cells 27 connected in parallel on the first and second power supply lines 24 and 25 are charged with one. The pack 26 is formed, and the charge packs 26 are connected to each other in series to form a charging module 23.

다만, 공통적으로, 종래 철도차량용 축전지(20)에서는, 전원 공급부(11, 21)와 출력부(12, 22) 사이에서 충전 경로와 방전 경로는 동일하게, 도시된 바와 같이, 즉 제1 및 제2 전원 공급라인들(14, 15)(24, 25)로 구성되는 것을 특징으로 한다. However, in common, in the conventional railway vehicle storage battery 20, the charge path and the discharge path are the same between the power supply units 11 and 21 and the output units 12 and 22, as shown, that is, the first and the first It is characterized by consisting of two power supply lines (14, 15) (24, 25).

이에 따라, 충전 방식과 방전 방식이 동일하게 동작되며, 결국 최대 방전 량과 시간이 최대 충전 량과 시간에 의해 결정되는 것으로, 방전량을 향상시키기 위해서는 충전량을 증가시켜야 하는 문제가 있다. Accordingly, the charging method and the discharge method are operated in the same manner, and as a result, the maximum discharge amount and time are determined by the maximum charge amount and time, and there is a problem in that the charge amount must be increased to improve the discharge amount.

이는, 특히, 정차시간이 주행시간보다 현저하게 적은 도시철도 차량의 특성을 고려할 때, 매 정차역마다 충전을 수행하여 다음역까지 주행하도록 설계하는 무선충전 시스템을 도시철도에 적용하는 경우 한계가 있으며, 이에 따라 급속 충전 또는 보조 충전 방식이 추가로 적용되어야 하는 문제가 있다. This is especially limited when the wireless charging system is designed to run to the next station by charging at every stop, considering the characteristics of the city railway vehicle having a significantly less stop time than the travel time. Accordingly, there is a problem that a quick charging or an auxiliary charging method should be additionally applied.

대한민국 등록특허 제10-1271251호Republic of Korea Patent No. 10-1271251

이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 철도차량의 무선급전 또는 유선급전 방식의 충전을 수행하는 경우, 보다 짧은 충전시간동안 충분한 충전을 수행하여 충전시간을 단축하면서도 충전 구간 간의 운행 거리를 확장할 수 있는 철도차량 주행용 고속 축전지에 관한 것이다. Therefore, the technical problem of the present invention was conceived in this regard, the object of the present invention is to perform a sufficient charging for a shorter charging time while performing a wireless charging or wired charging of the railway vehicle, while reducing the charging time The present invention relates to a high-speed storage battery for driving a railroad vehicle that can extend a driving distance between charging sections.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 철도차량 주행용 고속 축전지는 전원 공급부, 충전 모듈, 충전 차단부, 출력부 및 출력 차단부를 포함한다. 상기 전원 공급부는 전원을 공급한다. 상기 충전 모듈은 상기 공급되는 전원으로 충전을 수행한다. 상기 충전 차단부는 상기 전원 공급부와 상기 충전 모듈 사이에 연결되어, 상기 공급되는 전원을 선택적으로 차단한다. 상기 출력부는 상기 충전 모듈에 충전된 전원이 출력된다. 상기 출력 차단부는 상기 충전 모듈과 상기 출력부 사이에 연결되어, 상기 출력되는 전원을 선택적으로 차단한다. The high speed battery for driving a railway vehicle according to an embodiment for realizing the object of the present invention includes a power supply unit, a charging module, a charging blocking unit, an output unit and an output blocking unit. The power supply unit supplies power. The charging module performs charging with the supplied power. The charge blocking unit is connected between the power supply unit and the charging module to selectively block the supplied power. The output unit outputs the power charged in the charging module. The output blocking unit is connected between the charging module and the output unit, and selectively blocks the output power.

일 실시예에서, 상기 출력되는 전원은 철도차량의 주행용 출력으로 사용되고, 상기 철도차량이 정차한 상태에서 상기 충전이 수행될 수 있다. In one embodiment, the output power is used as a driving output of the railway vehicle, the charging may be performed in a state in which the railway vehicle is stopped.

일 실시예에서, 상기 충전 모듈, 상기 충전 차단부 및 상기 출력 차단부는 상기 철도차량에 탑재되고, 상기 전원 공급부는 상기 철도차량이 정차한 정차역에 구비될 수 있다. In one embodiment, the charging module, the charge blocking unit and the output blocking unit may be mounted on the railway vehicle, the power supply may be provided in the stop station where the railway vehicle is stopped.

일 실시예에서, 상기 충전 모듈은 서로 병렬로 연결된 복수의 충전셀들을 포함하는 충전팩을 포함하며, 상기 충전팩은 복수개가 상기 전원 공급부에 병렬로 연결될 수 있다. In one embodiment, the charging module includes a charging pack including a plurality of charging cells connected in parallel to each other, the plurality of charging packs may be connected in parallel to the power supply.

일 실시예에서, 상기 복수의 충전팩들을 전기적으로 연결하거나, 전기적 연결을 선택적으로 차단하는 점퍼 차단부를 더 포함할 수 있다. In one embodiment, the plurality of charging packs may further include a jumper blocking unit for electrically connecting or selectively blocking the electrical connection.

일 실시예에서, 상기 충전을 수행하는 경우, 상기 충전 차단부는 상기 전원 공급부와 상기 충전 모듈의 충전팩들을 전기적으로 연결하고, 상기 출력 차단부는 상기 충전 모듈의 충전팩들과 상기 출력부를 전기적으로 차단할 수 있다. In one embodiment, when the charging is performed, the charging cutoff unit may electrically connect the power supply unit and the charging packs of the charging module, and the output blocking unit may electrically cut off the charging packs and the output unit of the charging module. .

일 실시예에서, 상기 충전을 수행하는 경우, 상기 점퍼 차단부는 상기 충전팩들을 전기적으로 차단할 수 있다. In one embodiment, when the charging is performed, the jumper blocking unit may electrically block the charging packs.

일 실시예에서, 상기 전원이 출력되는 경우, 상기 충전 차단부는 상기 전원 공급부와 상기 충전 모듈의 충전팩들을 전기적으로 차단하고, 상기 점퍼 차단부는 상기 충전팩들을 전기적으로 연결할 수 있다. In one embodiment, when the power is output, the charge blocking unit may electrically block the charging packs of the power supply and the charging module, the jumper blocking unit may electrically connect the charge packs.

일 실시예에서, 상기 충전팩들 각각은, 상기 전원 공급부에 연결되는 제1 전원 공급라인에 전기적으로 연결되는 제1 전원선, 및 상기 전원 공급부에 연결되는 제2 전원 공급라인에 전기적으로 연결되는 제2 전원선을 포함할 수 있다. In one embodiment, each of the charge packs, the first power line is electrically connected to a first power supply line connected to the power supply, and the second power supply line is electrically connected to a second power supply line connected to the power supply. It may include two power lines.

일 실시예에서, 상기 충전 차단부는, 상기 제1 전원 공급라인과 상기 제1 전원선 사이에 연결된 제1 충전 스위치, 및 상기 제2 전원 공급라인과 상기 제2 전원선 사이에 연결된 제2 충전 스위치를 포함할 수 있다. In one embodiment, the charge cutoff unit, a first charge switch connected between the first power supply line and the first power line, and a second charge switch connected between the second power supply line and the second power line. It may include.

일 실시예에서, 상기 점퍼 차단부는, 서로 인접한 충전팩들 사이의 제1 전원선과 제2 전원선 사이에 연결된 점퍼 스위치를 포함할 수 있다. In an embodiment, the jumper blocking unit may include a jumper switch connected between the first power line and the second power line between adjacent charge packs.

본 발명의 실시예들에 의하면, 충전 차단부와 출력 차단부를 통해, 충전 모듈에 대한 충전과 출력을 선택적으로 수행함으로써, 철도차량의 정차상태 또는 주행상태에 따라 전력의 선택적 공급을 수행할 수 있다. According to embodiments of the present invention, by selectively performing the charging and output to the charging module, through the charge blocker and the output blocker, it is possible to perform a selective supply of power in accordance with the stationary state or driving state of the railway vehicle. .

특히, 충전 모듈은 복수의 충전셀들을 포함하는 충전팩이 하나의 유닛으로, 충전 용량이나 출력 용량에 부합하도록 복수개가 서로 병렬 연결되어 구성될 수 있으므로, 충전 방식의 철도차량 주행용 고속 축전지의 최적 설계가 가능하다. In particular, the charging module is a charging pack including a plurality of charging cells as a single unit, a plurality of can be configured in parallel connected to each other to match the charging capacity or output capacity, the optimum design of a high-speed storage battery for driving a railway vehicle of the charging method Is possible.

이 경우, 전원 공급부는 각각의 충전팩들에 개별적으로 연결되며, 각각의 충전팩들은 점퍼 차단부를 통해 서로 연결되므로, 충전팩들의 개수가 증가하더라도 용이하게 충전이 가능하여 충전 용량을 쉽게 증가시킬 수 있으며, 이에 따른 급속 충전이 가능하게 된다. In this case, the power supply unit is individually connected to each of the charge packs, each charge pack is connected to each other through a jumper blocking portion, so that even if the number of charge packs can be easily charged to increase the charging capacity, thereby Fast charging is possible.

한편, 상기 충전팩들의 일부에만 선택적으로 충전하더라도 충분한 출력을 제공할 수 있는 경우에는, 충전팩들 각각에 연결되는 전원 공급부와의 사이에 구비된 충전 차단부의 선택적 차단을 통해, 일부 충전팩들에만 전원을 충전할 수 있으므로, 최적의 전원만으로 급속 충전을 수행할 수 있다. On the other hand, in the case where it is possible to provide a sufficient output even if only a part of the charge packs selectively, through the selective blocking of the charge blocking unit provided between the power supply connected to each of the charge packs, only some of the charge packs charge power As a result, rapid charging can be performed using only an optimal power source.

특히, 충전시에는 점퍼 차단부를 차단하고 충전 차단부를 전기적으로 연결하고, 주행시, 즉 출력시에는 충전 차단부는 차단하고 점퍼 차단부만을 전기적으로 연결함으로써, 급속 충전과 이에 따른 충분한 출력 제공이 가능하게 된다. In particular, when charging, the jumper blocking unit is cut off and the charge blocking unit is electrically connected, and when driving, that is, when the output is cut off, the charge blocking unit is blocked and only the jumper blocking unit is electrically connected, thereby providing rapid charging and sufficient output. .

도 1 및 도 2는 종래기술에 의한 철도차량용 축전지의 구조에 대한 모식도들이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 철도차량 주행용 고속 축전지를 도시한 블록도이다.
도 4는 도 3의 고속 축전지의 세부 구조를 도시한 모식도이다.
1 and 2 are schematic diagrams of the structure of the storage battery for railway vehicles according to the prior art.
3 is a block diagram illustrating a high-speed storage battery for driving a railway vehicle according to an embodiment of the present invention.
4 is a schematic diagram showing a detailed structure of the high-speed storage battery of FIG.

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. As the inventive concept allows for various changes and numerous modifications, the embodiments will be described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to the specific form disclosed, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing the drawings, similar reference numerals are used for similar elements. Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms.

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. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.

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. In this application, the terms "comprise" or "consist of" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

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.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be construed as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art and shall not be construed in ideal or excessively formal meanings unless expressly defined in this application. Do not.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, it will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 철도차량 주행용 고속 축전지를 도시한 블록도이다. 도 4는 도 3의 고속 축전지의 세부 구조를 도시한 모식도이다. 3 is a block diagram illustrating a high-speed storage battery for driving a railway vehicle according to an embodiment of the present invention. 4 is a schematic diagram showing the detailed structure of the high-speed storage battery of FIG.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 실시예에 의한 철도차량 주행용 고속 축전지(이하, 고속 축전지)(100)는 전원 공급부(110), 출력부(120), 충전 모듈(130), 충전 차단부(140), 출력 차단부(150) 및 점퍼 차단부(160)를 포함한다. 3 and 4, the high speed storage battery (hereinafter, high speed storage battery) 100 for driving a railway vehicle according to the present embodiment includes a power supply unit 110, an output unit 120, a charging module 130, and a charge blocking unit. The unit 140 includes an output blocker 150 and a jumper blocker 160.

본 실시예에서의 상기 고속 축전지(100)는 철도차량, 특히 주행을 위한 전원을 연속적으로 공급받지 않으며, 일시 충전되는 축전지를 사용하는 방식으로 구동되는 철도차량에 적용되는 것으로, 특히, 상기 철도차량이 정차역 등에 정차한 경우 충전이 수행되고, 운행되는 경우 충전된 전원을 통해 출력이 제공되는 것을 특징으로 한다. The high-speed storage battery 100 in the present embodiment is applied to a railway vehicle, in particular, a railway vehicle driven by using a battery that is temporarily charged without being continuously supplied with power for driving, in particular, the railway vehicle When the vehicle stops at the station or the like, charging is performed, and when operated, the output is provided through a charged power source.

이 경우, 상기 철도차량은 운행 중에 급전이 수행되지 않는 무선급전 방식이 적용될 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 급전선을 통하여 충전이 수행되지만 특히 정차역 등에 정차한 경우 보다 급속충전이 수행되는 유선급전 방식에도 적용이 가능하다. In this case, the railway vehicle may be a wireless power feeding method that does not perform a power supply during operation, but is not limited to this, but charging is carried out through a feed line, but in particular when the station is stopped in a fixed line, such as a wired power feeding method It is also applicable to.

이에 따라, 이하에서는, 상기 고속 축전지(100)가 전원 공급부(110)를 포함하는 것으로 설명하나, 실질적으로 상기 전원 공급부(110)는 상기 철도차량이 정차하는 정차역에 구비될 수 있다. Accordingly, hereinafter, the high-speed storage battery 100 will be described as including a power supply unit 110, but the power supply unit 110 may be provided at a station where the railway vehicle stops.

그리하여, 상기 고속 축전지(100)는 철도차량이 정차하는 경우, 상기 전원 공급부(110)에 연결되며, 상기 전원 공급부(110)에 연결되기 위한 단자, 즉 후술되는 제1 및 제2 전원 공급라인들(111, 112)의 단자들을 포함한다. 즉, 상기 고속 축전지(100)의 상기 단자들이 정차역에 구비되는 상기 전원 공급부(110)에 연결되는 것을 특징으로 한다. Thus, the high speed storage battery 100 is connected to the power supply unit 110 when the railway vehicle stops, that is, the first and second power supply lines to be described later, which are terminals to be connected to the power supply unit 110. Terminals 111 and 112; That is, the terminals of the high speed storage battery 100 may be connected to the power supply unit 110 provided at the stop station.

이상과 같이, 상기 전원 공급부(110)는, 상기 철도차량이 정차한 경우, 상기 제1 및 제2 전원 공급라인들(111, 112)과 연결되어 상기 충전 모듈(130)로 전원을 제공한다. As described above, when the railway vehicle stops, the power supply unit 110 is connected to the first and second power supply lines 111 and 112 to provide power to the charging module 130.

한편, 상기 출력부(120)는, 상기 철도차량이 운행하는 경우, 상기 충전 모듈(130)에 충전된 전원이 출력되며, 상기 출력부(120)를 통해 출력되는 전원은 상기 철도차량의 주행시 필요한 제반 전원으로 사용된다. 이에 따라 상기 출력부(120)는 실질적으로는 주행시 전원을 사용하는 철도차량의 구성부품을 의미한다고 할 수 있다. On the other hand, the output unit 120, when the railway vehicle is running, the power charged to the charging module 130 is output, the power output through the output unit 120 is required when the railway vehicle is running Used as a general power source. Accordingly, the output unit 120 may substantially mean a component of a railway vehicle that uses power when driving.

상기 충전 모듈(130)은 상기 전원 공급부(110)로부터 전원을 공급받아 충전하며, 상기 출력부(120)로 필요한 전원을 출력한다. The charging module 130 receives power from the power supply unit 110 and charges it, and outputs power required to the output unit 120.

보다 구체적으로, 상기 충전 모듈(130)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 충전팩(131)들을 포함하며, 상기 충전팩(131)들 각각은 복수의 충전셀(134)들을 포함한다. More specifically, as shown in FIG. 4, the charging module 130 includes a plurality of charge packs 131, and each of the charge packs 131 includes a plurality of charge cells 134.

이 경우, 상기 충전팩(131)들 각각은 제1 전원선(132) 및 제2 전원선(133)을 포함하며, 상기 제1 및 제2 전원선들(132, 133) 사이에 상기 충전셀(134)이 구비되어 필요한 전원이 충전된다. 또한, 상기 충전셀(134)들은 상기 하나의 충전팩(131)에서 서로 병렬로 연결된다. In this case, each of the charging packs 131 includes a first power line 132 and a second power line 133, and the charging cell 134 between the first and second power lines 132 and 133. ), The necessary power is charged. In addition, the charging cells 134 are connected in parallel to each other in the one charging pack 131.

상기 제1 전원선(132)은 상기 제1 전원 공급라인(111)에 전기적으로 연결되며, 상기 제2 전원선(133)은 상기 제2 전원 공급라인(112)에 전기적으로 연결된다. The first power line 132 is electrically connected to the first power supply line 111, and the second power line 133 is electrically connected to the second power supply line 112.

상기 충전팩(131)은 복수개이므로, 상기 제1 전원선(132)도 복수개 상기 제1 전원 공급라인(111)에 전기적으로 연결되는데, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 제1 전원선(132)들은 하나의 제1 전원 공급라인(111)으로부터 분기되어 연결된다. Since the charging pack 131 is plural, the first power line 132 is also electrically connected to the plurality of first power supply lines 111. As shown in FIG. Branched from one first power supply line 111 is connected.

즉, 상기 제1 전원선(132)들은 상기 제1 전원 공급라인(111)에 병렬로 연결된다. That is, the first power lines 132 are connected in parallel to the first power supply line 111.

마찬가지로, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 제2 전원선(133)들도 하나의 제2 전원 공급라인(112)으로부터 분기되어 연결되며, 즉 상기 제2 전원선(133)들은 상기 제2 전원 공급라인(112)에 병렬로 연결된다. Similarly, as shown in FIG. 4, the second power lines 133 are also branched from one second power supply line 112, that is, the second power lines 133 are supplied with the second power supply. Connected in parallel to line 112.

상기 충전팩(131)들의 개수 및 상기 하나의 충전팩(131)에 포함되는 충전셀(134)들의 개수는 필요한 출력이나 충전 가능한 용량 등을 고려하여 다양하게 변형될 수 있다. The number of the charging packs 131 and the number of charging cells 134 included in the one charging pack 131 may be variously modified in consideration of necessary output or chargeable capacity.

한편, 본 실시예의 경우, 상기 충전팩(131)들은 하나의 유닛으로, 상기 충전모듈(130)에 매우 용이하게 추가되거나 제거될 수 있으며, 후술하겠으나, 선택적으로 필요한 충전팩들에 대하여만 전원을 충전하거나 충전된 전원을 출력할 수 있어, 필요한 출력 등의 철도차량의 운행 상황에 부합하는 최적의 충전 용량 및 출력량의 설계가 가능하다. On the other hand, in the present embodiment, the charging packs 131 are a single unit, can be added or removed very easily to the charging module 130, will be described later, but only to charge the power only for the optional charging packs or Since it is possible to output the charged power, it is possible to design the optimal charging capacity and the output amount in accordance with the operating conditions of the railway vehicle, such as the required output.

이 경우, 상기 충전팩(131)들이 상기 충전 모듈(130)에 추가되는 경우, 상기 제1 전원선(132)은 상기 제1 전원 공급라인(111)에 추가로 연결되고, 상기 제2 전원선(133)은 상기 제2 전원 공급라인(112)에 추가로 연결되면 충분한다. In this case, when the charging packs 131 are added to the charging module 130, the first power line 132 is further connected to the first power supply line 111, and the second power line ( 133 is sufficient to be further connected to the second power supply line 112.

상기 충전 차단부(140)는 상기 전원 공급부(110)와 상기 충전 모듈(130) 사이에 연결되어, 상기 전원 공급부(110)로부터 공급되는 전원을 선택적으로 차단한다. The charge blocking unit 140 is connected between the power supply unit 110 and the charging module 130, and selectively blocks the power supplied from the power supply unit 110.

즉, 상기 충전 차단부(140)는 상기 철도차량이 정차한 상태에서 충전이 수행되는 경우에는 상기 전원 공급부(110)로부터 공급되는 전원을 차단하지 않고, 상기 전원 공급부(110)와 상기 충전 모듈(130)을 전기적으로 연결하며, 반대로 상기 철도차량이 운행되는 상태에서 출력이 수행되는 경우에는 상기 전원 공급부(110)로부터 공급되는 전원을 차단한다. That is, when charging is performed in the state where the railway vehicle stops, the charge blocking unit 140 does not cut off the power supplied from the power supply unit 110, and the power supply unit 110 and the charging module ( 130 is electrically connected thereto, and on the contrary, when the output is performed while the railway vehicle is in operation, the power supplied from the power supply unit 110 is cut off.

이 경우, 상기 충전 차단부(140)는 상기 제1 전원 공급라인(111)과 상기 충전팩(131)들 각각의 제1 전원선(132) 사이에 연결되는 제1 충전 스위치(141), 및 상기 제2 전원 공급라인(112)과 상기 충전팩(131)들 각각의 제2 전원선(133) 사이에 연결되는 제2 충전 스위치(142)를 포함한다. In this case, the charge blocking unit 140 is a first charge switch 141 connected between the first power supply line 111 and the first power line 132 of each of the charge pack 131, and the And a second charging switch 142 connected between the second power supply line 112 and the second power line 133 of each of the charging packs 131.

그리하여, 상기 제1 및 제2 충전 스위치들(141, 142)이 모두 ON 상태이면 상기 충전 모듈(130)로 전원이 공급되며, 상기 제1 및 제2 충전 스위치들(141, 142) 중 어느 하나라도 OFF 상태이면 상기 충전 모듈(130)로 전원이 공급되지 않아 충전은 수행되지 않는다. Thus, when both of the first and second charging switches 141 and 142 are in an ON state, power is supplied to the charging module 130, and any one of the first and second charging switches 141 and 142 is provided. Even in the OFF state, power is not supplied to the charging module 130, and thus charging is not performed.

한편, 상기 제1 및 제2 충전 스위치들(141, 142)은 상기 충전팩(131)들 각각에 연결되므로, 상기 충전팩(131)들 중 선택적으로 충전이 수행되거나 수행되지 않도록 제어될 수 있으며, 이를 통해 상기 충전 모듈(130)에 충전되는 충전 용량의 제어가 가능하여, 다음 정차역까지 운행에 필요한 출력이 상대적으로 적은 경우 불필요하게 많은 충전을 수행하여 충전시간이 증가하는 것을 방지하고, 급속 충전을 효과적으로 수행할 수 있다. Meanwhile, since the first and second charging switches 141 and 142 are connected to each of the charging packs 131, the charging may be selectively performed or not performed among the charging packs 131. It is possible to control the charging capacity charged in the charging module 130 through, if the output required for the operation to the next stop station is relatively small to prevent unnecessary charge to increase the charging time and to prevent the rapid charging effectively Can be done.

상기 출력 차단부(150)는 상기 충전 모듈(130)과 상기 출력부(120) 사이에 연결되어, 상기 출력부(120)로 출력되는 전원을 선택적으로 차단한다. The output blocking unit 150 is connected between the charging module 130 and the output unit 120 to selectively block the power output to the output unit 120.

즉, 상기 출력 차단부(150)는 상기 철도차량이 정차한 상태에서 충전이 수행되는 경우에는 상기 출력부(120)로 출력되는 전원을 차단하고, 반대로 상기 철도차량이 운행되는 상태에서는 상기 충전 모듈(130)과 상기 출력부(120)를 전기적으로 연결하여 상기 출력부(120)로 전원이 출력되도록 한다. That is, when the charging is performed while the railway vehicle is stopped, the output blocking unit 150 cuts off the power output to the output unit 120 and, on the contrary, the charging module in the operating state of the railway vehicle. Electrically connected to the 130 and the output unit 120 to output power to the output unit 120.

이 경우, 상기 출력 차단부(150)는 상기 출력부(120)와 전기적으로 연결되는 제1 출력라인(121)과 상기 충전 모듈(130) 사이에 연결되는 제1 출력 스위치(151), 및 상기 출력부(120)와 전기적으로 연결되는 제2 출력라인(122)과 상기 충전 모듈(130) 사이에 연결되는 제2 출력 스위치(152)를 포함한다. In this case, the output blocking unit 150 may include a first output switch 151 connected between the first output line 121 electrically connected to the output unit 120 and the charging module 130, and the A second output line 122 electrically connected to the output unit 120 and a second output switch 152 connected between the charging module 130.

보다 구체적으로, 상기 제1 출력 스위치(151)는 상기 충전 모듈(130)의 충전팩(131)들 중 가장 끝단의 충전팩(131), 예를 들어 최상단의 충전팩(131)의 제1 전원선(132)과 상기 제1 출력라인(121)의 사이에 연결되며, 상기 제2 출력 스위치(152)는 상기 충전 모듈(130)의 충전팩(131)들 중 가장 끝단의 충전팩(131), 예를 들어 최하단의 충전팩(131)의 제2 전원선(133)과 상기 제2 출력라인(122)의 사이에 연결될 수 있다. More specifically, the first output switch 151 is the first power line 132 of the charging pack 131 at the end of the charging pack 131 of the charging module 130, for example, the charging pack 131 at the top end. ) Is connected between the first output line 121 and the second output switch 152 of the charging pack 131 of the charging pack 131 of the charging module 130, for example, the lowest end. The second power line 133 of the charging pack 131 may be connected between the second output line 122.

그리하여, 상기 제1 및 제2 출력 스위치들(151, 152)이 모두 ON 상태이면 상기 출력부(120)로 전원이 출력되며, 상기 제1 및 제2 출력 스위치들(151, 152) 중 어느 하나라도 OFF 상태이면 상기 출력부(120)로의 전원은 출력되지 않는다. Thus, when both of the first and second output switches 151 and 152 are in an ON state, power is output to the output unit 120, and any one of the first and second output switches 151 and 152 is used. Even in the OFF state, power to the output unit 120 is not output.

상기 점퍼 차단부(160)는 상기 충전팩(131)들 각각을 서로 전기적으로 연결하거나 차단한다. The jumper blocking unit 160 electrically connects or blocks each of the charging packs 131.

즉, 상기 점퍼 차단부(160)는 상기 충전 모듈(130)에서 상기 전원 공급부(110)가 연결되어 상기 충전 차단부(140)가 연결되는 측과 반대 측에 연결되며, 상기 충전팩(131)들을 서로 전기적으로 연결 또는 차단한다. That is, the jumper blocking unit 160 is connected to the side opposite to the side to which the power supply unit 110 is connected to the charge blocking unit 140 is connected to the charging module 130, the charge pack 131 Electrically connect or disconnect each other.

본 실시예에서, 상기 충전팩(131)들은 상기 전원 공급부(110)에 대하여 서로 병렬로, 즉 도 4에 도시된 바와 같이, 수직방향으로 복수개가 병렬되도록 위치하는데, 이러한 충전팩(131)들이 사이의 전기적 연결이 필요하다. In the present embodiment, the charging packs 131 are positioned in parallel with each other with respect to the power supply unit 110, that is, a plurality of charging packs 131 are arranged in parallel in the vertical direction, as shown in FIG. 4. An electrical connection is required.

그리하여, 상기 점퍼 차단부(160)를 통해 서로 인접한, 즉 상하방향으로 서로 인접하도록 배열된 2개의 충전팩(131)들의 제2 전원선(133)과 제1 전원선(132)이 전기적으로 연결 또는 차단된다. Therefore, the second power line 133 and the first power line 132 of the two charging packs 131 arranged to be adjacent to each other, that is, adjacent to each other in the vertical direction through the jumper blocking unit 160 are electrically connected or Is blocked.

즉, 상기 점퍼 차단부(160)는 점퍼 스위치(161)를 포함하며, 상기 점퍼 스위치(161)는 상하방향으로 서로 인접하도록 배열된 2개의 충전팩(131)들의 제2 전원선(133)과 제1 전원선(132) 사이에 연결된다. That is, the jumper blocking unit 160 includes a jumper switch 161, and the jumper switch 161 is formed of the second power line 133 and the second power line 133 of the two charging packs 131 arranged to be adjacent to each other in the vertical direction. 1 is connected between the power line (132).

이 경우, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 가장 상단의 충전팩(131)의 제1 전원선(132)은 상기 제1 출력 스위치(151)와 연결되고, 상기 가장 하단의 충전팩(131)의 제2 전원선(133)은 상기 제2 출력 스위치(152)와 연결되므로, 상기 점퍼 스위치(161)는 상기 제1 출력 스위치(151) 및 상기 제2 출력 스위치(152)가 연결되지 않은 충전팩(131)들의 사이에 연결된다. In this case, as described above, the first power line 132 of the topmost charging pack 131 is connected to the first output switch 151 and the second power line of the bottommost charging pack 131. Since 133 is connected to the second output switch 152, the jumper switch 161 is disposed between the charge pack 131 to which the first output switch 151 and the second output switch 152 are not connected. Is connected to.

한편, 상기 제1 및 제2 출력 스위치들(151, 152)은, 충전이 수행되는 경우 OFF 상태이며, 출력이 수행되는 경우 ON 상태이므로, 실질적으로 후술되는 상기 점퍼 스위치(161)와 동일한 동작을 수행한다. Meanwhile, since the first and second output switches 151 and 152 are in an OFF state when charging is performed and in an ON state when an output is performed, substantially the same operation as the jumper switch 161 described later is performed. Perform.

따라서, 상기 제1 및 제2 출력 스위치들(151, 152)은 상기 출력부(120)와 연결되는 것을 제외하면 실질적으로 상기 점퍼 스위치(161)로 간주될 수도 있다. Accordingly, the first and second output switches 151 and 152 may be regarded as the jumper switch 161 substantially except that the first and second output switches 151 and 152 are connected to the output unit 120.

이상과 같이 상기 점퍼 스위치(161)는 상기 충전팩(131)들 사이에 연결되고, 상기 점퍼 스위치(161)가 ON 상태가 되면 상기 서로 인접한 충전팩들은 전기적으로 연결되어, 결국 상기 충전 모듈(130)의 모든 충전팩(131)들이 전기적으로 연결된다. 이와 달리, 상기 점퍼 스위치(161)가 OFF 상태가 되면 상기 충전팩(131)들은 전기적으로 연결이 차단된다. As described above, the jumper switch 161 is connected between the charging packs 131, and when the jumper switch 161 is turned on, the adjacent charging packs are electrically connected to each other. All charge packs 131 are electrically connected. In contrast, when the jumper switch 161 is turned off, the charging packs 131 are electrically disconnected.

한편, 본 실시예에서는 상기 충전을 수행하는 경우, 상기 점퍼 스위치(161)는 OFF 상태가 되어 상기 충전팩(131)들 사이의 전기적 연결이 차단되고, 상기 출력을 수행하는 경우, 상기 점퍼 스위치(161)는 ON 상태가 되어 상기 충전팩(131)들 사이는 전기적으로 연결된다. Meanwhile, in the present embodiment, when the charging is performed, the jumper switch 161 is turned off so that electrical connection between the charging packs 131 is cut off, and when the output is performed, the jumper switch 161 is performed. ) Is in an ON state and is electrically connected between the charging packs 131.

이상과 같이, 상기 충전을 수행하는 경우, 상기 점퍼 스위치(161)가 차단됨에 따라, 상기 각각의 충전팩(131)들은 상기 전원 공급부(110)에만 병렬로 연결되어 필요한 전력을 충전할 수 있으며 충전하는 과정에서 외부로의 전원 손실은 발생하지 않는다. As described above, when the charging is performed, as the jumper switch 161 is cut off, each of the charging packs 131 may be connected in parallel to only the power supply 110 to charge necessary power and No external power loss occurs in the process.

이와 달리, 상기 출력을 수행하는 경우, 상기 점퍼 스위치(161)가 연결됨에 따라, 상기 충전팩(131)들은 모두 연결되어 상기 충분한 전력으로 상기 출력부(120)로 출력이 수행될 수 있다. On the contrary, when the output is performed, as the jumper switch 161 is connected, the charging packs 131 may be connected to each other and output to the output unit 120 with the sufficient power.

상기와 같은 본 발명의 실시예들에 의하면, 충전 차단부와 출력 차단부를 통해, 충전 모듈에 대한 충전과 출력을 선택적으로 수행함으로써, 철도차량의 정차상태 또는 주행상태에 따라 전력의 선택적 공급을 수행할 수 있다. According to the embodiments of the present invention as described above, by selectively performing the charging and output to the charging module, through the charge blocker and the output blocker, the selective supply of power in accordance with the stationary state or driving state of the railway vehicle can do.

특히, 충전 모듈은 복수의 충전셀들을 포함하는 충전팩이 하나의 유닛으로, 충전 용량이나 출력 용량에 부합하도록 복수개가 서로 병렬 연결되어 구성될 수 있으므로, 충전 방식의 철도차량 주행용 고속 축전지의 최적 설계가 가능하다. In particular, the charging module is a charging pack including a plurality of charging cells as a single unit, a plurality of can be configured in parallel connected to each other to match the charging capacity or output capacity, the optimum design of a high-speed storage battery for driving a railway vehicle of the charging method Is possible.

이 경우, 전원 공급부는 각각의 충전팩들에 개별적으로 연결되며, 각각의 충전팩들은 점퍼 차단부를 통해 서로 연결되므로, 충전팩들의 개수가 증가하더라도 용이하게 충전이 가능하여 충전 용량을 쉽게 증가시킬 수 있으며, 이에 따른 급속 충전이 가능하게 된다. In this case, the power supply unit is individually connected to each of the charge packs, each charge pack is connected to each other through a jumper blocking portion, so that even if the number of charge packs can be easily charged to increase the charging capacity, thereby Fast charging is possible.

한편, 상기 충전팩들의 일부에만 선택적으로 충전하더라도 충분한 출력을 제공할 수 있는 경우에는, 충전팩들 각각에 연결되는 전원 공급부와의 사이에 구비된 충전 차단부의 선택적 차단을 통해, 일부 충전팩들에만 전원을 충전할 수 있으므로, 최적의 전원만으로 급속 충전을 수행할 수 있다. On the other hand, in the case where it is possible to provide a sufficient output even if only a part of the charge packs selectively, through the selective blocking of the charge blocking unit provided between the power supply connected to each of the charge packs, only some of the charge packs charge power As a result, rapid charging can be performed using only an optimal power source.

특히, 충전시에는 점퍼 차단부를 차단하고 충전 차단부를 전기적으로 연결하고, 주행시, 즉 출력시에는 충전 차단부는 차단하고 점퍼 차단부만을 전기적으로 연결함으로써, 급속 충전과 이에 따른 충분한 출력 제공이 가능하게 된다. In particular, when charging, the jumper blocking unit is cut off and the charge blocking unit is electrically connected, and when driving, that is, when the output is cut off, the charge blocking unit is blocked and only the jumper blocking unit is electrically connected, thereby providing rapid charging and sufficient output. .

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.While the foregoing has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art will be able to variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. It will be appreciated.

본 발명에 따른 철도차량 주행용 고속 축전지는 무선급전 또는 유선급전 방식으로 전력이 공급되는 철도차량에 사용될 수 있는 산업상 이용 가능성을 갖는다. The high-speed storage battery for driving a railroad vehicle according to the present invention has industrial applicability that can be used for a railroad vehicle powered by a wireless power supply or a wired power feeding method.

100 : 고속 축전지 110 : 전원 공급부
111 : 제1 전원공급라인 112 : 제2 전원공급라인
120 : 출력부 121 : 제1 출력라인
122 : 제2 출력라인 130 : 충전 모듈
140 : 충전 차단부 141 : 제1 충전스위치
142 : 제2 충전스위치 150 : 출력 차단부
151 : 제1 출력스위치 152 : 제2 출력스위치
160 : 점퍼 차단부 161 : 점퍼 스위치
100: high speed storage battery 110: power supply
111: first power supply line 112: second power supply line
120: output unit 121: first output line
122: second output line 130: charging module
140: charge blocking unit 141: the first charging switch
142: second charging switch 150: output blocking unit
151: first output switch 152: second output switch
160: jumper breaker 161: jumper switch

Claims (11)

전원을 공급하는 전원 공급부;
상기 공급되는 전원으로 충전을 수행하는 충전 모듈;
상기 전원 공급부와 상기 충전 모듈 사이에 연결되어, 상기 공급되는 전원을 선택적으로 차단하는 충전 차단부;
상기 충전 모듈에 충전된 전원이 출력되는 출력부; 및
상기 충전 모듈과 상기 출력부 사이에 연결되어, 상기 출력되는 전원을 선택적으로 차단하는 출력 차단부를 포함하는 철도차량 주행용 고속 축전지.
A power supply unit supplying power;
A charging module configured to perform charging with the supplied power;
A charge blocking unit connected between the power supply unit and the charging module to selectively block the supplied power;
An output unit for outputting power charged in the charging module; And
A high speed storage battery for driving a railroad vehicle, the output module being connected between the charging module and the output unit, and selectively blocking the output power.
제1항에 있어서,
상기 출력되는 전원은 철도차량의 주행용 출력으로 사용되고,
상기 철도차량이 정차한 상태에서 상기 충전이 수행되는 것을 특징으로 하는 철도차량 주행용 고속 축전지.
The method of claim 1,
The output power is used as a driving output of the railway vehicle,
The high speed storage battery for a railroad vehicle, characterized in that the charging is performed while the railroad vehicle is stopped.
제2항에 있어서,
상기 충전 모듈, 상기 충전 차단부 및 상기 출력 차단부는 상기 철도차량에 탑재되고,
상기 전원 공급부는 상기 철도차량이 정차한 정차역에 구비되는 것을 특징으로 하는 철도차량 주행용 고속 축전지.
The method of claim 2,
The charging module, the charge blocking unit and the output blocking unit is mounted on the railway vehicle,
The power supply unit is a high-speed storage battery for driving a railway vehicle, characterized in that provided in the stop station where the railway vehicle stopped.
제1항에 있어서,
상기 충전 모듈은 서로 병렬로 연결된 복수의 충전셀들을 포함하는 충전팩을 포함하며,
상기 충전팩은 복수개가 상기 전원 공급부에 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 철도차량 주행용 고속 축전지.
The method of claim 1,
The charging module includes a charging pack including a plurality of charging cells connected in parallel to each other,
The charge pack is a high-speed storage battery for a railroad vehicle, characterized in that a plurality is connected in parallel to the power supply.
제4항에 있어서,
상기 복수의 충전팩들을 전기적으로 연결하거나, 전기적 연결을 선택적으로 차단하는 점퍼 차단부를 더 포함하는 철도차량 주행용 고속 축전지.
The method of claim 4, wherein
A high speed storage battery for a railroad vehicle further comprising a jumper blocking unit for electrically connecting the plurality of charge packs or selectively blocking the electrical connection.
제5항에 있어서, 상기 충전을 수행하는 경우,
상기 충전 차단부는 상기 전원 공급부와 상기 충전 모듈의 충전팩들을 전기적으로 연결하고,
상기 출력 차단부는 상기 충전 모듈의 충전팩들과 상기 출력부를 전기적으로 차단하는 것을 특징으로 하는 철도차량 주행용 고속 축전지.
The method of claim 5, wherein when performing the charging,
The charging cutoff unit electrically connects the power supply unit and the charging packs of the charging module.
The output cut-off unit is a high-speed storage battery for a railroad vehicle, characterized in that to electrically cut off the charging pack and the output of the charging module.
제6항에 있어서, 상기 충전을 수행하는 경우,
상기 점퍼 차단부는 상기 충전팩들을 전기적으로 차단하는 것을 특징으로 하는 철도차량 주행용 고속 축전지.
The method of claim 6, wherein when performing the charging,
The jumper blocking unit is a high-speed storage battery for a railroad vehicle, characterized in that for electrically blocking the charge pack.
제5항에 있어서, 상기 전원이 출력되는 경우,
상기 충전 차단부는 상기 전원 공급부와 상기 충전 모듈의 충전팩들을 전기적으로 차단하고,
상기 점퍼 차단부는 상기 충전팩들을 전기적으로 연결하는 것을 특징으로 하는 철도차량 주행용 고속 축전지.
The method of claim 5, wherein when the power is output,
The charge blocking unit electrically cuts off the power pack and the charging packs of the charging module,
The jumper blocking unit is a high-speed storage battery for a railroad vehicle, characterized in that for electrically connecting the charge pack.
제5항에 있어서, 상기 충전팩들 각각은,
상기 전원 공급부에 연결되는 제1 전원 공급라인에 전기적으로 연결되는 제1 전원선; 및
상기 전원 공급부에 연결되는 제2 전원 공급라인에 전기적으로 연결되는 제2 전원선을 포함하는 것을 특징으로 하는 철도차량 주행용 고속 축전지.
The method of claim 5, wherein each of the charge packs,
A first power line electrically connected to a first power supply line connected to the power supply unit; And
And a second power line electrically connected to a second power supply line connected to the power supply unit.
제9항에 있어서, 상기 충전 차단부는,
상기 제1 전원 공급라인과 상기 제1 전원선 사이에 연결된 제1 충전 스위치; 및
상기 제2 전원 공급라인과 상기 제2 전원선 사이에 연결된 제2 충전 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 철도차량 주행용 고속 축전지.
The method of claim 9, wherein the charge blocking unit,
A first charging switch connected between the first power supply line and the first power line; And
And a second charging switch connected between the second power supply line and the second power supply line.
제9항에 있어서, 상기 점퍼 차단부는,
서로 인접한 충전팩들 사이의 제1 전원선과 제2 전원선 사이에 연결된 점퍼 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 철도차량 주행용 고속 축전지.

The method of claim 9, wherein the jumper blocking unit,
A high speed storage battery for a railroad vehicle, comprising a jumper switch connected between a first power line and a second power line between adjacent charging packs.

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