KR20210116808A - 무가선 전차용 에너지 저장장치의 에너지 제어방법 - Google Patents

무가선 전차용 에너지 저장장치의 에너지 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무가선 전차용 에너지 저장장치의 에너지 제어방법에 관한 것으로서, 특히 다양한 무가선 솔루션 중에서 2차 전지 또는 슈퍼캐패시터를 이용한 에너지 저장장치(ESS)의 에너지를 유가선(전차선)에서 전원을 공급 받는 것과 동일하게 사용 할 수 있도록 제어하는 무가선 전차용 에너지 저장장치의 에너지 제어방법에 관한 것이다. 구성은 무가선 전차용 에너지 저장장치의 에너지 제어방법으로서, (a) 트램 또는 전동차와 같은 전차를 편성하는 차량 1에 형성된 제1 파워유닛을 구성하는 제1 추진제어장치와 제1 보조전원장치, 제1 에너지 저장장치와 제1 DC/DC 변환기를 차량 2에 형성된 제2 파워유닛을 구성하는 제2 추진제어장치와 제2 보조전원장치 제2 에너지 저장장치와 제2 DC/DC 변환기와 상호 통신 가능하도록 연결하는 단계와, (b) 전차의 가속시 차량 1과 차량 2의 제1 에너지 저장장치와 제2 에너지 저장장치의 에너지는 각각 제1 DC/DC 변환기와 제2 DC/DC 변환기를 통해 제1 추진제어장치와 제2 추진제어장치, 제1 보조전원장치와 제2 보조전원장치에 전원을 공급하는 단계와, (c) 상기 전차의 편성 전체에서 요구되는 전력을 제1 에너지 저장장치와 제2 에너지 저장장치의 잔여 용량을 통신으로 확인하고 균형을 맞춰 출력하거나, 저장 또는 1대의 에너지 저장장치 고장발생시 고장이 발생하지 않은 에너지 저장장치로 에너지를 공급하는 단계와, (d) 상기 전차의 감속시에 회생에너지를 제1 에너지 저장장치와 제2 에너지 저장장치에 충전(저장)하는 단계를 포함한다.

Description

무가선 전차용 에너지 저장장치의 에너지 제어방법{Energy Control Method of Energy Storage System for Catenary free electric car}
본 발명은 무가선 전차용 에너지 저장장치의 에너지 제어방법에 관한 것으로서, 특히 다양한 무가선 솔루션 중에서 2차 전지 또는 슈퍼캐패시터를 이용한 에너지 저장장치(ESS)의 에너지를 유가선(전차선)에서 전원을 공급 받는 것과 동일하게 사용 할 수 있도록 제어하는 무가선 전차용 에너지 저장장치의 에너지 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 노면 위에 부설된 궤도를 운행하는 대중교통용 전동 차량인 트램과, 공중에 설치된 전선을 통하거나 전기를 공급하기 위한 제3의 레일을 통하여 전기를 공급받아 모터를 회전시켜 운행하는 대중교통용 차량인 전동차를 포함하는 전차가 이용되고 있다.
이러한 트램 또는 전동차와 같은 전차(10)는 도 1에 도시된 바와 같이 차량 1(10a)과 차량 2(10b)는 전차선(11)으로부터 전원을 공급받아 제1 추진제어장치(12)와 제1 보조전원장치(13), 제2 추진제어장치(14)와 제2 보조전원장치(15)에 공급하여 기동하게 된다.
그러므로, 전차선으로 인한 도시 미관이 저해되고 전차선 노출로 인해 위험성이 존재함은 물론 공사비가 증가하게 되는 등의 이유로 친환경 무공해 전차가 요구됨에 따라 도 2에 도시된 바와 같이 전차(20)의 차량 1(20a)은 독립적으로 구동가능하도록 형성된 제1 에너지 저장장치(Energy Storage System)(21)로부터 전원을 공급받아 제1 DC/DC 변환기(22)가 제1 추진제어장치(23)와 제1 보조전원장치(24)에 공급하고, 차량 2(20b)는 독립적으로 구동가능하도록 형성된 제2 에너지 저장장치(Energy Storage System)(25)로부터 전원을 공급받아 제2 DC/DC 변환기(26)가 제2 추진제어장치(27)와 제2 보조전원장치(28)에 공급하여 기동하게 된다.
뿐만 아니라, 지상 급전방식, 연료전지 등을 전원으로 하는 트램 또는 전동차와 같은 전차도 개발, 상용화 되고 있다.
그러나, 이러한 종래의 트램 또는 전동차와 같은 전차에 사용되는 에너지 저장장치는 해당 섹션(또는 모듈)의 추진제어장치 및 보조전원장치에 에너지를 독립적으로 공급하기 때문에 1대의 에너지 저장장치가 고장나게 되면 해당 모듈에서 전원을 공급받는 전장품이 모두 동작할 수 없는 문제점이 있었다.
또, 1대의 에너지 저장장치의 에너지가 모두 소진되어도 해당 전장품은 동작할 수 없고, 추진제어장치 또는 보조전원장치가 고장으로 에너지를 적게 사용할 경우 잔여 에너지를 다른 모듈에서 사용할 수 없는 문제점이 있었다.
또한, 1대의 에너지 저장장치가 만충되어 있거나 추진제어장치 고장시 회생에너지를 저장할 수 없어 에너지를 효율적으로 사용할 수 없는 문제점이 있었다.
대한민국 등록특허공보 제10-0993159호
이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 에너지 저장장치의 싸이즈를 줄이고 회생에너지를 최대한 활용함과 동시에 에너지를 보다 효율적으로 관리하여 무가선 주행 구간을 늘이며 에너지 비용을 줄일 수 있는 무가선 전차용 에너지 저장장치의 에너지 제어방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 무가선 전차용 에너지 저장장치의 에너지 제어방법으로서, (a) 트램 또는 전동차와 같은 전차를 편성하는 차량 1에 형성된 제1 파워유닛을 구성하는 제1 추진제어장치와 제1 보조전원장치, 제1 에너지 저장장치와 제1 DC/DC 변환기를, 차량 2에 형성된 제2 파워유닛을 구성하는 제2 추진제어장치와 제2 보조전원장치, 제2 에너지 저장장치와 제2 DC/DC 변환기와 상호 통신 가능하도록 연결하는 단계와; (b) 전차의 가속시 차량 1과 차량 2의 제1 에너지 저장장치와 제2 에너지 저장장치의 에너지는 각각 제1 DC/DC 변환기와 제2 DC/DC 변환기를 통해 제1 추진제어장치와 제2 추진제어장치, 제1 보조전원장치와 제2 보조전원장치에 전원을 공급하는 단계와; (c) 상기 전차의 편성 전체에서 요구되는 전력을 제1 에너지 저장장치와 제2 에너지 저장장치의 잔여 용량을 통신으로 확인하고 균형을 맞춰 출력하거나, 저장 또는 1대의 에너지 저장장치 고장발생시 고장이 발생하지 않은 에너지 저장장치로 에너지를 공급하는 단계와; (d) 상기 전차의 감속시에 회생에너지를 제1 에너지 저장장치와 제2 에너지 저장장치에 충전(저장)하는 단계; 를 포함한다.
본 발명은 무가선 전차용 에너지 저장장치의 에너지 제어방법에 있어서, 상기 차량 1의 제1 추진제어장치와 제1 보조전원장치, 제1 에너지 저장장치 및 제1 DC/DC 변환기와, 차량 2의 제2 추진제어장치와 제2 보조전원장치, 제2 에너지 저장장치 및 제2 DC/DC 변환기는 고압 케이블(High-voltage cable)로 연결되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 무가선 전차용 에너지 저장장치의 에너지 제어방법에 있어서, 상기 (c) 단계에서, 제1 에너지 저장장치와 제2 에너지 저장장치의 에너지 잔여 용량이 상이할 경우 에너지 잔여 용량에 비례하게 에너지를 출력하고, 회생에너지의 경우 반비례하여 에너지를 저장하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 무가선 전차용 에너지 저장장치의 에너지 제어방법에 있어서, 상기 (c) 단계에서, 상기 제1 에너지 저장장치와 제2 에너지 저장장치의 에너지 잔여 용량이 동일할 경우, 요구되는 에너지의 1/2에 해당하도록 동일하게 출력하거나 저장하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 무가선 전차용 에너지 저장장치의 에너지 제어방법에 있어서, 상기 (c) 단계에서, 상기 제1 에너지 저장장치와 제2 에너지 저장장치 중, 어느 1대가 고장인 경우에는 고장이 나지 않은 에너지 저장장치에 의해 제1 파워유닛과 제2 파워유닛에 요구되는 파워를 공급하거나 회생에너지를 저장하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 무가선 전차용 에너지 저장장치의 에너지 제어방법에 있어서, 상기 에너지 잔여 용량이 상이할 경우,
[식 1]
제1 에너지 저장장치의 출력파워 비율(%) = 제1 에너지 저장장치의 에너지 잔여 용량/(제1 에너지 저장장치의 에너지 잔여 용량 + 제2 에너지 저장장치의 에너지 잔여 용량)
제2 에너지 저장장치의 출력파워 비율(%) = 제2 에너지 저장장치의 에너지 잔여 용량/(제1 에너지 저장장치의 에너지 잔여 용량 + 제2 에너지 저장장치의 에너지 잔여 용량) 으로 에너지 잔여 용량에 비례하게 에너지를 출력하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 에너지 저장장치의 에너지 제어방법으로 구동되는 무가선 전차를 더 제공할 수 있다.
이상에서와 같은 본 발명은 에너지 저장장치의 에너지를 공용으로 사용하게 되어 전차선에서 전원을 공급 받는 것과 동일한 효과가 있다.
또, 본 발명은 기존 유가선 차량의 설계를 유지하고 에너지 저장장치 및 DC/DC converter와의 인터페이스만 맞춰주면 기존 시스템과 동일하게 동작할 수 있는 효과가 있다.
또한, 1대의 에너지 저장장치가 고장일 경우 나머지 에너지 저장장치에 의해 정상 동작할 수 있으므로 가용성이 높아지고, 한쪽 전장품의 고장이 발생하면 저장장치 용량을 약 2배까지 늘려 사용하는 효과가 있다.
또, 회생 에너지를 보다 효율적으로 사용할 수 있고, 에너지 저장장치의 수명을 일정하게 유지 할 수 있으며, 편성의 에너지 저장장치 용량은 유지하되 에너지 저장장치의 박스를 분할하여 배치하거나 비대칭(홀수개 박스 적용 등)으로 설계가 가능하여 취부 공간의 활용도를 개선할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 전차선에 의해 운행되는 전차를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 종래의 에너지 저장장치에 의해 운행되는 무가선 전차를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에너지 저장장치의 에너지 제어방법을 위한 무가선 전차를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 제1 파워유닛과 제2 파워유닛의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 무가선 전차용 에너지 저장장치의 에너지 제어방법에 대한 개략적인 순서도이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 보다 구체적으로 설명한다.
여기서, 하기의 모든 도면에서 동일한 기능을 갖는 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 반복적인 설명은 생략하며, 아울러 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서, 이것은 고유의 통용되는 의미로 해석되어야 함을 명시한다.
도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 무가선 전차용 에너지 저장장치의 에너지 제어방법은 (a) 차량 1(110)의 제1 추진제어장치(111)와 제1 보조전원장치(112), 제1 에너지 저장장치(113)와 제1 DC/DC 변환기(114)를, 차량 2(120)의 제2 추진제어장치(121)와 제2 보조전원장치(122), 제2 에너지 저장장치(123)와 제2 DC/DC 변환기(124)와 상호 통신 가능하도록 연결하는 단계와; (b) 가속시 제1 에너지 저장장치(113)와 제2 에너지 저장장치(123)의 에너지는 제1 DC/DC 변환기(114)와 제2 DC/DC 변환기(124)를 통해 제1 추진제어장치(111)와 제2 추진제어장치(121), 그리고 제1 보조전원장치(112)와 제2 보조전원장치(122)에 전원을 공급하는 단계와; (c) 제1 에너지 저장장치(113)와 제2 에너지 저장장치(123)의 잔여 용량을 통신으로 확인하고 균형을 맞춰 출력하거나 저장 또는 1대의 에너지 저장장치 고장발생시 고장이 발생하지 않은 에너지 저장장치로 에너지를 공급하는 단계와; (d) 전차(100)의 감속시에는 회생에너지를 제1 에너지 저장장치(113)와 제2 에너지 저장장치(123)에 충전(저장)하는 단계; 를 포함한다.
상기 (a) 단계는, 트램 또는 전동차와 같은 전차(100)를 편성하는 차량 1(110)에 형성된 제1 파워유닛(PN1)을 구성하는 제1 추진제어장치(111)와 제1 보조전원장치(112), 제1 에너지 저장장치(113)와 제1 DC/DC 변환기(114)를, 차량 2(120)에 형성된 제2 파워유닛(PN2)을 구성하는 제2 추진제어장치(121)와 제2 보조전원장치(122), 제2 에너지 저장장치(123)와 제2 DC/DC 변환기(124)와 상호 통신 가능하도록 연결한다.(S10)
여기서, 트램의 경우 도 3에 도시된 바와 같이 차량 1(110)과 차량 2(120)의 지붕에 모든 장치가 취부되고, 제1 추진제어장치(111)와 제2 추진제어장치(121) 및 제1 보조전원장치(112)와 제2 보조전원장치(122) 역시 지붕에 취부된다.
단, 무가선 트램의 경우에는 전차선으로부터 전원을 공급 받지 않으므로 판토그라프는 설치되지 않고 대신 에너지 저장장치가 취부된다(경우에 따라 충전을 위한 판토그라프 설치 될 수 있음).
그리고, 상기 제1 에너지 저장장치(111)와 제2 에너지 저장장치(121)의 출력은 제1 DC/DC 변환기(114)와 제2 DC/DC 변환기(124)에 의해 일정 전압으로 출력되고, 회생에너지 역시 제1 DC/DC 변환기(114)와 제2 DC/DC 변환기(124)를 통해 제1 에너지 저장장치(113)와 제2 에너지 저장장치(123)를 충전한다.
여기서, 상기 제1 DC/DC 변환기(114)와 제2 DC/DC 변환기(124)는 입/출력 파워의 크기를 제어 할 수 있고, 제1 에너지 저장장치(113)와 제2 에너지 저장장치(123)를 보호하는 기능을 포함한다.
그리고, 일반적으로는 상기 제1 에너지 저장장치(113)와 제2 에너지 저장장치(123) 또는 제1 DC/DC 변환기(114)와 제2 DC/DC 변환기(124)의 고압 출력은 개별 모듈에서만 사용하지만 본 발명은 도 4에 도시된 바와 같이 출력을 인통(HV link)시켜 마치 도 1에 도시된 전차선(11)에서 전원을 받는 것과 동일한 개념을 가진다.
좀 더 구체적으로, 본 발명은 전차(100)를 편성하는 예컨대, 차량 1(110)에는 제1 파워유닛(PN1)을 구성하는 제1 추진제어장치(111)와 제1 보조전원장치(112), 제1 에너지 저장장치(113) 및 제1 DC/DC 변환기(114)가 형성된다.
또, 차량 2(120)에도 제2 파워유닛(PN2)을 구성하는 제2 추진제어장치(121)와 제2 보조전원장치(122), 제2 에너지 저장장치(123)와 제2 DC/DC 변환기(124)가 형성된다.
그리고, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 차량 1(110)의 제1 추진제어장치(111)와 제1 보조전원장치(112), 제1 에너지 저장장치(113) 및 제1 DC/DC 변환기(114)와, 차량 2(120)의 제2 추진제어장치(121)와 제2 보조전원장치(122), 제2 에너지 저장장치(123) 및 제2 DC/DC 변환기(124)는 고압 케이블(High-voltage cable)(130)로 연결된다.
또, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 차량 1(110)의 제1 DC/DC 변환기(114)와, 차량 2(120)의 제2 DC/DC 변환기(124)는 상호 통신 가능하도록 고압 케이블(High-voltage cable)(도면부호 미도시)로 연결된다.
또한, 상기 차량 1(110)의 제1 DC/DC 변환기(114)와 차량 2(120)의 제2 DC/DC 변환기(124)는 각각 제1 추진제어장치(111)와 제2 추진제어장치(121), 제1 보조전원장치(112)와 제2 보조전원장치(122), 제1 에너지 저장장치(113)와 제2 에에너지 저장장치(123)로 입력과 출력 전류, 입력과 출력 전압 및 상태를 모니터링하며 전류와 전압의 입출력을 제어하도록 통신가능하게 연결된다.
여기서, 상기 제1 에너지 저장장치(113)와 제2 에너지 저장장치(123)는 배터리 관리 시스템(Battery Management System)(113a),(123a)을 구비한다.
상기 (b) 단계는, 전차(100)의 가속시 차량 1(110)과 차량 2(120)의 제1 에너지 저장장치(113)와 제2 에너지 저장장치(123)의 에너지는 각각 제1 DC/DC 변환기(114)와 제2 DC/DC 변환기(124)를 통해 제1 추진제어장치(111)와 제2 추진제어장치(121), 제1 보조전원장치(112)와 제2 보조전원장치(122)에 전원을 공급한다.(S20)
여기서, 상기 제1 에너지 저장장치(113)와 제2 에너지 저장장치(123)의 배터리 관리 시스템(113a),(123a)은 각 배터리 셀의 전압과 온도 등을 모니터링하고 제1 DC/DC 변환기(114), 제2 DC/DC 변환기(124)와 유기적으로 동작하여 제1 에너지 저장장치(113)와 제2 에너지 저장장치(123) 간의 밸런스를 맞출 수 있도록 구성된다.
그리고, 상기 제1 DC/DC 변환기(114)와 제2 DC/DC 변환기(124)의 출력단에는 전류와 전압을 모니터링하여 상기 제1 DC/DC 변환기(114)와 제2 DC/DC 변환기(124)의 출력 밸런스를 맞출 수 있도록 구성된다.
따라서, 트램 또는 전동차를 포함하는 전차(100)가 가속하게 되면 상기 차량 1(110)의 제1 에너지 저장장치(113)와, 차량 2(120)의 제2 에너지 저장장치(123)의 에너지는 제1 DC/DC 변환기(114)와 제2 DC/DC 변환기(124)를 통해 일정한 전압으로 제1 추진제어장치(111)와 제2 추진제어장치(121) 및 제1 보조전원장치(112)와 제2 보조전원장치(122)에 전원을 공급하게 된다.
상기 (c) 단계는, 상기 전차(100)의 편성 전체에서 요구되는 전력을 제1 에너지 저장장치(113)와 제2 에너지 저장장치(123)의 잔여 용량을 통신으로 확인하고 균형을 맞춰 출력하거나, 저장 또는 1대의 에너지 저장장치 고장발생시 고장이 발생하지 않은 에너지 저장장치로 에너지를 공급한다.(S30)
이때, 상기 제1 DC/DC 변환기(114)와 제2 DC/DC 변환기(124)는 서로 통신을 하며 입출력되는 전류, 전압 및 상태를 모니터링하며 입출력을 제어한다.
이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 전차(100)의 편성 전체에서 요구(또는 회생 에너지 저장)되는 전력을 제1 에너지 저장장치(113)와 제2 에너지 저장장치(123)의 에너지 잔여 용량을 통신으로 확인한다.
이때, 상기 제1 에너지 저장장치(113)와 제2 에너지 저장장치(123)의 에너지 잔여 용량이 상이할 경우 아래의 식과 같이 에너지 잔여 용량에 비례하게 에너지를 출력하고, 회생에너지의 경우 반비례하여 에너지를 저장한다.
[식 1]
제1 에너지 저장장치의 출력파워 비율(%) = 제1 에너지 저장장치의 에너지 잔여 용량/(제1 에너지 저장장치의 에너지 잔여 용량 + 제2 에너지 저장장치의 에너지 잔여 용량)
제2 에너지 저장장치의 출력파워 비율(%) = 제2 에너지 저장장치의 에너지 잔여 용량/(제1 에너지 저장장치의 에너지 잔여 용량 + 제2 에너지 저장장치의 에너지 잔여 용량)
그리고, 상기 제1 에너지 저장장치(113)와 제2 에너지 저장장치(123)의 에너지 잔여 용량이 동일할 경우, 요구되는 에너지의 1/2에 해당하도록 동일하게 출력하거나 저장한다.
또, 상기 제1 에너지 저장장치(113)와 제2 에너지 저장장치(123) 중, 어느 1대가 고장인 경우에는 고장이 나지 않은 정상 상태의 에너지 저장장치에 의해 상기 제1 파워유닛(PN1)과 제2 파워유닛(PN2)에 요구되는 파워를 공급하거나 회생에너지를 저장한다.
예컨대, 만약 1대의 에너지 저장장치에 고장이 발생한 경우에는 출력이 개방되고, 고장이 발생하지 않은 다른 1대의 에너지 저장장치에 의해 제1 추진제어장치(111)와 제2 추진제어장치(121) 및 제1 보조전원장치(112)와 제2 보조전원장치(122)에 전원을 공급하므로 차량의 성능 저하 없이 기동할 수 있다.
그리고, 1대의 에너지 저장장치에 고장이 발생한 경우, 상기 제1 추진제어장치(111)와 제2 추진제어장치(121)의 회생에너지를 1대의 에너지 저장장치에 저장하게 된다.
따라서, 회생에너지를 최대한 충전하고 이 에너지를 재역행시 사용할 수 있게 된다.
또한, 상기 제1 추진제어장치(111)나 제2 추진제어장치(121) 또는 제1 보조전원장치(112)나 제2 보조전원장치(122)가 고장인 경우, 해당 에너지 저장장치의 에너지를 정상인 전장품에 공급하여 지속적으로 운전이 가능케 할 수 있다.
상기 (d) 단계는, 전차(100)의 감속시에 회생에너지를 제1 에너지 저장장치(113)와 제2 에너지 저장장치(123)에 충전(저장)한다.(S40)
이때, 상기 제1 DC/DC 변환기(114)와 제2 DC/DC 변환기(124)는 균형을 맞춰 제1 에너지 저장장치(113)와 제2 에너지 저장장치(123)를 충전하게 된다.
그리고, 전차(100)의 정차시에는 상기 제1 DC/DC 변환기(114)와 제2 DC/DC 변환기(124)는 제1 보조전원장치(112)와 제2 보조전원장치(122)에 전원을 공급하도록 한다.
또한, 본 발명은 상기 에너지 저장장치의 에너지 제어방법으로 구동되는 무가선 전차(100)를 더 제공할 수 있다.
따라서 본 발명은 이와 같은 제어동작을 통해 가상의 전차선과 같은 개념의 에너지 저장장치 적용으로 기존 전장품은 유가선과 동일한 인터페이스를 유지할 수 있는 것이다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 치환, 변형 및 균등한 타 실시예로의 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.
100 : 전차 110 : 차량 1
111 : 제1 추진제어장치 112 : 제1 보조전원장치
113 : 제1 에너지 저장장치 113a : 배터리 관리 시스템
114 : 제1 DC/DC 변환기 120 : 차량 2
121 : 제2 추진제어장치 122 : 제2 보조전원장치
123 : 제2 에너지 저장장치 123a : 배터리 관리 시스템
124 : 제2 DC/DC 변환기 130 : 고압 케이블
PN1 : 제1 파워유닛 PN2 : 제2 파워유닛

Claims (7)

  1. 무가선 전차용 에너지 저장장치의 에너지 제어방법으로서,
    (a) 트램 또는 전동차와 같은 전차를 편성하는 차량 1에 형성된 제1 파워유닛을 구성하는 제1 추진제어장치와 제1 보조전원장치, 제1 에너지 저장장치와 제1 DC/DC 변환기를, 차량 2에 형성된 제2 파워유닛을 구성하는 제2 추진제어장치와 제2 보조전원장치, 제2 에너지 저장장치와 제2 DC/DC 변환기와 상호 통신 가능하도록 연결하는 단계와;
    (b) 전차의 가속시 차량 1과 차량 2의 제1 에너지 저장장치와 제2 에너지 저장장치의 에너지는 각각 제1 DC/DC 변환기와 제2 DC/DC 변환기를 통해 제1 추진제어장치와 제2 추진제어장치, 제1 보조전원장치와 제2 보조전원장치에 전원을 공급하는 단계와;
    (c) 상기 전차의 편성 전체에서 요구되는 전력을 제1 에너지 저장장치와 제2 에너지 저장장치의 잔여 용량을 통신으로 확인하고 균형을 맞춰 출력하거나, 저장 또는 1대의 에너지 저장장치 고장발생시 고장이 발생하지 않은 에너지 저장장치로 에너지를 공급하는 단계와;
    (d) 상기 전차의 감속시에 회생에너지를 제1 에너지 저장장치와 제2 에너지 저장장치에 충전(저장)하는 단계; 를 포함하는 무가선 전차용 에너지 저장장치의 에너지 제어방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 차량 1의 제1 추진제어장치와 제1 보조전원장치, 제1 에너지 저장장치 및 제1 DC/DC 변환기와, 차량 2의 제2 추진제어장치와 제2 보조전원장치, 제2 에너지 저장장치 및 제2 DC/DC 변환기는 고압 케이블(High-voltage cable)로 연결되는 것을 특징으로 하는 무가선 전차용 에너지 저장장치의 에너지 제어방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 (c) 단계에서, 제1 에너지 저장장치와 제2 에너지 저장장치의 에너지 잔여 용량이 상이할 경우 에너지 잔여 용량에 비례하게 에너지를 출력하고, 회생에너지의 경우 반비례하여 에너지를 저장하는 것을 특징으로 하는 무가선 전차용 에너지 저장장치의 에너지 제어방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 (c) 단계에서, 상기 제1 에너지 저장장치와 제2 에너지 저장장치의 에너지 잔여 용량이 동일할 경우, 요구되는 에너지의 1/2에 해당하도록 동일하게 출력하거나 저장하는 것을 특징으로 하는 무가선 전차용 에너지 저장장치의 에너지 제어방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 (c) 단계에서, 상기 제1 에너지 저장장치와 제2 에너지 저장장치 중, 어느 1대가 고장인 경우에는 고장이 나지 않은 에너지 저장장치에 의해 제1 파워유닛과 제2 파워유닛에 요구되는 파워를 공급하거나 회생에너지를 저장하는 것을 특징으로 하는 무가선 전차용 에너지 저장장치의 에너지 제어방법.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 에너지 잔여 용량이 상이할 경우,
    [식 1]
    제1 에너지 저장장치의 출력파워 비율(%) = 제1 에너지 저장장치의 에너지 잔여 용량/(제1 에너지 저장장치의 에너지 잔여 용량 + 제2 에너지 저장장치의 에너지 잔여 용량)
    제2 에너지 저장장치의 출력파워 비율(%) = 제2 에너지 저장장치의 에너지 잔여 용량/(제1 에너지 저장장치의 에너지 잔여 용량 + 제2 에너지 저장장치의 에너지 잔여 용량)
    으로 에너지 잔여 용량에 비례하게 에너지를 출력하는 것을 특징으로 하는 무가선 전차용 에너지 저장장치의 에너지 제어방법.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 에너지 저장장치의 에너지 제어방법으로 구동되는 무가선 전차.
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