KR20220111702A - 전기 자동차, 충전 스테이션, 및 자동차와 스테이션 간의 전력 교환 방법 - Google Patents

전기 자동차, 충전 스테이션, 및 자동차와 스테이션 간의 전력 교환 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전기 자동차(10), 충전 스테이션(12), 및 상기 자동차와 상기 스테이션 간의 전력 교환 방법에 관한 것이다. 자동차는 케이블(20)을 통해 상기 스테이션의 에너지 변환기(18)를 제어하기 위한 모듈(24)과 통신하기 위한 제어 모듈(22), 저전압 공급원(low-voltage supply)(34), 상기 스테이션 제어를 위한 상기 모듈에 전력을 공급하기 위해 상기 저전압 공급원을 상기 케이블에 연결하는 수단(means)(S3), 및 상기 스테이션 제어를 위한 상기 모듈이 상기 스테이션의 전압원(voltage source)(32)에 의해 전력을 공급받을 수 있는 상기 스테이션의 임피던스(Rpb)와 유사한 임피던스(Rpv)를 포함하고, 상기 자동차의 상기 임피던스는 상기 제어 모듈과 상기 케이블과 상기 자동차의 상기 임피던스(Rpv)를 단락시키는 스위치(S4) 사이에 배치된다.

Description

전기 자동차, 충전 스테이션, 및 자동차와 스테이션 간의 전력 교환 방법
본 발명은 전기 자동차(vehicle) 분야에 속하며 배터리를 가역적으로 충전하는 것에 관한 것이다.
전기 자동차를 충전하기 위해 전기 자동차에 존재하는 충전 소켓은 일반적으로 충전 케이블을 통해 충전 스테이션에 연결된다. 따라서, 충전 스테이션은 자동차에 연결된 배전 그리드(distribution grid)에서 전력을 전달(transfer)한다. 상기 작동 모드를 G2V(Grid-to-Vehicle의 약어)라고 한다. 충전 스테이션은 배전 그리드에 있는 AC 전압에서 자동차의 배터리를 충전하는 데 사용되는 DC 전압으로 AC/DC 변환이라고 하는 것을 가장 일반적으로 수행하는 변환기를 포함한다.
충전 스테이션은 자동차에서 배전 그리드로 전력을 보낼 수 있도록 가역적으로 사용될 수도 있다. 상기 작동 모드를 V2G(Vehicle-to-Grid의 약어)라고 한다. 따라서, 전기 자동차가 전력원(power source)으로 사용된다. 망(grid)에서 수요가 있을 때, 전기 배전 그리드(electrical distribution grid)로 전기 자동차의 배터리의 방전이 명령된다. 이를 위해, 충전 스테이션에는 자동차 충전과 관련하여 위에서 설명한 AC/DC 변환, 또는 자동차의 배터리에 의해 전달되는 DC 전압에서 망의 AC 전압으로 DC/AC 변환이라고 하는 역변환을 수행하는 가역 변환기(reversible converter)가 장착되어 있다.
V2G 작동 모드의 변형예(variant)는 배전 그리드에 연결되지 않은 부하(또는, 로드)(load)에 자동차가 전력을 공급할 수 있도록 망이 없을 때(또는, 망이 없는 상태에서) 구현될 수 있다. 상기 변형예를 V2H(Vehicle-to-Home의 약어)라고 한다. 상기 변형예는 특히 국내 환경(domestic setting)에서 제한된 수의 부하가 연결된 아일랜드(island)를 형성하는 로컬 그리드(local grid)를 생성할 수 있게 한다. 배전 그리드가 스테이션에 전압과 주파수를 부과하는 V2G 모드와 달리 충전 스테이션의 변환기는 이러한 로컬 그리드의 전압과 주파수를 조절한다.
다양한 작동 모드에서, 자동차와 스테이션은 전력 전송 외에도 작동 데이터를 교환한다. 상기 데이터 교환을 통해 스테이션의 변환기의 DC 입력 전압을 자동차의 배터리의 전압으로 조정할 수 있다. 보다 구체적으로, V2G 또는 V2H 모드에서, 자동차의 배터리의 전압과 스테이션의 변환기의 입력 전압 간의 차이가 주어진 차이, 일반적으로 20 볼트보다 작은 경우에만 전력이 배터리에서 단자(terminal)로 전달되기 시작한다. 이러한 조건이 충족되지 않으면, 상당한 전류 소모(current draw)가 발생할 수 있다. 상기 전류 소모는 자동차의 배터리를 손상시킬 수 있다.
스테이션은 변환기의 DC 입력 전압을 조정할 수 있는 데이터를 교환하기 위해 자동차와 통신한다. 이를 위해, 스테이션은 변환기를 구동하기 위한 구동 모듈을 포함한다. 망이 자동차의 배터리를 충전 중이거나 V2G 모드일 때, 스테이션과 구동 모듈은 배전 그리드에 의해 전력을 공급받는다. 전력 전송을 시작하기 전에 자동차와 스테이션 간에 데이터를 교환할 수 있다. 그러나, V2H 작동 모드에서는, 자동차가 전력을 공급하지 않는 한 로컬 그리드는 일반적으로 정지된다. 따라서, 로컬 그리드는 스테이션과 특히 구동 모듈에 전력을 공급할 수 없다. 구동 모듈에 전력이 공급되지 않으면, 자동차와 스테이션 간의 데이터 통신이 설정될 수 없다.
특정 표준(standards), 특히 일본에서 유래하고 유럽에 널리 보급된 CHAdeMO 표준에서, 자동차와 스테이션을 연결하는 케이블은 전력을 전달할 수 있는 고전력 도체(high-power conductors)와 자동차에서 스테이션의 구동 모듈에 전력을 공급하는 데 사용될 수 있는 저전압 전력 공급(low-voltage power supply)을 가능하게 하는 저전력 도체(low-power conductors)를 제공한다. 이에 반해 다른 표준, 특히 유럽에서도 널리 보급된 CCS 표준에서, 자동차에서 스테이션으로의 저전압 전력 공급이 제공되지 않으므로, 자동차에서 스테이션으로 전력이 전달되기 시작하기 전에 구동 모듈로 전력이 공급되는 것을 방지한다. CCS(Combined Charging System의 약어) 표준은 BMW, Daimler, Opel, 및 Volkswagen과 같은 독일 자동차 제조업체가 설립한 CharIN EV 컨소시엄에서 도입되었다.
본 발명은 스테이션에 V2G 모드에서 전력이 공급되고 있는지, V2H 모드에서 전력이 공급되지 않는지 여부에 관계없이 자동차에서 스테이션으로 전력이 전달되기 시작하도록 함으로써 저전압 전력 공급이 없는 표준의 이러한 어려움을 극복할 수 있도록 한다.
이를 위해, 본 발명의 한 주제는 스테이션과 전력을 교환하도록 의도된 전기 자동차로서, 자동차는 스테이션의 전력 변환기를 구동하기 위한 구동 모듈과 케이블을 통해 통신하도록 의도된 제어 모듈을 포함한다. 자동차는 저전압 전력 공급원, 스테이션의 구동 모듈에 전력을 공급하기 위해 저전압 전력 공급원을 케이블에 연결하는 연결 수단, 및 스테이션의 전압원에 의해 전력이 공급될 수 있는 스테이션의 구동 모듈을 통과하는 스테이션의 임피던스와 유사한 임피던스를 더 포함한다. 자동차의 임피던스는 제어 모듈과 케이블 사이에 배치된다. 또한, 자동차은 자동차의 임피던스가 단락되도록 하는 스위치를 포함한다. 다른 임피던스와 "유사한(similar)" 임피던스는 상기 다른 임피던스와 실질적으로 동일한 값, 예를 들어, 상기 다른 임피던스 값과 5% 이상 차이가 나지 않는 값을 갖는 임피던스이다.
자동차의 임피던스의 존재는 V2H 모드에서, 스테이션에 전력을 공급할 수 있는 망에 스테이션이 연결되지 않아 스테이션의 전압원이 비활성화된 경우에도 스테이션 및 케이블을 수정하지 않고 G2V 및 V2G 작동 모드에 제공된 표준 스테이션 및 케이블을 사용할 수 있도록 한다.
유리하게는, 자동차는 자동차와 스테이션 사이에서 전달되는 전력을 제한하기 위한 임시 수단을 더 포함한다.
본 발명의 다른 주제는 전기 자동차와 전력을 교환하도록 의도된 스테이션으로서, 스테이션은 전력 변환기 및 전력 변환기를 구동하기 위한 구동 모듈을 포함하고, 구동 모듈은 케이블을 통해 자동차의 제어 모듈과 통신하도록 의도된다. 스테이션은 구동 모듈에 전력을 공급하기 위해 케이블을 통해 자동차의 저전압 전력 공급원에서 발생하는 전압을 수신하는 수단, 및 스테이션의 임피던스, 케이블, 및 자동차의 스위치에 의해 단락될 수 있는 자동차의 임피던스를 통해 자동차의 제어 모듈을 위한 신호를 생성할 수 있는 전압원을 더 포함한다.
유리하게는, 전력 공급 전압(power supply voltage)을 수신하기 위한 수단은 전압원이 분리되도록 하는 스위치를 포함한다.
본 발명의 또 다른 주제는 전력을 교환하도록 의도된 본 발명에 따른 자동차 및 스테이션을 구현하는 방법으로서, 다음의 작동을 연결하는 것으로 구성된다.
- 자동차의 저전압 전력 공급원에 의해 스테이션의 구동 모듈에 전력을 공급하는 단계,
- 자동차로부터 전력을 수신하도록 전력 변환기를 구동하기 위해 케이블을 통해 데이터 교환을 시작하는 단계,
- 자동차에서 스테이션으로 전력을 전달하는 단계.
유리하게는, 자동차에서 스테이션으로 전력을 전달하는 단계는 다음의 2개의 연속적인 단계를 포함한다:
- 배터리와 변환기 사이의 전압차가 주어진 값보다 큰 동안 제한된 전류에서 사전 충전(pre-charging)하는 단계,
- 배터리와 변환기 사이의 전압차가 주어진 값보다 작거나 이와 동일한 즉시 전류에 제한 없이 전력을 전달하는 단계.
본 발명의 특정 실시예들의 목적은 스테이션에 V2G 모드에서 전력이 공급되고 있는지, V2H 모드에서 전력이 공급되지 않는지 여부에 관계없이 자동차에서 스테이션으로 전력이 전달되기 시작하도록 함으로써 저전압 전력 공급이 없는 표준의 이러한 어려움을 극복하는 것이다.
본 발명은 더 잘 이해될 것이고 다른 이점들은 예로서 제공되는 일 실시예의 상세한 설명을 읽을 때 명백해질 것이며, 그 설명은 첨부된 도면에 의해 예시된다:
도 1은 본 발명과 관련하여 충전 스테이션에 연결된 전기 자동차를 도시한다.
도 2는 자동차와 충전 스테이션이 연결될 수 있도록 하는 커넥터(connector)의 예를 도시한다.
도 3은 자동차 및 충전 스테이션의 회로도의 일 부분을 도시한다.
도 4는 자동차 및 충전 스테이션의 회로도의 다른 부분을 도시한다.
도 5는 본 발명의 방법의 동작의 흐름도의 예를 도시한다.
명료함을 위해, 다양한 도면에서 동일한 요소는 동일한 참조로 지정되었다.
도 1은 충전 스테이션(12)에 연결된 전기 자동차(10)를 도시한다. 자동차(10)에는 공칭 전압(nominal voltage)이 예를 들어, 400 VDC인 주 배터리(14)가 장착되어 있다. 스테이션(12)은 주로 배터리(14)가 충전되는 것을 허용한다. 이를 위해, 스테이션(12)은 일반적으로 고정되고, 배전 그리드(16), 예를 들어, 220 VAC 국가 그리드(national grid)에 연결된다. 스테이션(12)은 망(16)으로부터 수신된 전력(electric power)을 배터리(14)를 충전할 수 있는 전력으로 변환하도록 구성된 변환기(18)를 포함한다. 예를 들어, 변환기는 가역 AC/DC 변환기이며 V2G 또는 V2H 모드도 활성화한다. 케이블(20)은 자동차(10)와 스테이션(12)을 연결한다. 케이블(20)은 전력이 스테이션(12)에서 자동차(10)로 전달되도록 한다. 자동차(10)는 특히 배터리(14)의 충전이 관리되도록 하는 제어 모듈(22)을 포함한다. 도 1에서, 제어 모듈(22)은 보다 명확성을 위해 자동차(10)로부터 거리를 두고 도시되어 있다. 충전 스테이션(12)은 변환기(18)가 구동되도록 하는 구동 모듈(24)을 포함한다. 구동 모듈(24)도 보다 명확성을 위해 스테이션(12)으로부터 거리를 두고 도시되어 있다. 제어 모듈(22)과 구동 모듈(24)은 특히 배터리(14)의 전압에 따라 변환기(18)의 DC 전압을 조정하기 위해 정보를 교환한다. 상기 정보는 케이블(20)에 의해 유선 방식으로 교환될 수 있다.
도 2는 케이블(20)의 단부에 존재하고 자동차(10)의 소켓(socket)에 연결되도록 의도된 커넥터(30)의 예를 도시한다. 도 2는 CCS 표준(또는, 규격)에서 사용되는 커넥터(30)의 단자 분포를 나타낸다. 물론, 본 발명은 다른 표준으로 구현될 수 있다. 커넥터(30)는 L1, L2, L3, N, PE, CP, PP, DC-, 및 DC+로 참조되는 9개의 단자를 포함한다. 단자들(L1, L2, L3, N, PE)은 전력이 AC 전류로 전달되도록 하고, 단자들(DC+, DC-)은 전력이 DC 전류로 전달되도록 한다. 단자들(L1, L2, L3)은 전기 위상(electrical phases)에 대응하고, 단자(N)는 전기 중성선(electrical neutral)에 대응하고, 단자(PE)는 접지 등전위(earth equipotential)에 대응한다. 변형으로서, 단자들(DC-, DC+, PE, CP, PP)만 있는 커넥터(30)가 사용된다. 단자들(CP, PP)은 자동차(10)의 제어 모듈(22)과 스테이션(12)의 구동 모듈(24) 사이에서 정보가 전송되도록 한다. CCS 표준에서, 도 3에서 볼 수 있는 저항기(Rc)는 단자들(PP, PE) 사이에 연결되어 케이블(20)의 존재를 감지할 수 있다.
위에서 언급한 바와 같이, 변환기(18)는 양방향일 수 있고, 예를 들어 V2G 모드에서 망(16)에 전력을 전송하기 위해 자동차(10)로부터 발생하는 전력이 전송되도록 허용할 수 있다. 상기 모드에서, 구동 모듈(24)은 망(16)에 의해 전력이 공급될 수 있고, 그 부분으로서 자동차(10)의 배터리(14)에 의해 전력이 공급되는 제어 모듈(22)과의 다이얼로그(dialog)를 설정할 수 있다.
본 발명은 배전 그리드(16)가 없는 경우 및 자동차(10)의 배터리(14)로부터 끌어온 전력으로 스테이션(12)에 연결된 부하에 전력을 공급하고 싶은 경우에 관한 것이다. 스테이션(12)에 의해 전력이 공급되는 부하는 때때로 아일랜드로 불리는 로컬 그리드(26)를 형성할 수 있다.
도 3은 구성 요소(components)가 자동차(10), 스테이션(12), 및 케이블(20)에 배열된 회로도의 예를 부분적으로 도시한다. 도면에 과부하가 걸리지 않도록, 자동차(10)와 스테이션(12) 사이에 DC 전류로 전력을 전달할 수 있는 단자들(DC+, DC-)에 대응하는 연결은 생략하였다. 단자들(CP, PP, PE)에 대응하는 연결만 표시되었다.
스테이션(12)이 배터리(14)를 충전 중이거나 V2G 모드에 있을 때, 구동 모듈(24)은 스테이션(12)에 의해 전력이 공급된다. 상기 전력 공급(power supply)은 전용 전력 공급원이거나 변환기(18)를 사용할 수 있다. V2H 모드에서는, 스테이션(12)에서 사용할 수 있는 전력 공급원이 없고, 자동차(10)가 대신하여 케이블(20)을 통해, 그리고 도시된 예에서 단자(CP)를 통해 구동 모듈(24)에 전력을 공급한다. 이를 위해, 자동차(10)는 저전압 전력 공급원(low-voltage power supply)(34), 및 저전압 전력 공급원(34)을 단자(CP)에 연결하기 위한 스위치(S3)에 의해 형성되는 연결 수단을 포함한다. 스테이션(12)의 측면에서, 스위치(S6)는 단자(CP)가 구동 모듈(24)에 연결되도록 한다.
스테이션(12)에 배전 그리드(16)에 의해 전력이 공급될 때, 스테이션(12)의 전압원(voltage source)(32)은 단자(CP)에 신호를 전송하는 데 사용된다. 자동차(10)에서, 이들 신호는 다이오드(diode)(D), 및 저항기들(R2, R3)에 의해 형성되는 브리지 분배기(bridge divider)를 통해 제어 모듈(22)로 전송된다. 저항기(R2)는 스위치(S2)에 의해 활성화될 수 있다. 스테이션(12)에 배전 그리드(16)에 의해 전력이 공급될 때, 단자(CP)는 다이오드(D)의 애노드에 직접 연결된다. 이러한 직접 연결은 본 발명의 맥락에서 개방(open)될 수 있다. 보다 구체적으로, 스위치(S4)는 스테이션(12)으로부터 발생하고 전압원(32)이 V2H 모드에서 정지될 때 중단되는 신호를 재생(reproduce)하기 위해 직접 연결이 중단되도록 한다. 보다 구체적으로, 바이어싱 저항기(biasing resistor)(Rpb)는 전압원(32)과 단자(CP) 사이에 직렬로 연결된다. 전압원(32)이 V2H 모드에서 정지될 때, 제어 모듈(22)을 바이어싱하는 것과 관련하여 다른 바이어싱 저항기(another biasing resistor)(Rpv)가 저항기(Rpb)를 대신한다. 저항기(Rpv)는 저항기(Rpb)와 동일한 저항(resistance)을 가지고, 자동차(10), 보다 구체적으로 단자(CP)와 제어 모듈(22) 사이에 배치된다. 저항기(Rpv)는 스위치(S4)와 병렬로 배치된다. 따라서, 저항기(Rpv)가 제어 모듈(22)을 바이어싱하는 데 기여하도록 하려면 스위치(S4)를 개방하는 것으로 충분한다. 제어 모듈(22)을 바이어싱하는 것을 방해하지 않도록, 저항기(Rpv)가 사용될 때, 스위치(S5)는 단자(CP)로부터 저항기(Rpb)을 분리하도록 스테이션(12)에 배열될 수 있다.
제어 모듈(22)을 바이어싱한다는 것은 시스템의 상태를 감지할 수 있도록 하는 전압을 모듈(22)에 공급한다는 의미이다. 특히, 모듈(22)은 다양한 스위치의 위치에 따라 다른 전압을 수신할 것이고, 따라서 시스템의 상태를 감지할 수 있을 것이다. 모듈(22)의 제어 모드는 수신된 전압에 의존한다. 여기에서 바이어싱 저항기(Rpv)는 제어 모듈(22)이 100% 변조(modulation)로 V2H 모드를 감지하는 동시에 CCS 표준의 프로토콜(protocol)을 준수하도록 한다.
보다 일반적으로, 2개의 저항기(Rpv, Rpb)는 자동차(10)의 제어 모듈(22), 또는 임피던스(Rpb)에 대한 스테이션(12)의 100% 변조를 갖는 전압원(32)과 조합되고 임피던스(Rpv)에 대한 자동차(10)의 저전압 전력 공급원(34)과 조합된 구동 모듈(24)과 관련하여 유사한 기능을 수행하는 임피던스(필요한 경우 커패시터 및/또는 인덕터가 추가되는 저항기)일 수 있다.
전압원(32)은 스테이션(12)이 자동차(10)의 배터리(14)를 충전(또는, 재충전)하고 있을 때 또는 V2G 모드에서 스테이션(12)에서 제어 모듈(22)로 전송되는 정보의 유형에 따라 펄스 폭이 변조되는 DC 전압원일 수 있다. V2H 모드에서, 본 발명의 맥락에서, 단자(CP)는 구동 모듈(24)에 전력을 공급하기 위해 사용된다. 전력 공급원(34)에 의해 전달되는 전압은 DC이다. 즉, 단자(CP)에 존재하는 변조는 100%이다. 그러나, 100% 변조는 CCS 표준에서 배터리(14)의 충전을 비상 정지(emergency stop)시키도록 요청하는 것으로 해석된다. V2H 모드는 자동차(10)에 의해 시작되고, 자동차(10)의 제어 모듈(22)은 상기 100% 변조 외에는 아무것도 예상하지 않고 이를 비상 정지 요청으로 해석하지 않도록 구성된다. 스테이션(12)의 측면에서, 일단 구동 모듈(24)에 전력이 공급되면, 자동차(10)의 제어 모듈(22)과 다이얼로그(dialog)가 설정될 수 있으며, 상기 다이얼로그에서 자동차(10)는 마스터(master)가 된다. 자동차(10)의 제어 모듈(22)은 특히 스테이션(12)이 전력 공급원(34)의 100% 변조와 다른 특정 설정값(setpoint)으로 V2H 모드를 중단하도록 요청할 수 있다.
스테이션(12)의 구동 모듈(24)과 자동차(10)의 제어 모듈(22) 사이에 다이얼로그가 설정되면, 자동차(10)의 배터리(14)에서 스테이션(12)으로 전력 전송을 시작할 수 있다. 상기 전력은 도 4에 도시된 구조를 기반으로 두 단계로 전달될 수 있다.
도 4에서는 자동차(10) 내부에 배터리(14) 및 제어 모듈(22)이 도시되어 있다. 스테이션(12) 내부에는 변환기(18) 및 구동 모듈(24)이 도시되어 있다. 케이블(20)은 제어 모듈(22)과 구동 모듈(24) 사이의 다이얼로그를 위해 단자들(CP, PE)을 사용한다. 전력 전송은 단자(DC-)를 사용하여 배터리(14)의 음극 단자에 연결하고 단자(DC+)를 사용하여 배터리(14)의 양극 단자에 연결하며, 상기 전압은 예를 들어 400 VDC이다. 도 2에는 AC 전류로 전력을 공급하기 위한 단자들(L1, L2, L3)도 표시되어 있다. 특히, CCS 표준은 배터리(14)가 AC 전압 또는 DC 전압의 형태로 전력을 전달하는 스테이션으로부터 충전되는 것을 허용한다. DC 전압으로 전력을 전달할 때, 단자들(DC-, DC+)만 사용한다.
자동차(10)에 의한 스테이션(12)의 구동 모듈(24)에 대한 전력 공급이 확립된 후, 배터리(14)로부터 스테이션(12)으로의 전력 전송을 직접 개시하는 것이 가능하다. 이를 위해, 단자(DC+)를 통한 배터리(14)와 변환기(18) 사이의 연결은 단자(DC+)를 통과하는 도체와 직렬로 연결된 접촉기(contactor)(S8)를 포함한다. 접촉기(S8)는 예를 들어 자동차(10)에 위치하고 제어 모듈(22)에 의해 구동된다. 상기 개시(또는, 시작)는 제한 없이 수행될 수 있다. 그러나, 변환기(18)의 입력 전압은 최적으로 조정되지 않을 수 있고 단자(DC+)를 통과하는 도체로부터 상당한 전류의 소모(draw)를 야기할 수 있다. 상기 전류 소모는 배터리(14)와 접촉기(S8)를 손상시킬 수 있다. 상기 전류 소모를 제한하기 위해, 제한된 전류에서 사전 충전 단계부터 시작하는 것이 유리한다. 상기 단계는 예를 들어 자동차(10)에서 접촉기(S8)와 직렬로 배열된 전력 저항기(R)에 의해 수행된다. 예를 들어, 400 VDC 배터리의 경우 저항기(R)의 저항은 대략 100 옴 정도일 수 있다. 접촉기(S8)가 닫힐 때, 변환기(18)가 단자들(DC+, DC-) 사이의 단락(short-circuit)과 동일하더라도 전류는 따라서 4 암페어로 제한된다. 그러나 전류를 제한하면 특히 배터리(14)에 의해 전달되는 전압에 가까운 전압까지 입력 전압을 증가시킴으로써 변환기(18)가 작동을 시작할 수 있다. 보다 구체적으로, 배터리(14)와 변환기(18) 사이의 전압차가 주어진 값보다 큰 동안(또는, 큰 한) 사전 충전 단계는 계속된다. 전압차가 주어진 값보다 작거나 이와 동일하게 되면, 전류에 대한 제한을 없앨 수 있다. 이를 위해, 자동차(10)는 저항기(R)와 병렬로 배열되고 단락될 수 있는 다른 접촉기(another contactor)(S9)를 포함한다. 접촉기(S9)는 제어 모듈(22)에 의해 구동된다. 접촉기(S9)를 구동하기 위해, 제어 모듈(22)은 구동 모듈(24)과 교환하여 DC 측에서 배터리(14)의 전압과 변환기(18)의 입력 전압을 비교한다.
도 5는 본 발명의 방법의 동작 흐름도의 예를 도시한다. 블록(40)은 자동차(10)의 전력 공급원(34)에 의해 전력이 공급되는 스테이션(12)의 구동 모듈(24)을 도시한다. 상기 전력 공급이 설정되면, 블록(42)에 표시된 정보 교환이 스테이션(12)의 구동 모듈(24)과 자동차(10)의 제어 모듈(22) 사이에 설정된다. 상기 정보 교환이 설정되면, 자동차(10)과 스테이션(12) 사이의 전력 전송이 블록(44)에 도시된 바와 같이 유리하게는 처음에는(outset) 제한된 형태로, 그 다음에는 블록(46)에 도시된 바와 같이 제한 없이 설정된다. 제한된 형태의 전력 전송 제한의 끝은 테스트(48)에 의존된다. 스테이션(12)의 구동 모듈(24)과 자동차(10)의 제어 모듈(22) 사이의 정보 교환은 블록들(44, 46)에 도시된 전력 전송 동안 설정된 상태로 유지된다.
10: 자동차
12: 스테이션
18: 전력 변환기
20: 케이블
22: 제어 모듈
24: 구동 모듈
34: 저전압 전력 공급원

Claims (6)

  1. 스테이션(12)과 전력을 교환하도록 의도된 전기 자동차(10)에 있어서,
    상기 스테이션(12)의 전력 변환기(18)를 구동하기 위한 구동 모듈(24)과 케이블(20)을 통해 통신하도록 된 제어 모듈(22);
    저전압 전력 공급원(low-voltage power supply)(34);
    상기 스테이션(12)의 상기 구동 모듈(24)에 전력을 공급하기 위해 상기 저전압 전력 공급원(34)을 상기 케이블(20)에 연결하는 연결 수단(connection means)(S3); 및
    상기 스테이션(12)의 전압원(voltage source)(32)에 의해 전력이 공급될 수 있는 상기 스테이션(12)의 상기 구동 모듈(24)을 통과하는 상기 스테이션(12)의 임피던스(Rpb)와 실질적으로 동일한 값을 갖는 임피던스(Rpv)를 포함하고,
    상기 자동차(10)의 상기 임피던스(Rpv)는 상기 제어 모듈(22)과 상기 케이블(20) 사이에 배치되고, 상기 자동차(10)의 상기 임피던스(Rpv)가 단락되도록 하는 스위치(S4)를 포함하는, 전기 자동차.
  2. 전기 자동차(10)와 전력을 교환하도록 된 스테이션에 있어서,
    전력 변환기(18);
    상기 전력 변환기(18)를 구동하기 위한 구동 모듈(24)로서, 상기 자동차(10)의 제어 모듈(22)과 케이블(20)을 통해 통신하도록 된, 구동 모듈(24);
    상기 자동차(10)의 저전압 전력 공급원(34)으로부터 발생하는 전압을 상기 케이블(20)을 통해 수신하여 상기 구동 모듈(24)에 전력을 공급하는 수단(means)(S6); 및
    상기 스테이션(12)의 임피던스(Rpb), 상기 케이블(20), 및 상기 자동차(10)의 스위치(S4)에 의해 단락될 수 있는 상기 자동차(10)의 임피던스(Rpv)를 통해 상기 자동차(10)의 상기 제어 모듈(22)을 위한 신호를 생성할 수 있는 전압원(32)을 포함하는, 스테이션.
  3. 제2 항에 있어서,
    전력 공급 전압(power supply voltage)을 수신하기 위한 상기 수단은 상기 전압원(32)이 분리되도록 하는 스위치(S5)를 포함하는, 스테이션.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 자동차(10)는 제2 항 및 제3 항 중 어느 한 항에 따른 스테이션(12)과 전력을 교환하도록 되고, 상기 자동차와 상기 스테이션(12) 사이에서 전달되는 상기 전력을 제한하기 위한 임시 수단(R, S9)을 더 포함하는, 전기 자동차.
  5. 전력을 교환하도록 의도된 제1 항 및 제3 항 중 어느 한 항에 따른 자동차(10) 및 제2 항에 따른 스테이션(12)을 구현하는 방법에 있어서,
    - 상기 자동차(10)의 저전압 전력 공급원(34)에 의해 상기 스테이션(12)의 상기 구동 모듈(24)에 전력(40)을 공급하는 단계;
    - 상기 자동차(10)로부터 전력을 수신하도록 상기 전력 변환기(18)를 구동하기 위해 상기 케이블(20)을 통해 데이터 교환(42)을 시작하는 단계; 및
    - 상기 자동차(10)에서 상기 스테이션(12)으로 전력(44, 46)을 전달하는 단계를 연결하는 것(concatenating)으로 되는, 방법.
  6. 제3 항에 있어서,
    상기 자동차(10)에서 상기 스테이션으로 전력을 전달하는 단계는 2개의 연속적인 단계를 포함하되,
    상기 2개의 연속적인 단계는,
    - 배터리(14)와 상기 변환기(18) 사이의 전압차가 주어진 값보다 큰 동안 제한된 전류에서 사전 충전(pre-charging)(44)하는 단계; 및
    - 상기 배터리(14)와 상기 변환기(18) 사이의 상기 전압차가 상기 주어진 값보다 작거나 이와 동일한 즉시 전류(46)에 제한 없이 전력을 전달하는 단계를 포함하는, 자동차(10)를 구현하는 방법.
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