WO2013162134A1 - 에너지 저장장치용 충방전 전력변환장치 및 그 제어방법 - Google Patents

에너지 저장장치용 충방전 전력변환장치 및 그 제어방법 Download PDF

Info

Publication number
WO2013162134A1
WO2013162134A1 PCT/KR2012/009047 KR2012009047W WO2013162134A1 WO 2013162134 A1 WO2013162134 A1 WO 2013162134A1 KR 2012009047 W KR2012009047 W KR 2012009047W WO 2013162134 A1 WO2013162134 A1 WO 2013162134A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
converter
current
resonance
charge
link
Prior art date
Application number
PCT/KR2012/009047
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
최중묵
송용희
고형석
이동만
최규하
이영진
한동화
Original Assignee
에스케이씨앤씨 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에스케이씨앤씨 주식회사 filed Critical 에스케이씨앤씨 주식회사
Publication of WO2013162134A1 publication Critical patent/WO2013162134A1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/02—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from ac mains by converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/00712—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
    • H02J7/00714—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters in response to battery charging or discharging current
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/02—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from ac mains by converters
    • H02J7/04—Regulation of charging current or voltage
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2207/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J2207/20—Charging or discharging characterised by the power electronics converter

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

충방전 전력변환장치 및 그 제어 방법이 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 충방전 전력변환장치는, 계통에 연결되어 직류와 교류 상호 간 변환을 수행하는 인버터, 배터리에 연결되어 직류와 직류 상호 간 변환을 수행하는 컨버터 및 인버터와 컨버터 사이에 마련된 DC 링크를 포함하며, 컨버터에 마련된 소자들에 의해 공진이 발생된다. 이에 의해, DC-DC 컨버터에 마련된 소자들에 의해 공진이 발생되어, 추가적인 공진 탱크 없이도 ZVS와 ZCS가 가능하여 스위칭 온/오프 손실을 저감 시킬 수 있게 된다. 또한, DC 링크의 전류 모니터링을 통해, 추가적인 공진 탱크 없이도 충전 전류를 정전류로 제어할 수 있게 되어 배터리를 급속으로 충전할 수 있게 된다.

Description

에너지 저장장치용 충방전 전력변환장치 및 그 제어방법
본 발명은 충방전 전력변환장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 양방향 운전을 통해 배터리 충방전이 모두 가능한 충방전 전력변환장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
직류 전력을 직류 전력으로 변환하는 장치를 DC-DC 컨버터라 한다. 이러한 DC-DC 컨버터는 단방향으로 운전하는 것이 대부분이지만, 특정 목적을 위해 양방향으로 설계되기도 한다.
전력을 양방향으로 빈번하게 운전하는데 있어서는 손실을 저감 시키는 것이 중요하다. 이러한 손실의 원인은 소자가 가지고 있는 기생성분과 컨버터의 스위칭에서 발생하는 손실로 구분되는데, 스위칭 손실은 스위칭 온/오프 손실과 도통 손실로 구분된다.
이 중에서 스위칭 온/오프 손실을 저감시키기 위해, 추가적인 공진 탱크를 사용하여 ZVS(Zero Voltage Switching : 영전압 스위칭)과 ZCS(Zero Current Switching : 영전류 스위칭)가 가능하도록 함이 일반적이다.
한편, 리튬 이온 배터리를 급속으로 충전하기 위해서는 충전 전류를 정전류로 제어하여야 하는데, 정전류 제어를 위해 추가된 공진 탱크의 전류를 모니터링하는 것이 일반적이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 추가적인 공진 탱크 없이도 ZVS와 ZCS가 가능하도록 하여 스위칭 온/오프 손실을 저감시킬 수 있는 충방전 전력변환장치 및 그 제어 방법을 제공함에 있다.
또한, 본 발명은 추가적인 공진 탱크 없이도 충전 전류를 정전류로 제어하여, 배터리를 급속으로 충전할 수 있는 충방전 전력변환장치 및 그 제어 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, 충방전 전력변환치는, 계통에 연결되어, 직류와 교류 상호 간 변환을 수행하는 인버터; 배터리에 연결되어, 직류와 직류 상호 간 변환을 수행하는 컨버터; 및 인버터와 컨버터 사이에 마련된 DC 링크;를 포함하며, 컨버터에 마련된 소자들에 의해 공진이 발생된다.
그리고, 컨버터에서 공진을 발생시키는 소자들은, 공진 발생 이외의 목적으로 사용되는 소자들일 수 있다.
또한, 컨버터에서 발생하는 공진은, 컨버터의 변압기 2차측의 누설 인덕턴스와 전압 더블러를 구성하는 커패시터의 커패시턴스에 의해 발생될 수 있다.
그리고, 컨버터에서 발생하는 공진은, 컨버터에 마련된 스위치들의 스위칭으로 인한 손실을 저감하기 위해 발생될 수 있다.
또한, 스위칭 주파수는, 공진 주파수의 80% 내지 100%인 것이 바람직하다.
그리고, 컨버터는, 스위치들을 포함하는 HBC(Half Bridge Converter); 및 HBC의 출력단에 연결되어 출력전압을 상승시키는 VD(Voltage Doubler)를 포함할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 충방전 전력변환장치는, DC 링크의 전류를 측정하여, 컨버터에서 배터리로 출력되는 전류를 제어하는 제어부;를 더 포함할 수 있다.
그리고, 제어부는, DC 링크의 전류가 정전류로 유지되도록 컨버터를 제어할 수 있다.
또한, 컨버터는, 1차 측이 DC 링크 측에 연결되고 2차 측이 배터리 측에 연결되며, 변압비가 1:1인 변압기;를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른, 배터리 충전 제어 방법은, 배터리 충전을 위해 직류와 직류 상호 간 변환을 수행하며 내부 소자들에 의해 공진이 발생되는 컨버터의 일단에 연결된 DC 링크의 전류를 측정하는 단계; 및 DC 링크의 전류가 정전류로 유지되도록 컨버터를 제어하는 단계;를 포함한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, DC-DC 컨버터에 마련된 소자들에 의해 공진이 발생되어, 추가적인 공진 탱크 없이도 ZVS와 ZCS가 가능하여 스위칭 온/오프 손실을 저감 시킬 수 있게 된다.
또한, DC 링크의 전류 모니터링을 통해, 추가적인 공진 탱크 없이도 충전 전류를 정전류로 제어할 수 있게 되어 배터리를 급속으로 충전할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 충방전 전력변환장치의 회로도,
도 2는, 도 1에 도시된 양방향 DC-DC 컨버터의 상세 회로도,
도 3은 양방향 DC-DC 컨버터 내부의 파형도, 그리고,
도 4는, 도 1에 도시된 충방전 전력변환장치에 대한 충/방전 제어의 설명에 제공되는 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 충방전 전력변환장치의 회로도이다. 도시된 충방전 전력변환장치는 양방향이므로, 계통의 전력을 배터리에 충전할 수 있음은 물론 배터리에 충전된 전력을 계통으로 방전하는 것이 가능하다. 또한, 도시된 충방전 전력변환장치는 공진형이다.
이와 같은 기능을 수행하는 본 실시예에 따른 충방전 전력변환장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 단상 인버터(110), DC 링크(120), 양방향 DC-DC 컨버터(130) 및 배터리(140)를 구비한다.
단상 인버터(110)는 교류-직류 상호 간 변환을 수행하는 수단으로, 양방향 운전이 가능하다. 즉, 단상 인버터(110)는, 1) 배터리 충전시에는 계통으로부터 인가되는 교류 전력을 직류 전력으로 변환하여 DC 링크(120)로 전달하고, 2) 배터리 방전시에는 DC 링크(120)에 충전된 직류 전력을 교류 전력으로 변환하여 계통으로 전달한다. 단상 인버터(110)는 PWM 컨버터(Pulse Width Modulation Converter)로 구현가능하다.
단상 인버터(110)는 DC 링크(120)의 전압이 일정하게 유지시킨다. 이에 의해, 1) 배터리 충전시에는 계통에서 DC 링크(120)로 전력 이동이 발생하며, 2) 배터리 방전시에는 DC 링크(120)에서 계통으로 전력 이동이 발생한다.
이하에서, 양방향 DC-DC 컨버터(130)에 대해 도 2를 참조하여 상세히 설명한다. 도 2는, 도 1에 도시된 양방향 DC-DC 컨버터(130)의 상세 회로도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 양방향 DC-DC 컨버터(130)는, HBC(Half Bridge Converter : 하프 브리지 컨버터)(131,134), HF-TR(High Frequency - TRansformer : 고주파 변압기)(133) 및 VD(Voltage Doubler : 전압 더블러)(132,135)를 구비한다.
HF-TR(133)는 1:1 변압기로 구현할 수 있다. HBC(131,134)의 출력전압은 입력전압의 절반이므로, HBC(131,134)의 출력에 VD(132,135)를 연결하여, HBC(131,134)의 출력전압과 입력전압이 같아지도록 하였으며, 양방향 DC-DC 컨버터(130)의 출력 전압인 Vout은 아래의 수학식 1과 같다.
수학식 1
Figure PCTKR2012009047-appb-M000001
한편, 본 실시예에 따른 충방전 전력변환장치는 양방향 DC-DC 컨버터(130)의 스위치들(특히, SW1과 SW2)의 스위칭으로 인한 손실을 저감하기 위해 공진을 발생시키는 공진형이다. 하지만, 충방전 전력변환장치는 공진을 위한 공진 회로(예를 들면, 공진 탱크)를 별도로 구비하고 있지 않는다. 양방향 DC-DC 컨버터(130)가 공진 회로의 역할까지 수행하기 때문이다.
구체적으로, 양방향 DC-DC 컨버터(130)의 HF-TR(133)의 2차측 누설 인덕턴스와 VD(135)를 구성하는 C3과 C4의 커패시턴스에 의해 공진이 발생하여, 결과적으로 충방전 전력변환장치가 공진형으로 운전된다.
수십 kHz의 운전 주파수에서 높은 효율을 갖기 위해서는, 일반 철심에 비하여 자구의 극성을 빠르게 변화 시킬 수 있는 연자성 코어를 사용하는데 타 분말 코어에 비하여 투자율이 높은 망간주석 페라이트 계열의 자성코어를 HF-TR(133)에 적용하면 비교적 큰 누설 인덕턴스를 갖지만 높은 효율을 얻을 수 있다. 또한, VD(135)를 구성하는 C3과 C4는 공진으로 인해 수십 kHz의 운전 주파수에서 충/방전을 반복하므로 필름 커패시터로 구성함이 바람직하다.
이하에서, 배터리 충전시, 양방향 DC-DC 컨버터(130)에서 발생하는 공진 주파수를 산출하는 과정에 대해 설명한다.
SW1이 t=0에서 켜진 경우, HF-TR(133)의 이차측에는 도 3의 (c)와 같이 구형파 전압이 생성된다. 이 전압은 이차측 누설 인덕턴스 Ls, SW3의 내재 다이오드 그리고 커패시터 C3에 인가된다. 아래의 수학식 2는 HF-TR(133)의 이차 측 전압방정식이다.
수학식 2
Figure PCTKR2012009047-appb-M000002
위 수학식 2를 미분하여 다시 정리하되, SW3의 내재 다이오드에 의한 전압(VDiode_SW3=0.7V)과 Rs(=0.1Ω)의 영향은 미미하므로 생략하면 아래의 수학식 3과 같다.
수학식 3
Figure PCTKR2012009047-appb-M000003
한편, 정현파인 이차측 전류는 아래의 수학식 4와 같이 정의된다.
수학식 4
Figure PCTKR2012009047-appb-M000004
여기서, ωr= 2πfr이 성립하므로, 공진 주파수는 아래의 수학식 5와 같다.
수학식 5
Figure PCTKR2012009047-appb-M000005
HBC들(131,134)를 구성하는 스위치들(SW1,SW2,SW3,SW4)은, 다이오드가 내재된 IGBT(Insulated gate bipolar transistor : 절연 게이트 양극성 트랜지스터)로 구현한다.
배터리 충전시에는, HBC-1(131)를 구성하는 스위치들(SW1,SW2)로 운전하고, HBC-2(134)를 구성하는 스위치들(SW3,SW4)은 오프되어 다이오드로 기능한다. 반면, 배터리 방전시에는, HBC-2(134)를 구성하는 스위치들(SW3,SW4)로 운전하고, HBC-1(131)를 구성하는 스위치들(SW1,SW2)은 오프되어 다이오드로 기능한다.
배터리 충전 시에, HBC-1(131)을 구성하는 스위치들(SW1,SW2)의 스위칭 주파수(fsw)는 공진 주파수(fr) 이하로 구현한다. 도 3에는 스위칭 주파수(fsw)가 공진 주파수(fr) 보다 낮은 경우, (a) 스위치-1(SW1)과 스위치-2(SW2)의 게이트 신호, (b) HF-TR(133)의 1차측 전압(vTpri)과 전류(iTpri), (c) HF-TR(133)의 2차측 전압(vTsec)과 전류(iTsec), (d) 스위치-1(SW1)의 전압(vSW1)과 전류(iSW1) 및 (e) 스위치-3(SW3)의 전압(vSW3)과 전류(iSW3)의 파형을 나타내었다.
도 3의 (d)에 도시된 바에 따르면, 스위치-1(SW1)의 전압(vSW1)이 0인 상태에서 전류(iSW1)가 사인 곡선에 따라 상승하므로 영전압 스위칭이 가능하고, 사인 곡선에 따라 하강하므로 영전류 스위칭이 가능함을 확인할 수 있다. 영전압 스위칭과 영전류 스위칭에서 전력은 0이므로 천이손실이 발생하지 않는다.
이와 같은, 영전압 스위칭과 영전류 스위칭은, HBC-1(131)을 구성하는 스위치들(SW1,SW2)의 스위칭 주파수(fsw)가 공진 주파수(fr)의 80% 내지 100%인 경우에 가능하다.
도 4는, 도 1에 도시된 충방전 전력변환장치에 대한 충/방전 제어의 설명에 제공되는 도면이다. 도 4에는 충방전 전력변환장치 외에 도 1에 도시되지 않았던 제어부(150)가 더 도시되어 있는데, 이 제어부(150)가 충방전 전력변환장치의 충/방전 제어를 담당한다.
구체적으로, 제어부(150)는 계통 전압과 전류를 측정하여 역률을 계산하고, 역률이 0.95 이상으로 유지되도록 제어한다.
또한, 제어부(150)는 DC 링크(120)의 전압(커패시터 전압)을 측정하고 측정결과에 따라 단상 인버터(110)를 제어한다. 구체적으로, DC 링크(120)의 전압이 기준 미만인 경우, 제어부(150)는 계통의 교류 전력을 직류 전력으로 변환하여 DC 링크(120)로 전달하도록 단상 인버터(110)를 제어한다. 반면, DC 링크(120)의 전압이 기준 초과인 경우, 제어부(150)는 DC 링크(120)에 충전된 직류 전력을 교류 전력으로 변환하여 계통으로 전달하도록 단상 인버터(110)를 제어한다.
충전 모드에서, 제어부(150)는 DC 링크(120)의 전류(인덕터 전류)를 측정하고 측정된 전류가 일정하게 유지되도록 양방향 DC-DC 컨버터(130)의 HBC-1(131)을 제어한다.
이는, 배터리(140)의 충전 전류를 정전류로 유지시켜 배터리(140)를 빠르게 충전하기 위함인데, 양방향 DC-DC 컨버터(130)의 출력 측에 인덕터가 존재하지 않으므로, 전류 측정을 입력 측에서 대신하는 것이다. HF-TR(133)의 변압비가 1:1 이므로, 배터리(140)의 충전 전류와 DC 링크(120)의 전류를 동등하게 취급가능하다. 이후, 정전압으로 출력하여 만충시키게 된다.
제어부(150)의 제어에 의해 충전 모드에서는, 1) DC 링크(120)의 전압을 일정하게 유지시키기 위해 단상 인버터(110)가 계통의 교류 전력을 직류 전력으로 변환하여 DC 링크(120)로 전달하고, 2) 양방향 DC-DC 컨버터(130)의 HBC-1(131)이 운전되고 HBC-4(134)가 오프되어 다이오드로 동작하여 DC 링크(120)에 충전된 전력이 배터리(140)로 전달되는데, 3) 배터리(140)의 충전 전류를 정전류로 유지시키기 위해 DC 링크(120)의 전류가 일정하게 유지된다.
그리고, 제어부(150)의 제어에 의해 방전 모드에서는, 1) 양방향 DC-DC 컨버터(130)의 HBC-4(134)가 운전되고 HBC-1(131)이 오프되어 다이오드로 동작하여 배터리(140)에 충전된 전력이 DC 링크(120)로 전달되고, 2) DC 링크(120)의 전압을 일정하게 유지시키기 위해 단상 인버터(110)가 DC 링크(120)에 충전되는 직류 전력을 교류 전력으로 변환하여 계통으로 전달하게 된다.
방전 모드에서의 전류 제어는 양방향 DC-DC 컨버터(130)의 출력측이 된 DC 링크(120)의 전류를 이용하여 가능한데, 계통으로의 방전은 급속을 요하지 않으므로, 정전류 제어는 생략해도 무방하다. 또한, 방전 모드는 충전 모드 보다 전류가 낮아 손실이 적으므로 1차측에서의 공진 역시 반드시 발생시키지 않아도 무방하다.
지금까지, 양방향 DC-DC 컨버터(130)의 HF-TR(133)의 2차측 누설 인덕턴스와 VD(135)를 구성하는 C3과 C4의 커패시턴스에 의해 공진을 발생시켜, 공진형으로 운전되는 충방전 전력변환장치에 대해 바람직한 실시예를 들어 상세히 설명하였다.
양방향 DC-DC 컨버터(130)의 HF-TR(133)과 VD(135)은 공진 회로 구성이 아닌 다른 목적을 위해 사용되는 소자들로, 위 실시예에서는 이들로 공진을 발생시켰으나 이는 예시적인 것에 불과하다. 즉, 위 소자들 외에 양방향 DC-DC 컨버터(130)에 마련된 다른 소자들에 의해 공진이 발생되도록 구현하는 것이 가능하다.
한편, 본 실시예에 따른 장치와 방법의 기능을 수행하게 하는 컴퓨터 프로그램을 수록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에도 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있음은 물론이다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 기술적 사상은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드 형태로 구현될 수도 있다. 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터에 의해 읽을 수 있고 데이터를 저장할 수 있는 어떤 데이터 저장 장치이더라도 가능하다. 예를 들어, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광디스크, 하드 디스크 드라이브, 등이 될 수 있음은 물론이다. 또한, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 저장된 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드 또는 프로그램은 컴퓨터간에 연결된 네트워크를 통해 전송될 수도 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

Claims (10)

  1. 계통에 연결되어, 직류와 교류 상호 간 변환을 수행하는 인버터;
    배터리에 연결되어, 직류와 직류 상호 간 변환을 수행하는 컨버터; 및
    인버터와 컨버터 사이에 마련된 DC 링크;를 포함하며,
    컨버터에 마련된 소자들에 의해 공진이 발생되는 것을 특징으로 하는 충방전 전력변환장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    컨버터에서 공진을 발생시키는 소자들은,
    공진 발생 이외의 목적으로 사용되는 소자들인 것을 특징으로 하는 충방전 전력변환장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    컨버터에서 발생하는 공진은,
    컨버터의 변압기 2차측의 누설 인덕턴스와 전압 더블러를 구성하는 커패시터의 커패시턴스에 의해 발생되는 것을 특징으로 하는 충방전 전력변환장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    컨버터에서 발생하는 공진은,
    컨버터에 마련된 스위치들의 스위칭으로 인한 손실을 저감하기 위해 발생되는 것을 특징으로 하는 충방전 전력변환장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    스위칭 주파수는,
    공진 주파수의 80% 내지 100%인 것을 특징으로 하는 충방전 전력변환장치.
  6. 제 4항에 있어서,
    컨버터는,
    스위치들을 포함하는 HBC(Half Bridge Converter); 및
    HBC의 출력단에 연결되어 출력전압을 상승시키는 VD(Voltage Doubler)를 포함하는 것을 특징으로 하는 충방전 전력변환장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    DC 링크의 전류를 측정하여, 컨버터에서 배터리로 출력되는 전류를 제어하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 충방전 전력변환장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    제어부는,
    DC 링크의 전류가 정전류로 유지되도록 컨버터를 제어하는 것을 특징으로 하는 충방전 전력변환장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    컨버터는,
    1차 측이 DC 링크 측에 연결되고 2차 측이 배터리 측에 연결되며, 변압비가 1:1인 변압기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 충방전 전력변환장치.
  10. 배터리 충전을 위해 직류와 직류 상호 간 변환을 수행하며 내부 소자들에 의해 공진이 발생되는 컨버터의 일단에 연결된 DC 링크의 전류를 측정하는 단계; 및
    DC 링크의 전류가 정전류로 유지되도록 컨버터를 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 충방전 전력변환 제어 방법.
PCT/KR2012/009047 2012-04-27 2012-10-31 에너지 저장장치용 충방전 전력변환장치 및 그 제어방법 WO2013162134A1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2012-0044492 2012-04-27
KR1020120044492A KR101312177B1 (ko) 2012-04-27 2012-04-27 에너지 저장장치용 충방전 전력변환장치 및 그 제어방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013162134A1 true WO2013162134A1 (ko) 2013-10-31

Family

ID=49456843

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2012/009047 WO2013162134A1 (ko) 2012-04-27 2012-10-31 에너지 저장장치용 충방전 전력변환장치 및 그 제어방법

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR101312177B1 (ko)
WO (1) WO2013162134A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3014262A1 (fr) * 2013-12-03 2015-06-05 Renault Sa Procede et systeme de commande d'un chargeur bidirectionnel pour vehicule automobile.

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112003480B (zh) * 2020-09-01 2022-11-08 亚瑞源科技（深圳）有限公司 一种具有过载控制的转换装置及其过载控制方法
KR102633710B1 (ko) * 2020-10-06 2024-02-05 명지대학교 산학협력단 고효율 충전기 및 이를 구동하는 방법
KR102461119B1 (ko) * 2022-02-18 2022-11-01 주식회사 이노벡스 배터리 충방전 시스템용 절연형 양방향 인버터

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7672149B2 (en) * 2007-02-08 2010-03-02 Sma Solar Technology Ag Device for feeding electrical energy from an energy source
KR20110059535A (ko) * 2009-11-27 2011-06-02 오리진 일렉트릭 캄파니 리미티드 직렬 공진형 컨버터 회로
KR101066093B1 (ko) * 2009-09-16 2011-09-20 전남대학교산학협력단 양방향 전력수수가 가능한 무정전 전원장치
KR101083389B1 (ko) * 2010-06-15 2011-11-14 건국대학교 산학협력단 공진형 컨버터를 이용한 연료전지용 전력변환장치 및 그 제어방법

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4811102B2 (ja) 2006-04-26 2011-11-09 日産自動車株式会社 電力変換装置の制御装置および制御方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7672149B2 (en) * 2007-02-08 2010-03-02 Sma Solar Technology Ag Device for feeding electrical energy from an energy source
KR101066093B1 (ko) * 2009-09-16 2011-09-20 전남대학교산학협력단 양방향 전력수수가 가능한 무정전 전원장치
KR20110059535A (ko) * 2009-11-27 2011-06-02 오리진 일렉트릭 캄파니 리미티드 직렬 공진형 컨버터 회로
KR101083389B1 (ko) * 2010-06-15 2011-11-14 건국대학교 산학협력단 공진형 컨버터를 이용한 연료전지용 전력변환장치 및 그 제어방법

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SANY-HYEOK LEE ET AL.: "A Low-Cost ZCS Switched DC/DC Converter Employing Bidirectional Energy Flows", JOURNAL OF CONFERENCE ON POWER ELECTRONICS, KIPE, July 2009 (2009-07-01), pages 402 - 404 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3014262A1 (fr) * 2013-12-03 2015-06-05 Renault Sa Procede et systeme de commande d'un chargeur bidirectionnel pour vehicule automobile.

Also Published As

Publication number Publication date
KR101312177B1 (ko) 2013-09-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20210061125A1 (en) Electric vehicle power-hub and operating modes thereof
WO2013162134A1 (ko) 에너지 저장장치용 충방전 전력변환장치 및 그 제어방법
RU181029U1 (ru) Электронный имитатор аккумуляторной батареи для испытаний систем электроснабжения
WO2013100559A1 (ko) 전기자동차 충전장치
EP4236017A1 (en) Battery electrical energy balancing circuit and method and energy storage system
WO2018147544A1 (ko) 전력 변환 장치 및 이를 포함하는 배터리의 충전 시스템
CN217545885U (zh) 一种应用于宽电压范围的双向cllc变换器装置
CN105978386A (zh) 直流交流电力转换装置及光伏发电系统
CN103701309A (zh) 变频设备用交直流供电系统及变频空调器
CN109342910B (zh) 一种全电型局部放电检测装置及检测方法
US20230092047A1 (en) Energy Storage System, Uninterruptible Power System, and Battery Equalization Method
WO2021049720A1 (ko) 다중 구조 변압기를 위한 전압 밸런싱 회로를 가지는 공진형 컨버터
CN204103532U (zh) 一种双向充电器
CN107786095A (zh) 电压转换装置
CN106230264A (zh) 一种高效单向llc 谐振dc‑dc 变换电路拓扑结构
CN109888904A (zh) 一种车载超级电容的异步补偿均压装置和控制方法
CN107834581A (zh) 一种多绕组谐振独立电流控制的电池储能系统
CN103647448A (zh) 集成降压-反激式高功率因数恒流电路及装置
CN208571618U (zh) 一种多绕组谐振独立电流控制的电池储能系统
CN208401607U (zh) 基于SiC三相双变换器的电动汽车充电与驱动集成系统
Asa et al. A novel bi-directional ac/dc-dc/ac wireless power transfer system for grid support applications
CN104935174B (zh) 一种含有可调电感网络的全桥dc/dc变换器
CN201656537U (zh) 蓄电池充电器
WO2018084398A1 (ko) 순차 별 스위칭 제어를 통해 과부하의 방지가 가능한 정류기
WO2012074311A2 (ko) 전류 밸런서를 이용한 인버터 병렬운전 풍력발전 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12875580

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 12875580

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1