KR102396138B1 - Dc energy transfer apparatus, applications, components, and methods - Google Patents
Dc energy transfer apparatus, applications, components, and methods Download PDFInfo
- Publication number
- KR102396138B1 KR102396138B1 KR1020177004424A KR20177004424A KR102396138B1 KR 102396138 B1 KR102396138 B1 KR 102396138B1 KR 1020177004424 A KR1020177004424 A KR 1020177004424A KR 20177004424 A KR20177004424 A KR 20177004424A KR 102396138 B1 KR102396138 B1 KR 102396138B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- terminal
- energy
- des
- energy transfer
- energy delivery
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
- B60L50/10—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines
- B60L50/11—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines using DC generators and DC motors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
- B60L53/50—Charging stations characterised by energy-storage or power-generation means
- B60L53/55—Capacitors
-
- 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
- H02J1/00—Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
- H02J1/08—Three-wire systems; Systems having more than three wires
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
- B60Y2200/00—Type of vehicle
- B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
- B60Y2200/91—Electric vehicles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
- B60Y2200/00—Type of vehicle
- B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
- B60Y2200/92—Hybrid vehicles
-
- 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
- H02J1/00—Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
- H02J1/08—Three-wire systems; Systems having more than three wires
- H02J1/082—Plural DC voltage, e.g. DC supply voltage with at least two different DC voltage levels
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/62—Hybrid vehicles
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
- Y02T90/12—Electric charging stations
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Hybrid Electric Vehicles (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
Abstract
본 고안은 직류(DC) 에너지 전달 회로, 에너지 전달 컨트롤러, DC 에너지 전달 네트워크, 이러한 회로에 사용하는 부품, 본 고안에 따라 동작하는 방법 및 DC 에너지 전달 장치를 포함 및/또는 사용하여 이득을 얻는 응용 장치를 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 상기 응용 장치는 하이브리드 전기 차량, 전기 차량 및/또는 태양열 발전 장치, 특히 하이브리드 전기/내연기관 자동차를 포함하나, 이에 제한되지 않는다.The present invention relates to direct current (DC) energy transfer circuits, energy transfer controllers, DC energy transfer networks, components for use in such circuits, methods operating in accordance with the present invention, and applications that benefit from using and/or using DC energy transfer devices. devices, including but not limited to. Such applications include, but are not limited to, hybrid electric vehicles, electric vehicles and/or solar power generation devices, in particular hybrid electric/internal combustion engine vehicles.
Description
본 고안은 직류(DC) 에너지 전달 장치, 에너지 전달 컨트롤러, DC 에너지 전달 네트워크, 이러한 회로에 사용되는 부품, DC 에너지 전달 장치 및/또는 네트워크를 포함하거나 사용하는 것이 유용한 장치, 이 고안에 따른 상기 장치 등을 동작하는 방법에 관한 것이다. 부품은, 적어도 하나의 용량성 장치, 스위치 장치 및/또는 유도성 장치를 포함하나, 이에 제한되지 않고, 각각은 고안의 내용 및 고안을 실시하기 위한 구체적인 내용에 규정 및 개시되어 있다. 애플리케이션 장치는, 하이브리드 전기 자동차, 전기 자동차 및/또는 태양열 발전 장치를 포함하나, 이에 제한되지 ?榜쨈?. 차량은 자동차, 트럭, 버스, 트롤리, 기차, 비행기, 배, 잠수함, 인공위성 및/또는 우주선을 포함할 수 있다. 바람직한 차량은 자동차, 트럭 또는 버스이다. 차량은 유인 또는 무인 차량일 수 있다. 태양열 발전 장치는, 이 장치들이 온-그리드(on-gird) 또는 오프-그리드(off-grid)인지에 따라, 태양열 어레이 및/또는 태양열 스토리지로부터의 에너지 전달 장치를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The present invention relates to a device comprising or useful for using a direct current (DC) energy transfer device, an energy transfer controller, a DC energy transfer network, components used in such a circuit, a DC energy transfer device and/or a network, the device according to the present invention It's about how the back works. A component includes, but is not limited to, at least one capacitive device, a switch device, and/or an inductive device, each of which is defined and disclosed in the content of the invention and the specific content for carrying out the invention. Application devices include, but are not limited to, hybrid electric vehicles, electric vehicles, and/or solar power generation devices. Vehicles may include automobiles, trucks, buses, trolleys, trains, airplanes, ships, submarines, satellites and/or spacecraft. Preferred vehicles are automobiles, trucks or buses. The vehicle may be a manned or unmanned vehicle. Solar power generation devices may include, but are not limited to, solar arrays and/or energy transfer devices from solar storage, depending on whether the devices are on-grid or off-grid. does not
하나의 전압에서 다른 전압으로 DC 에너지를 전환하는 것은 20세기 초반부터 많은 전기 및 전자 시스템에서 표준 기능이었다.Conversion of DC energy from one voltage to another has been a standard feature in many electrical and electronic systems since the early 20th century.
여기서 사용되는 DES(dynamical electro-state)는 회로에서 제2노드에 대한 적어도 하나의 노드의 하나 이상의 전압, 전류 또는 인덕턴스를 의미한다. 전압 및/또는 전류는 노드와 제2노드 사이의 측정값에 의해 결정되며, 시간에 따라 변한다. 인덕턴스는 인덕터와 관련하여 논의된다. 전류는 노드에서 제2노드로 흐르는 전하의 시간에 따른 변화율에 상당하는 것이다. 이 문서에서 표준단위로, 전압은 볼트(V), 전류는 암페어(Amp), 전하는 쿨롬(C)이 사용된다. 전압은 여기서 전압차를 의미한다.As used herein, dynamical electro-state (DES) means one or more voltages, currents, or inductances of at least one node with respect to a second node in a circuit. The voltage and/or current is determined by a measurement between the node and the second node and varies with time. Inductance is discussed in relation to inductors. The current corresponds to the rate of change with time of the charge flowing from the node to the second node. In this document, standard units are volts (V) for voltage, amperes (Amp) for current, and coulomb (C) for charge. Voltage means voltage difference here.
회로는 대부분 단자를 포함하는 장치, 복수의 노드, 일부 단자 및/또는 일부 노드 사이의 전기적 접속을 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 회로는, 회로에 포함되는 장치 및 전기적 접속과 함께, 복수의 DES를 형성한다. 각 DES는 단독 제2노드에 대해 복수의 노드에 걸쳐 공유되는 전기적 상태를 갖는다. 다른 상황에서는, 하나 이상의 DES가 제2노드에 대해 일 노드에서 타 노드로 측정가능하게 변하는 전기적 상태를 가질 수 있다.Circuits include, but are not limited to, devices including mostly terminals, a plurality of nodes, some terminals, and/or electrical connections between some nodes. The circuit, together with the devices and electrical connections included in the circuit, form a plurality of DESs. Each DES has an electrical state shared across multiple nodes for a single second node. In other situations, one or more DESs may have an electrical state that measurably changes from one node to another with respect to the second node.
회로에 설치된 일부 표준 장치는, 커패시터, 저항, 인덕터, 다이오드 및/또는 스위치를 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 이 표준 장치들을 종래 기술 관점에서 이하 간략히 설명한다.Some standard devices installed in circuits include, but are not limited to, capacitors, resistors, inductors, diodes and/or switches. These standard devices are briefly described below in terms of prior art.
커패시터는 일반적으로, 주요 전기적 특성이 두 단자를 가로지르는 커패시턴스인 두 단자 장치이다. 커패시턴스는 주로 전하를 축적하는 능력으로, 이에 따라 전기적 에너지가 장치에 저장된다. 커패시터는 주로 유전체로 분리된 두 개의 평행한 도전성 플레이트로 모델링 및/또는 만들어진다. 커패시턴스는 보통 도전성 플레이트의 표면적에 정비례하고 플레이트 사이의 분리 거리에 반비례하도록 모델링된다. 또한 커패시턴스는 플레이트의 기하학적 구조 및 유전체의 유전율의 함수에 상당한다. 여기서 사용되는 커패시턴스의 단위는 패럿(Farad)이다. 1 쿨롬(C)으로 충전된 1 패럿(F) 커패시터는, 그 플레이트 사이에 1V의 전위차를 갖는 것으로 규정된다. 커패시턴스의 통상적인 모델은 C = er eo A / d이며, 여기서 C는 패럿 단위의 커패시턴스이고, A는 평행한 플레이트들이 중첩되는 영역이고, er은 유전체의 유전율, eo는 유전상수(대략 8.854 * 10-12 F/meter), d는 플레이트들이 분리된 거리를 미터로 나타낸 것이다. 에너지는 줄(J)로 측정되고, 커페시터에 저장될 때, 통상 커패시터를 그 전류 상태로 충전하는 것을 완료한 것으로 규정된다. 커패시터에 저장된 에너지는 주로 CV2/2로 추정되고 J로 보고된다.Capacitors are generally two-terminal devices whose primary electrical characteristic is the capacitance across the two terminals. Capacitance is primarily the ability to accumulate electrical charge, whereby electrical energy is stored in the device. Capacitors are often modeled and/or made of two parallel conductive plates separated by a dielectric. Capacitance is usually modeled to be directly proportional to the surface area of the conductive plates and inversely proportional to the separation distance between the plates. Also, the capacitance is a function of the plate geometry and the permittivity of the dielectric. The unit of capacitance used here is the Farad. A 1 Farad (F) capacitor charged with 1 Coulomb (C) is defined to have a potential difference of 1 V between its plates. A typical model of capacitance is C = e r e o A / d, where C is the capacitance in farads, A is the area where parallel plates overlap, e r is the permittivity of the dielectric, and e o is the dielectric constant ( 8.854 * 10 -12 F/meter), where d is the distance in meters at which the plates are separated. Energy is measured in joules (J) and, when stored in a capacitor, is usually defined as completing charging a capacitor to its current state. The energy stored in the capacitor is usually estimated as CV 2 /2 and reported as J.
인덕터는 일반적으로 주요 전자기 특성이 단자 사이를 가로지르는 인덕턴스인 두 단자 장치이다. 일반적으로, 인덕터는 주로 와이어로 언급되는 도전성 재료의 코일을 포함한다. 와이어는 인덕터의 두 단자를 접속한다. 단자 사이의 와이어는 주로 축을 중심으로 감긴다. 일부 상황에서, 와인딩(winding)은 그 축에 대해 필수적으로 대칭이다. 코일의 내부에는 금속 코어가 포함될 수도 있고 포함되지 않을 수도 있다. 인덕턴스는 주로, 와이어 자체에서(자체 인덕턴스) 및 임의의 근처 와이어에서(상호 인덕턴스), 그를 통해 흐르는 전류의 변화가 전압을 유도하는(전자기력) 와이어의 전자기적 특성으로 규정된다. 인덕턴스는 주로 그 단자에 걸쳐 인가되는 주어진 주파수의 시간에 따라 변하는 전압(주로 사인곡선)에 대한 코일의 응답으로 측정된다. 본 고안에서 인덕턴스의 단위는 국제단위(SI)계인 헨리(H)이다. 기본 SI계로 바꾸면, 1H는 kg m2 s-2 A-2에 상응한다. 인덕터에 대해 특정 주파수에서 사인곡선 테스트 패턴에 헨리(H)로 나타내는 것(주로 1 Kilo Herz)은 일반적이다.An inductor is usually a two-terminal device whose main electromagnetic characteristic is the inductance across the terminals. Generally, an inductor comprises a coil of conductive material, often referred to as a wire. A wire connects the two terminals of the inductor. The wire between the terminals is mainly wound around an axis. In some circumstances, the windings are essentially symmetrical about their axis. The inside of the coil may or may not include a metal core. Inductance is primarily defined as the electromagnetic property of a wire in which a change in current flowing through it induces a voltage (electromagnetic force), both in the wire itself (self inductance) and in any nearby wire (mutual inductance). Inductance is primarily measured as the response of a coil to a time-varying voltage (usually sinusoidal) of a given frequency applied across its terminals. The unit of inductance in the present invention is Henry (H), which is an international unit (SI) system. Converted to the basic SI system, 1H corresponds to kg m 2 s -2 A -2 . For inductors, it is common to have a sinusoidal test pattern at a specific frequency expressed in Henry (H) (usually 1 Kilo Herz).
저항은 일반적으로 주요 전기적 특성이 그 단자 사이를 가로지르는 저항(resistance)인 두 단자 장치이다. 저항은 SI계에서 옴(ohm)의 단위로 측정된다. 여기서, 옴은 1V의 일정한 전압차가 그 노드들에 인가될 때 1A의 전류를 생성하는 두 노드 사이의 저항으로 규정된다.A resistor is usually a two-terminal device whose primary electrical characteristic is the resistance across its terminals. Resistance is measured in units of ohms in the SI system. Here, Ohm is defined as the resistance between two nodes which produces a current of 1A when a constant voltage difference of 1V is applied to those nodes.
다이오드는 일반적으로 주요 전기적 특성이 제1단자에서 제2단자로의 전류 흐름을 차단하는 한편 통과 저항을 갖고 제2단자에서 제1단자로 전류 흐름을 허용하는 것인 두 단자 장치이다.Diodes are generally two-terminal devices whose primary electrical characteristic is to block current flow from a first terminal to a second terminal while having a through resistance and allowing current flow from the second terminal to the first terminal.
스위치는, 기계적 스위치, 고체(solid state) 스위치 및/또는 고체 스위치와 기계적 스위치의 통합형태 중 하나 이상을 의미한다. 여기서 스위치는 제1 및 제2단자와 제어 단자를 포함한다. 제어 단자가 닫힌 상태이면, 제1 및 제2단자는 접속되거나 닫힌다. 제어 단자가 열린 상태이면, 제1 및 제2단자는 개방되거나 접속되지 않는다.The switch means at least one of a mechanical switch, a solid state switch, and/or an integrated form of a solid state switch and a mechanical switch. Here, the switch includes first and second terminals and a control terminal. When the control terminal is in a closed state, the first and second terminals are connected or closed. When the control terminal is open, the first and second terminals are open or not connected.
시스템은 하나 이상의 회로 및/또는 하나 이상의 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 자동차는 자동차의 추진을 돕도록 동작되는 변속기 회로 및 자동차의 차 안의 기후 조절을 돕도록 동작되는 냉난방 장치를 포함하는 시스템에 상당한다.A system may include one or more circuits and/or one or more devices. For example, a motor vehicle is equivalent to a system comprising a transmission circuit operable to assist in propulsion of the motor vehicle and an air conditioning unit operable to assist climate control in the vehicle's interior.
여기서 직류(DC) DES는 전류가 노드와 제2노드 사이에 일방향으로만 흐르는 DES를 의미한다. 교류(AC) DES는 전류가 노드에서 제2노드로, 제2노드에서 제1노드로 흐르는 DES를 의미한다.Here, the direct current (DC) DES refers to a DES in which a current flows only in one direction between the node and the second node. Alternating current (AC) DES refers to DES in which current flows from a node to a second node and from a second node to a first node.
여기서 사용되는 바와 같이, 에너지 전달 장치는, 입력 DC 단자, 출력 DC 단자 및 공통 단자를 포함하고, 입력 DC 단자로부터의 DC DES를 수신하고 적어도 하나의 출력 DC DES를 생성하도록 구성된 회로를 의미한다. 입력 DC DES는 제1노드로서 입력 DC 단자를 갖는다. 출력 DC DES는 제1노드로서 출력 DC 단자를 갖는다. 입력 및 출력 DC DES는 제2노드로 공통 단자를 공유한다.As used herein, energy delivery device means a circuit comprising an input DC terminal, an output DC terminal and a common terminal, configured to receive a DC DES from the input DC terminal and generate at least one output DC DES. The input DC DES has an input DC terminal as a first node. The output DC DES has an output DC terminal as a first node. The input and output DC DES share a common terminal as the second node.
종래에는 에너지 전달 장치를 DC-DC 컨버터로 구현하는 것을 오랫동안 선호하였다. 이 DC-DC 컨버터는 DC 입력 DES를 변압기의 1차 코일을 구동하는 AC 내부 전력 DES로 변환하기 위해 AC 타이밍 DES에 응답하는 인버터를 사용한다. 변압기의 2차 코일은 적어도 하나의 2차 AC DES를 생성한다. 이어서, 2차 AC DES는 DC-DC 컨버터의 출력 DC DES를 생성하기 위해 필터링되고 정류된다. 일부 또는 모든 AC DES는, 특히 2차 AC DES는 종종 한 쌍의 와이어로 구현된다.In the prior art, it has long been preferred to implement an energy transfer device as a DC-DC converter. This DC-DC converter uses an inverter that responds to an AC timing DES to convert the DC input DES to an AC internal power DES that drives the primary coil of the transformer. The secondary coil of the transformer produces at least one secondary AC DES. The secondary AC DES is then filtered and rectified to produce an output DC DES of the DC-DC converter. Some or all AC DES, especially secondary AC DES, are often implemented with a pair of wires.
본 고안은 직류(DC) 에너지 전달 회로, 에너지 전달 컨트롤러, DC 에너지 전달 네트워크, 이러한 회로에 사용되는 부품, 에너지 전달 장치를 포함하거나 사용하는 것이 유용한 장치, 이 고안에 따른 상기 장치, 부품 및/또는 장치를 동작하는 방법에 관한 것이다. 여기서, 본 발명의 회로에 사용되는 부품은 다른 애플리케이션에도 사용될 수 있다.The present invention relates to direct current (DC) energy transfer circuits, energy transfer controllers, DC energy transfer networks, components used in such circuits, devices comprising or useful for using energy transfer devices, said devices, components and/or according to the present invention How to operate the device. Here, the components used in the circuit of the present invention can also be used for other applications.
여기서, DC 에너지 전달 장치는 입력 DC 단자, 출력 DC 단자 및 공통 단자를 포함할 수 있고, 이 단자들을 통해, DES 모두에 제2노드로 작용하는 공통 단자와 함께, 입력 DC 단자로부터 입력 DC DES를 수신하고 출력 DC 단자를 통해 적어도 하나의 출력 DC DES를 생성한다. DC 에너지 전달 장치는, 여기서 내부 DC DES로 불리는, DC DES를 필수적으로 포함하는 출력 DC DES의 생성에 기여하는 적어도 하나의 내부 DES를 포함한다. 용어 "내부 DES"는 입력 DC 단자와 출력 DC 단자 사이에서 대부분 및 가능한 모든 에너지를 전달하는데 사용되는 입력 단자나 출력 단자가 아닌, DC 에너지 전달 장치 내의 적어도 하나의 노드를 의미한다.Here, the DC energy delivery device may include an input DC terminal, an output DC terminal and a common terminal, through which the input DC DES is connected from the input DC terminal, with a common terminal acting as a second node for all of the DES. and generates at least one output DC DES via the output DC terminal. The DC energy delivery device comprises at least one internal DES that contributes to the generation of an output DC DES essentially comprising a DC DES, referred to herein as an internal DC DES. The term "internal DES" means at least one node in a DC energy transfer device that is not an input terminal or an output terminal used to transfer most and all possible energy between an input DC terminal and an output DC terminal.
본 고안은 DC 에너지 전달 장치의 3개의 기본 구현예에 대해 먼저 논의한다. 제1구현예는, 본 고안의 일 실시형태의 기본 동작 및 성능을 보여준다. 제2 및 제3구현예는 다양한 응용에서 사용될 수 있는, 예를 들어, 하이브리드 전기/내연기관(ICE) 자동차에서 사용될 수 있다. DC 에너지 전달 장치의 제2구현예의 바람직한 실시형태는 갤런 당 적어도 100마일 또는 미터 단위로 가솔린과 같은 연료의 리터 당 적어도 43킬로미터의 연료 사용량을 유지하는 하이브리드 전기/ICE 자동차를 지원한다. DC 에너지 전달 장치의 제3구현예의 바람직한 실시형태는 갤런 당 적어도 200마일 또는 리터 당 적어도 86킬로미터의 연료 사용량을 유지하는 하이브리드 전기/ICE 자동차를 지원한다. DC 에너지 전달 장치의 제2 및 제3구현예는, 바람직하게 하이브리드 전기/ICE 자동차와 같은 장치 내에 사용되는 DC 에너지 전달 네트워크에 포함될 수 있다.The present invention first discusses three basic implementations of a DC energy delivery device. The first embodiment shows the basic operation and performance of an embodiment of the present invention. The second and third embodiments may be used in a variety of applications, for example, in hybrid electric/internal combustion engine (ICE) vehicles. Preferred embodiments of the second embodiment of the DC energy delivery device support hybrid electric/ICE vehicles that maintain fuel usage of at least 100 miles per gallon or at least 43 kilometers per liter of fuel such as gasoline in meters. A preferred embodiment of the third embodiment of the DC energy delivery device supports a hybrid electric/ICE vehicle that maintains a fuel usage of at least 200 miles per gallon or at least 86 kilometers per liter. The second and third embodiments of the DC energy delivery device may be included in a DC energy delivery network preferably used in devices such as hybrid electric/ICE vehicles.
DC 에너지 전달 장치로 되돌아가서, 일부 구현예에서, DC 에너지 전달 장치의 내부 DES 각각은 대부분 DC DES에 상당할 수 있다. 여기서, 대부분 DC DES는 그 전압과 전류가 시간에 따라 변하나, 임의의 단시간 윈도우에서 전력 스펙트럼이 DC로 집중되거나 거의 0 주파수 요소인 것을 의미한다. 여기서, 단시간 윈도우는 64분, 32분, 16분, 8분, 4분, 2분, 1분, 30초, 15초, 8초, 4초, 2초, 1초, 0.5초, 0.25초, 125밀리초(ms), 63ms, 32ms 또는 16ms 중 적어도 하나의 기간을 가질 수 있다.Returning to the DC energy delivery device, in some implementations, each of the internal DES of the DC energy delivery device may largely correspond to a DC DES. Here, most DC DES means that the voltage and current change with time, but the power spectrum is concentrated to DC in any short time window or has a near zero frequency component. Here, the short time window is 64 minutes, 32 minutes, 16 minutes, 8 minutes, 4 minutes, 2 minutes, 1 minute, 30 seconds, 15 seconds, 8 seconds, 4 seconds, 2 seconds, 1 second, 0.5 seconds, 0.25 seconds, It may have a period of at least one of 125 milliseconds (ms), 63 ms, 32 ms, or 16 ms.
일부 구현예에서, 장치는 DC 에너지 전달 장치에 의해 수신된 적어도 하나의 제어 DES를 생성하고 제어 DES에 응답하여 그 동작을 수행하기 위해 입력 DC DES 및/또는 출력 DC DES에 응답하도록 구성된 에너지 전달 컨트롤러를 포함할 수 있다. 제어 DES는 '0' 및 '1'과 같은 불(Boolean) 로직 값으로 나타낼 수 있고, 상세한 설명에서 논의되는 여러 다른 방법으로 구현될 수도 있다.In some implementations, the device is an energy transfer controller configured to respond to an input DC DES and/or an output DC DES to generate at least one control DES received by the DC energy transfer device and perform an operation thereof in response to the control DES. may include The control DES may be represented by Boolean logic values such as '0' and '1', and may be implemented in various other ways discussed in the detailed description.
애플리케이션 장치는 하이브리드 전기 자동차, 전기 자동차 및/또는 태양열 발전 장치를 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 차량은 자동차, 트럭, 버스, 트롤리, 기차, 비행기, 배, 잠수함, 인공위성 및/또는 우주선일 수 있다. 바람직한 차량은 자동차, 트럭 또는 버스이다. 임의의 차량은 유인 또는 무인 차량일 수 있다. 태양열 발전 장치는, 이 장치들이 온-그리드(on-gird) 또는 오프-그리드(off-grid)인지에 따라, 태양열 셀 및/또는 태양열 스토리지를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.Application devices include, but are not limited to, hybrid electric vehicles, electric vehicles, and/or solar power generation devices. The vehicle may be a car, truck, bus, trolley, train, airplane, ship, submarine, satellite and/or spacecraft. Preferred vehicles are automobiles, trucks or buses. Any vehicle may be a manned or unmanned vehicle. Solar power devices may include, but are not limited to, solar cells and/or solar storage, depending on whether the devices are on-grid or off-grid.
부품은 용량성 장치, 스위치 장치 및/또는 유도성 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The component may include, but is not limited to, at least one of a capacitive device, a switch device, and/or an inductive device.
도 1은 DC 에너지 전달 장치 및 에너지 전달 컨트롤러를 포함하는 시스템의 첫번째 3개의 구현예들에 대한 간략화된 예를 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 차량, 특히 하이브리드 전기 및 내연기관(ice) 자동차를 구현하기 위해 DC 에너지 전달 장치 및 에너지 전달 컨트롤러를 포함하고 사용하는 도 1의 시스템을 도시한다.
도 3은 운전시 도로의 오른쪽에 연료 유닛이 공급되어 연료 유닛이 소비되는 도 2의 차량 및/또는 자동차를 도시한다.
도 4 내지 도 12는 도 1의 DC 에너지 전달 장치의 제2구현예 및/또는 제3구현예를 지원하는 차량 및/또는 하이브리드 전기-ice 자동차 내로 에너지를 전달하도록 구성된 도 2의 DC 에너지 전달 네트워크의 일부 구성을 도시한다.
도 13은 DC 에너지 전달 장치를 포함하는 DC 에너지 전달 네트워크를 도시하는 것으로, 전체 네트워크의 임의의 시간에서 동작되는 오직 하나의 스텝다운 스테이지를 갖는데 이점이 있는 DC SD 스테이지의 예를 도시한다.
도 14는 DC 에너지 전달 장치를 포함하는 DC 에너지 전달 네트워크를 도시하는 것으로, 전체 네트워크의 임의의 시간에서 동작되는 오직 하나의 스텝다운 스테이지를 갖는데 이점이 있는 DC SD 스테이지의 3가지 예를 도시한다.
도 15a 내지 도 15i는 적어도 제1용량성 장치의 일부 특징을 도시하는 것으로, 하나 이상의 다른 용량성 장치에도 적용가능하다.
도 16은 본 발명의 다양란 실시형태 및/또는 구현형태의 필요사항을 충족하도록 구성되거나 그에 따라 별개로 제조될 수 있는 본 발명의 장치의 일부를 요약한다.
도 17은 컨트롤러, 컴퓨터, 구성부 및 적어도 하나의 메모리 항목을 포함하는 영구 메모리로 구성되는 그룹의 적어도 하나의 부재의 적어도 하나의 인스턴스를 포함하는 적어도 하나의 에너지 전달 컨트롤러를 도시한다.
도 18은 도 17의 프로그램 구성의 일부 실시예를 도시하는 것으로, 임의의 하나는 DC 에너지 전달 장치, DC 에너지 전달 네트워크 및/또는 시스템 중 적어도 하나, 특히 하이브리드 전기/ICE 자동차의 일부에서 동작 및/또는 사용되는 방법의 적어도 하나의 구성을 구현한다.1 shows a simplified example of the first three implementations of a system comprising a DC energy transfer device and an energy transfer controller.
FIG. 2 shows the system of FIG. 1 comprising and using a DC energy transfer device and an energy transfer controller to implement a vehicle, in particular a hybrid electric and internal combustion engine (ice) vehicle, according to the present invention;
FIG. 3 shows the vehicle and/or automobile of FIG. 2 in which the fuel unit is supplied to the right side of the road when driving and the fuel unit is consumed.
4-12 show the DC energy delivery network of FIG. 2 configured to deliver energy into a vehicle and/or hybrid electric-ice vehicle supporting the second and/or third embodiment of the DC energy delivery device of FIG. 1 ; shows some configurations of
13 shows a DC energy delivery network comprising a DC energy delivery device, an example of a DC SD stage where there is an advantage to having only one step-down stage operated at any time of the entire network.
Figure 14 shows a DC energy delivery network comprising a DC energy delivery device, showing three examples of DC SD stages that benefit from having only one step-down stage operated at any time of the entire network.
15A-15I illustrate at least some features of a first capacitive device, applicable to one or more other capacitive devices.
16 summarizes portions of an apparatus of the present invention that may be separately manufactured or configured to meet the needs of various embodiments and/or implementations of the present invention.
17 illustrates at least one energy transfer controller comprising at least one instance of at least one member of the group consisting of a controller, a computer, a component and a persistent memory comprising at least one memory item.
18 shows some embodiments of the program configuration of FIG. 17 , any one of which operates and/or in part of at least one of a DC energy delivery device, a DC energy delivery network and/or system, in particular a hybrid electric/ICE vehicle; or implements at least one configuration of the method used.
본 고안은 DC 에너지 전달 회로, 에너지 전달 컨트롤러, DC 에너지 전달 네트워크, 이러한 회로에 사용되는 부품, 본 고안에 따라 동작하는 방법 및 DC 에너지 전달 장치를 포함 및/또는 사용하여 이득이 되는 장치를 개시한다. 고안을 실시하기 위한 구체적인 내용은 이 설명에 의해 청구범위를 가능하게 하는 설명 및 청구범위를 이해하는데 적절한 일부 용어를 정의하는 것으로 시작한다. DC 에너지 전달 장치의 3개의 기본 구현예가 논의된다. 또한, 본 발명의 다양한 조합 및 대안의 상세한 설명이 개시된다.The present invention discloses DC energy transfer circuits, energy transfer controllers, DC energy transfer networks, components used in such circuits, methods operating in accordance with the present invention, and devices that contain and/or benefit from the use of DC energy transfer devices. . The detailed description for practicing the invention begins with the description enabling the claims by this description and defining some terms pertinent to understanding the claims. Three basic implementations of a DC energy delivery device are discussed. Also disclosed are detailed descriptions of various combinations and alternatives of the invention.
일부 용어의 정의: 상기 고안의 내용, 고안을 실시하기 위한 구체적인 내용, 이하의 청구범위 및 첨부된 도면, 도면부호는 발명의 특징을 특정하기 위해 만들어진다. 이러한 특징은, 예를 들어, 부품, 재료, 요소, 장치, 기기, 시스템, 그룹, 범위, 방법, 테스트 결과 및 프로그램 명령을 포함하는 명령일 수 있다.Definitions of Some Terms: The content of the above design, specific contents for carrying out the design, the following claims and the accompanying drawings and reference numerals are made to specify the features of the invention. Such features may be instructions including, for example, parts, materials, elements, devices, instruments, systems, groups, ranges, methods, test results, and program instructions.
본 명세서에서 개시된 고안의 내용은 이러한 특정 특징의 모든 가능한 조합을 포함하는 것으로 이해된다. 예를 들어, 특정 특징이 특정 양태, 특정 실시형태, 특정 청구범위 또는 특정 도면의 내용에 개시되고, 그 내용이 제외될 수 있다는 가능성이 개시된 경우를 제외하고, 본 고안에서 일반적으로, 특징은 다른 특정 양태, 실시형태, 청구범위 및 도면과 조합하여 사용될 수 있다.It is understood that the subject matter of the invention disclosed herein includes all possible combinations of these specific features. For example, in general, in the present invention, a feature is a feature of another, except where it is disclosed that a particular feature is disclosed in the context of a particular aspect, particular embodiment, particular claim, or particular figure, and that content may be excluded. It may be used in combination with certain aspects, embodiments, claims and drawings.
여기에 개시된 고안 및 청구범위는 여기에 구체적으로 설명되지 않은 실시형태를 포함하고, 예를 들어 여기에 구체적으로 설명되지 않았으나 여기에 구체적으로 개시된 특징과 동일하거나 대응되거나 유사한 기능을 제공하는, 특징을 사용할 수 있다.The design and claims disclosed herein include embodiments not specifically described herein, for example, features not specifically described herein but which provide the same, corresponding, or similar functionality as features specifically disclosed herein. can be used
용어 "포함하다(comprise)" 및 문법적으로 그에 대응하는 용어는, 구체적으로 식별되는 특징에 추가로, 다른 특징들이 선택적으로 존재하는 것을 의미하는 것으로 사용된다. 예를 들어, 화합물 또는 장치가 구성요소 A, B, C를 "포함한다"는 것은 오직 구성요소 A, B, C만을 포함할 수도 있고, 구성요소 A, B, C 외에 다른 하나 이상의 구성요소를 더 포함할 수도 있다. 용어 "포함하다(include)" 및 "함유하다(contain)"도 유사하게 해석된다.The term “comprise” and its grammatical counterpart are used to mean that, in addition to the feature specifically identified, other features are optionally present. For example, a compound or device “comprising” components A, B, and C may include only components A, B, and C, and includes one or more components other than components A, B, and C. It may include more. The terms “include” and “contain” are interpreted similarly.
용어 "필수적으로 구성된다(consisting essentially of)" 및 문법적으로 그에 대응하는 용어는, 구체적으로 식별된 특징 외에, 다른 특징들이 청구범위를 실질적으로 대체하지 않고 존재하는 것을 의미한다.The term “consisting essentially of” and its grammatical counterparts mean that, other than the specifically identified feature, other features are present without materially displacing the claims.
여기서 숫자와 함께 쓰이는 용어 "적어도(at least)"는 범위가 그 숫자로 시작된다(규정되는 변형에 따라, 범위에 상한이 있을 수도 있고 없을 수도 있음)는 것을 의미한다. 예를 들어, "적어도 1"는 1 또는 1 이상을 의미하고, "적어도 80%"는 80% 또는 80% 이상을 의미한다.The term "at least" in conjunction with a number herein means that the range begins with that number (the range may or may not have an upper limit, depending on the variation defined). For example, “at least 1” means 1 or 1 or more, and “at least 80%” means 80% or 80% or more.
여기서 숫자와 함께 쓰이는 용어 "최대(at most)"는 범위의 끝이 그 숫자로 끝나는 것(규정되는 변형에 따라, 그 범위의 하한이 1 또는 0일 수 있고, 하한이 없을 수도 있음)을 의미한다. 예를 들어, "최대 4"는 4 또는 4 이하를 의미하고, "최대 "40%"는 40% 또는 40% 이하를 의미한다. 범위가 "(제1수치) 내지 (제2수치)" 또는 "(제1수치) ~ (제2수치)"로 주어지는 경우, 그 하한이 제1수치이고, 그 상한이 제2수치인 것을 의미한다. 예를 들어 "8 내지 20 탄소 원자" 또는 "8~20 탄소 원자"는 하한이 8 탄소 원자이고 상한이 20 탄소 원자인 범위를 의미한다. 여기서 용어 "복수", "다수" 등은 2 이상을 의미한다.The term "at most" used here with a number means that the end of the range ends with that number (the lower bound of the range may be 1 or 0, or no lower bound, depending on the variant specified) do. For example, "up to 4" means 4 or less than 4, "up to 40%" means less than or equal to 40% or 40%. The range is "(first value) to (second value)" or When given by "(first numerical value) to (second numerical value)", it means that the lower limit is the first numerical value and the upper limit is the second numerical value. For example, "8 to 20 carbon atoms" or "8 to "20 carbon atoms" means a range in which the lower limit is 8 carbon atoms and the upper limit is 20 carbon atoms, where the terms "plurality", "many" and the like mean two or more.
여기에 언급된 방법은 2 이상의 규정된 단계를 포함하고, 규정된 단계들은 임의의 순서 또는 동시에 (내용에서 그 가능성을 제외한 경우는 제외)수행될 수 있고, 방법은, 그 내용에서 가능성을 제외한 경우를 제외하고, 규정된 임의의 단계들 전, 규정된 두 단계들 사이 또는 규정된 모든 단계들 후에 수행되는 하나 이상의 다른 단계를 선택적으로 포함할 수 있다.The method mentioned herein includes two or more specified steps, the specified steps can be performed in any order or concurrently (except for the possibility in the context), and the method, if the content excludes the possibility Except for, it may optionally include one or more other steps performed before any of the specified steps, between two specified steps, or after all of the specified steps.
여기에 언급된 "제1" 및 "제2" 특징은, 내용에서 제외한 경우가 아니면, 일반적으로 식별 목적으로 수행되고, 제1 및 제2특징은 동일하거나 다를 수 있고, 제1특징에 대한 언급이 제2특징이 (존재할 수도 있으나) 반드시 존재한다는 것을 의미하지 않는다.References to "first" and "second" features referred to herein are generally performed for identification purposes, and the first and second features may be the same or different, and reference to the first feature, unless otherwise indicated in the context. This does not imply that the second feature is necessarily present (though it may be).
여기에 언급된 "특징(a or an feature)"은 (내용에서 그 가능성을 제외한 경우를 제외하고) 둘 이상의 특징이 존재할 가능성을 포함한다. 따라서, 단일 특징 또는 복수 특징일 수 있다. 여기에 언급된 둘 이상의 특징은, 내용에서 그 가능성을 제외한 경우를 제외하고, 둘 이상의 특징이 동일한 기능을 제공하는 더 적거나 많은 숫자의 특징으로 대체될 수 있음을 포함한다.As used herein, "a or an feature" includes the possibility that two or more features exist (except where the context excludes that possibility). Thus, it may be a single feature or multiple features. Two or more features recited herein, except where the context dictates otherwise, include that two or more features may be replaced by a smaller or greater number of features providing the same function.
여기에 주어진 숫자는 그 내용 및 표현에 따라 적절히 구성될 수 있고, 예를 들어, 각 숫자는 본 고안의 출원일에 당업자에 의해 종래에 사용된 방법으로 측정될 수 있는 정확도에 따라 변이될 수 있다.The numbers given herein may be appropriately configured according to their content and expression, for example, each number may be changed according to the accuracy that can be measured by a method conventionally used by a person skilled in the art at the filing date of the present invention.
여기에 사용된 용어 "및/또는"은 "및/또는"의 전후에 언급된 요소 중 하나 또는 둘 다가 존재할 수 있음을 의미한다. 예를 들어, 부품, 재료, 요소, 장치, 기기, 시스템, 그룹, 범위 및 단계에서 사용될 수 있다. 예를 들어, "항목 A 및/또는 항목 B"는 3가지 가능성, 즉 (1) 항목 A만이 존재하는 경우, (2) 항목 B만이 존재하는 경우, (3) 항목 A와 항목 B가 모두 존재하는 경우를 개시한다. 유사하게, A, B 및/또는 C는, 다르게 언급한 경우를 제외하고, A 및/또는 (B 및/또는 C)와 등가로 여겨지는 (A 및/또는 B) 및/또는 C로 이해될 것이다.As used herein, the term “and/or” means that one or both of the elements mentioned before and after “and/or” may be present. For example, it may be used in parts, materials, elements, devices, instruments, systems, groups, ranges, and steps. For example, "Item A and/or Item B" has three possibilities: (1) only item A exists, (2) only item B exists, and (3) both item A and item B exist. case is disclosed. Similarly, A, B and/or C shall be understood to be (A and/or B) and/or C, which are considered equivalent to A and/or (B and/or C), except where otherwise stated. will be.
본 명세서의 청구범위의 임의의 요소는, 미국 특허법 제112조 제35항에 따라, 구조, 재료 또는 작용의 구체적인 설명 없이 특정 기능을 수행하기 위한 수단이나 단계로 표현되는 조합을 위한 청구범위의 요소에 상당하며, 이에 따라, 상세한 설명 및 그에 상응하는 부분에 설명된 상응하는 구조, 재료 또는 작용을 포함하는 구성이고, 상응하는 구조, 재료 또는 작용은 상세한 설명에 명확히 설명된 상응하는 구조, 재료 또는 작용과 이러한 구조, 재료 또는 작용의 등가물 뿐만 아니라, 여기에 참조로 포함되는 US 특허 문헌에 설명된 이러한 구조, 재료 또는 작용 및 그 등가물도 포함한다. 유사하게, 본 고안의 청구범위의 임의의 요소("수단"이라는 용어를 사용하지 않았더라도)는 그를 지원하는 구조, 재료 또는 작용의 청구범위의 설명 없이 특정 기능을 수행하기 위한 수단이나 단계에 상응하도록 정확히 구성되고, 상응하는 구조, 재료 또는 작용은 상세한 설명에 명확히 설명된 상응하는 구조, 재료 또는 작용과 그의 등가물 뿐만 아니라, 여기에 참조로 포함되는 US 특허 문헌에 설명된 이러한 구조, 재료 또는 작용 및 그의 등가물도 포함한다.Any element of the claims herein is an element of the claims for a combination expressed as means or steps for performing a particular function without specific description of structure, material, or action, in accordance with U.S. Patent Act section 112(35). equivalent to, and thus comprising, a corresponding structure, material, or action described in the Detailed Description and corresponding parts, wherein the corresponding structure, material or action is a corresponding structure, material or action expressly described in the Detailed Description It includes functions and equivalents of such structures, materials, or functions, as well as such structures, materials, or functions and equivalents thereof described in US patent documents incorporated herein by reference. Similarly, any element of a claimed subject matter of the present invention (even if the term "means" is not used) corresponds to a means or step for performing a particular function without recitation of the claimed structure, material, or action supporting it. and a corresponding structure, material, or action expressly set forth in the specification, as well as equivalents thereof, as well as such structures, materials, or actions described in US patent documents incorporated herein by reference. and equivalents thereof.
본 명세서는 본 고안과 함께 이전에 출원되거나 본 명세서와 동시에 출원된 모든 문서들, 출원 데이터 시트에 언급된 모든 참조 문헌을 포함하나, 이러한 문헌에 제한되지 않고 개방되어 있다.This specification is open to, but not limited to, all documents previously filed with the present invention or concurrently with this specification, and all references mentioned in the application data sheet.
DC 에너지 전달 장치의 첫번째 3개의 구현예는 다음과 같이 요약된다: 제1구현예는 본 고안의 일 실시형태의 기본 동작 및 성능을 나타낸다. 제2 및 제3구현예는 본 고안의 변형으로, 예를 들어 하이브리드 전기/내연기관(ice) 자동차에서 사용될 수 있다. DC 에너지 전달 장치의 제2구현예의 바람직한 실시형태는 갤런 당 적어도 100마일의 연료 사용량, 또는 미터 단위로 가솔린과 같은 연료의 리터 당 적어도 43킬로미터를 유지하는 하이브리드 전기/ice 자동차를 지원한다. DC 에너지 전달 장치의 제3구현예의 바람직한 실시형태는 갤런 당 적어도 200마일 또는 리터 당 적어도 86킬로미터의 연료 사용량을 유지하는 하이브리드 전기/ice 자동차를 지원한다.The first three implementations of the DC energy delivery device are summarized as follows: The first implementation shows the basic operation and performance of an embodiment of the present invention. The second and third embodiments are variants of the present invention, and may be used, for example, in a hybrid electric/internal combustion engine (ice) vehicle. A preferred embodiment of the second embodiment of the DC energy delivery device supports hybrid electric/ice vehicles that maintain a fuel usage of at least 100 miles per gallon, or at least 43 kilometers per liter of fuel, such as gasoline, per meter. A preferred embodiment of the third embodiment of the DC energy delivery device supports hybrid electric/ice vehicles that maintain fuel usage of at least 200 miles per gallon or at least 86 kilometers per liter.
도 1은 DC 에너지 전달 장치(100) 및 에너지 전달 컨트롤러(170)를 포함하는 시스템(180)의 첫번째 3개의 예시적인 구현예에 적절한 간략화된 예를 도시한다.1 shows a simplified example suitable for the first three exemplary implementations of a system 180 including a DC
가장 간략한 형태로, DC 에너지 전달 장치(100)는, 에너지 전달 장치의 규정에서 언급한 바와 같이, 입력 DC 단자(102), 출력 DC 단자(104) 및 공통 단자(106)를 포함한다. DC 에너지 전달 장치(100)는 전기 에너지를 적어도 하나의 내부 DES(114)를 통해 출력 DC 단자(104)에서 출력 DC DES(112)로 전달하기 위해 입력 DC 단자(102)에서 입력 DC DES(110)에 응답하도록 구성되고, 각 내부 DES(114)는 DC DES를 필수적으로 포함한다. 규정된 바와 같이, DC DES는 전류가 오직 한 방향으로만 흐르도록 구성된다. 이 실시예에서, 내부 DC DES(114)는 스위치 SW1(140)의 제2단자(2)에 접속되는 제1노드(1)와 인덕터 L1(150)의 제1단자(1)에 접속되는 제2노드(2)를 갖는다.In its simplest form, the DC
DC 에너지 전달 장치(100)는 제1용량성 장치 C1(130), 제2용량성 장치 C2(160), 스위치 SW1(140) 및 유도성 장치 L1(150)를 포함한다. 제1용량성 장치 C1(130), 제2용량성 장치 C2(160), 스위치 SW1(140) 및 유도성 장치 L1(150) 각각은 제1단자(1) 및 제2단자(2)를 포함한다. 스위치 SW1(140)은 제어 단자(C)를 더 포함한다. 스위치 SW1(130)는 폐쇄 상태(174)에서 스위치의 제1단자(1)와 제2단자(2) 사이의 접속을 닫고, 개방 상태(176)에서 그 접속을 열도록 구성되며, 폐쇄 상태와 개방 상태는 노드(2)와 같은 공통 단자에 대해 제어 단자(노드(1)과 같은)의 제어 DES(182)에 대한 응답으로 제어 단자(108)를 통해 제공될 수 있다.The DC
일부 구현예에서, DC 에너지 전달 장치(100)는 다음과 같은 구성을 더 포함한다:In some embodiments, the DC
- 입력 DC 단자(102)가 제1용량성 장치 C1(130)의 제1단자(1)에 접속되고 스위치 SW1(140)의 제1단자(1)에 접속된다.- the
- 제1용량성 장치 C1(130)의 제2단자가 공통 단자(106)에 접속된다.- the second terminal of the first
- 스위치 SW1(140)의 제2단자(2)가 유도성 장치 L1(150)의 제1단자(1)에 접속된다.- the
- 유도성 장치 L1(150)의 제2단자(2)가 제2용량성 장치 C2(160)의 제1단자(1) 및 출력 DC 단자(104)에 접속된다.- the
- 제2용량성 장치 C2(160)의 제2단자(2)가 공통 단자(106)에 접속된다.- the
또한, 도 1은 제어 단자(108)를 통해 스위치 SW1(140)에 폐쇄 상태(174) 또는 개방 상태(176)를 제공하도록 제어 DES(182)를 발생시켜 입력 DC DES(110) 및/또는 출력 DC DES(112)의 감지에 따라 DC 에너지 전달 장치(100)를 동작하도록 구성하는 에너지 전달 컨트롤러(170)를 도시한다. 에너지 전달 컨트롤러(170)는 일부 구현예에서 추정 입력 DES(178) 및/또는 추정 출력 DES(181)를 포함할 수도 있다.1 also shows that the control DES 182 is generated to provide a closed state 174 or an open state 176 to the
일부 구현예에서, DC 에너지 전달 장치는 DC 에너지 전달 장치에 의해 수신된 적어도 하나의 제어 DES를 생성하기 위한 적어도 하나의 출력 DC DES와 입력 DC DES에 응답하도록 구성된 에너지 제어 컨트롤러를 포함할 수 있다. DC 에너지 전달 장치는 그 동작을 구성하도록 제어 DES에 응답하도록 구성된다. 제어 DES는 '0'과 '1'과 같은 불(Boolean) 로직값을 나타낼 수 있고, 다른 방식으로 구현될 수도 있다.In some implementations, the DC energy delivery device can include at least one output DC DES for generating at least one control DES received by the DC energy delivery device and an energy control controller configured to respond to the input DC DES. The DC energy delivery device is configured to respond to the control DES to configure its operation. The control DES may indicate Boolean logic values such as '0' and '1', and may be implemented in other ways.
예를 들어, 불 로직값을 구현하기 위해 2개의 중첩하지 않는 전압 범위, 예를 들어 '0'은 0 내지 1V 범위의 전압을 나타내고, '1'은 2 내지 3.4V 범위의 전압을 나타내도록 구현하는 것이 일반적이다.For example, to implement a Boolean logic value, two non-overlapping voltage ranges, for example, '0' represents a voltage in the range of 0 to 1V, and '1' represents a voltage in the range of 2 to 3.4V. it is common to do
다른 예로, -1.5V 내지 최대 -0.75V와 같은 음 전압이 '0'을 나타내고, 0.75V 내지 최대 1.5V와 같은 양 전압이 '1'을 나타내는 것도 일반적이다. 이러한 분류의 시그널링은 때때로 다른 시그널링으로 언급될 수 있다.As another example, it is common for a negative voltage such as -1.5V to -0.75V to represent '0' and a positive voltage such as 0.75V to a maximum to 1.5V to represent '1'. This class of signaling may sometimes be referred to as other signaling.
당업자라면, 이러한 제어 DES가, 하나 이상의 내부 DES가 있는지 여부에 따라, DC 에너지 전달 장치의 내부 DES에 영향을 미치지 않는다는 것을 인식할 것이다.Those skilled in the art will recognize that such a control DES does not affect the internal DES of a DC energy delivery device, depending on whether there is one or more internal DESs.
또한, 도 1은 시스템(180)의 일부 구현예에서, 공통 단자(106)가 에너지 전달 컨트롤러(170)에 필터링된 공통 단자를 더 제공하는 필터 공통 발생기에 접속되는 것을 도시한다. 필터링된 공통 단자는 DC 에너지 전달 장치(100)의 전원 회로가 영향을 받지 않는 노이즈로부터 에너지 전달 컨트롤러(170)를 보호하기 위해 마련될 수 있다.1 also shows that in some implementations of system 180 ,
DC 에너지 전달 장치(100)의 구현예를 이하에 설명한다. 제1구현예는 도 1에 도시된 테스트 회로 시스템(180)을 보여주는 것으로, 스위치 SW1(140)의 제2단자(2)와 유도성 장치 L1(150)의 제1단자(1) 사이의 접속이 제1다이오드(D1)를 더 포함한다. 인덕터 L1(150)의 제1단자(2)와 제2커패시터 C2(160)의 제1단자(1) 사이의 접속은 제2다이오드(D2)를 더 포함한다. 다이오드들(D1 및 D2)은 스위치 SW1(140)의 개방 및 폐쇄로부터 가능한 언더슈트(undershoot)를 감쇄하고, 이 다이오드들은 일 방향으로의 전류 흐름을 보장하기 때문에, 내부 DES(114)가 필수적으로 DC DES라는 것을 보장한다.An embodiment of the DC
용량성 장치 C1 및 C2에 사용되는 커패시터는 모두 450V에서 1800마이크로(10-6)F로 측정된다. 그러나, 각 커패시터의 시험은 1600μF의 범위에서 각 커패시턴스를 나타낸다. 시험은 RCL(저항, 커패시턴스 및 인덕턴스) 미터로 수행된다. 각 커패시터에는 측정된 커패시턴스가 붙여져 있다.The capacitors used in capacitive devices C1 and C2 both measure 1800 micro(10 -6 )F at 450V. However, testing of each capacitor shows each capacitance in the range of 1600 μF. The test is performed with an RCL (resistance, capacitance and inductance) meter. Each capacitor has a measured capacitance attached to it.
제1용량성 장치 C1(130)은 530.76μF의 커패시턴스와 함께, 최대 1000V의 동작 전압을 지원하기 위해 직렬로 배열된 3개의 커패시터를 사용하여 만들어진다.The first
제2용량성 장치 C2(160)는, 대략 1600μF의 집합 커패시턴스와 병렬로 연결된 제1 내지 제5 커패시터로 번호가 붙여진, 커패시터들 몇 개의 병렬 배열로 테스트된다.The second
스위치 SW1(140)는 1000V 이상에서 동작하도록 구성된 기계식 스위치이고 DC 에너지 전달 장치(100)의 전류를 처리할 수 있다.The
이 테스트를 요약하면, 입력 DC DES는 40V로 측정되었다. 출력 DC DES는 약 15.65V였다. 제1용량성 장치 C1(130)에서 제2용량성 장치 C2로 전달된 에너지는 0.2379J이다. 에너지 전달 효율은 약 83.34%로 추정된다. 결과적으로, DC 에너지 전달 장치는 적어도 K%의 에너지 전달 효율을 갖고, 발명자의 실험 증거에 기초하여, K는 적어도 65이며, 더욱이 K는 적어도 75%이고, 더욱이 K는 적어도 83%일 수 있다.To summarize this test, the input DC DES measured 40V. The output DC DES was about 15.65V. The energy transferred from the first
초기 시험은 기준치를 수립하기 위해 수행된다. 10-6J 단위의 다양한 전압 측정을 하기 위해 DC 계측학 계기 등급이 사용된다. 기록은 대부분 4 소수 유효숫자까지 이루어진다. 이 계기들은 판매자의 공인된 검정 실험실에서 제조자의 시방서 대로 설치된 최근에 획득한 기기에서 판독한 비교 전압과 내부 표준을 검정한다.Initial tests are performed to establish baseline values. DC metrology instrument classes are used to make various voltage measurements in units of 10 -6 J. Records are mostly made up to 4 significant figures. These instruments calibrate internal standards and comparative voltage readings from recently acquired instruments installed in accordance with the manufacturer's specifications in the seller's accredited calibration laboratory.
도 2는 본 발명에 따라 차량(200), 특히 하이브이드 전기 및 내연기관(ice) 자동차(210)를 구현하기 위해 DC 에너지 전달 장치(100)와 에너지 전달 컨트롤러(170)를 사용하고 포함하는 도 1의 시스템(180)을 도시한다. 이 자동차(210)는 연료(214)를 ICE(222)에 제어가능하게 공급할 뿐만 아니라, 도 1의 시스템(180)의 구성요소를 포함한다. ICE(222)는 전기적 출력이 DC 에너지 전달 장치(100)의 입력 DC 단자(102)에 공급되는 발전기(230)에 에너지를 제공하도록 동작한다. 이 간략화된 개략적인 도시에서, 출력 DC 단자(104)는 자동차의 바퀴를 회전하기 위해 하나 이상의 차축을 구동하는 전기 모터(250)에 접속된다.2 is a diagram illustrating and using a DC
도 3은 도로(330)의 우측 상에 연료 유닛(214)이 마련된 도 2의 차량(210) 및/또는 자동차(230)를 도시한다. 차량(200) 및/또는 자동차(210)는 도면에서 우측에서 죄측으로 향하는 화살표로 도시된 바와 같이 이동하고, 거리(310)만큼 이동하고 연료 유닛(214)을 소비한 후의 차량(220) 및/또는 자동차(210)가 도시된다.FIG. 3 shows vehicle 210 and/or
제2구현예는, 갤런 당 적어도 100마일의 연료 사용량 또는, 미터 단위로, 가솔린과 같은 연료의 리터 당 적어도 43킬로미터의 연료 사용량을 유지하는 자동차를 지원하기 위해 하이브이드 전기/내연기관(ICE) 자동차(210)에서 동작하는 DC 에너지 전달 네트워크(220)의 에너지 전달 장치(100)를 구성한다. 바꿔 말하면, 유닛(320)이 1갤런이면, 예상되는 이동 거리는 100 마일 이상이다. 유닛(320)이 1리터면, 예상되는 이동 거리는 43킬로미터 이상이다.A second embodiment is a hybrid electric/internal combustion engine (ICE) to support automobiles that maintain fuel usage of at least 100 miles per gallon or fuel usage of at least 43 kilometers per liter of fuel, such as gasoline, on a per-meter basis. It constitutes the
제3구현예는, 갤런 당 적어도 200마일의 연료 사용량 또는 리터 당 적어도 86킬로미터의 연료 사용량을 유지하는 자동차(210)에서 동작하는 DC 에너지 전달 네트워크(220)의 에너지 전달 장치(100)를 구성한다. 바꿔 말하면, 유닛(320)이 1갤런이면, 예상되는 이동 거리는 200 마일 이상이다. 유닛(320)이 1리터면, 예상되는 이동 거리는 86킬로미터 이상이다.A third embodiment constitutes an
도 4 내지 도 11은 도 1의 DC 에너지 전달 장치(100)의 제2구현예 및/또는 제3구현예를 지원하는 도 2의 차량(200) 및/또는 하이브이드 전기-ICE 자동차(210) 내로 에너지를 전달하도록 구성된 도 2의 DC 에너지 전달 네트워크(220)의 일부 구성을 도시한다. 먼저 이 도면들에 대해 개별적으로 살펴본 후, 제2 및/또는 제3구현예를 지원하는 이들 구성에 대해 전체적으로 살펴본다.4-11 show the vehicle 200 and/or hybrid electric-ICE vehicle 210 of FIG. 2 supporting the second and/or third embodiment of the DC
도 4는 도 1의 DC 에너지 전달 장치(100)와 도 5에서 더욱 상세하게 설명할 DC 스텝 다운(SD) 스테이지(400-1 및 400-2)의 2개의 인스턴스(instances)를 포함하는 도 2의 DC 에너지 전달 네트워크(220)를 도시한다. DC 에너지 전달 네트워크(220)는 도 2에 앞서 도시된 바와 같이 고 에너지 단자(202), 공통 단자(106) 및 서비스 단자(204)를 포함한다. DC 에너지 전달 네트워크(220)는 또한 도 2에서 앞서 도시된 바와 같이 208A 내지 208E로 표시된 복수의 제어 단자를 포함할 수 있다.FIG. 4 is FIG. 2 including two instances of DC
도 4에서, 공통 단자(106)에 대한 각 제어 단자(208A 내지 208E)에서의 제어 DES는 적절한 부품에서 스위치를 개방 또는 폐쇄하는 것으로 논의될 것이다.4 , the control DES at each control terminal 208A-208E to the
예를 들어, '폐쇄된' 제어 DES A는 도 1에 도시된 바와 같이 DC 에너지 전달 장치(100) 내측의 스위치 SW1(140)를 개방하기 위한 조건이 마련된 제어 단자(208A)를 의미한다.For example, the 'closed' control DES A means the control terminal 208A in which the condition for opening the
다른 예에서, '개방된' 제어 DES B는 도 5에 도시된 바와 같이 제1DC 스텝 다운 스테이지(400)에서 스위치 SW4(540)를 개방하기 위한 조건이 마련된 제어 단자9208B)를 의미한다.In another example, the 'open' control DES B means a control terminal 9208B in which a condition for opening the
제3예에서, '폐쇄된' 제어 DES C는 스위치 SW2(410-2)를 폐쇄하기 위한 조건이 마련된 제어 단자(208C)를 의미한다.In the third example, the 'closed' control DES C means the control terminal 208C in which a condition for closing the switch SW2 410 - 2 is provided.
도 5는 도 4의 DC 스텝 다운(SD) 스테이지(400-1 및/또는 400-2)의 하나 이상의 인스턴스의 일부 구성을 도시한다. 각 DC SD 스테이지는 도 4에 먼저 도시된 바와 같이 입력 DC 단자(402), 출력 DC 단자(404), 제어 단자(408) 및 공통 단자(106)를 포함한다. DC SD 스테이지는 또한 스위치 SW4(540), 제2인덕터 L2(550) 및 제3용량성 장치 C3(560)를 포함한다.5 shows some configurations of one or more instances of DC step down (SD) stages 400 - 1 and/or 400 - 2 of FIG. 4 . Each DC SD stage includes an
도 4 내지 도 11의 논의 및 분석을 간략화하기 위해, 제어 단자(208C 및 209E)의 제어 DES는 동시에 같이 폐쇄되지 않는 것으로 가정한다. 이는, 이 조건들이 도 5에 도시된 바와 같이 제3용량성 장치 C3(560)에 저장된 에너지로 다루어질 수 있다는 가정 하에서 진행되도록, 도 2의 서비스 단자(204)에서 DES 조건의 분석을 가능하게 한다. 이러한 간략화는 본 고안의 동작 및 분석을 이해하는데 도움이 되나, 이는 도 2의 에너지 전달 컨트롤러(280)가 유용하다고 발견된 임의의 조합에서 이 제어 DES가 동작하는 것을 배제하는 것은 아니다.To simplify the discussion and analysis of Figs. 4 to 11, it is assumed that the control DES of the control terminals 208C and 209E are not closed together at the same time. This enables the analysis of the DES condition at the
도 6은 도 4의 DC 에너지 전달 네트워크(220)의 개선예를 도시하는 것으로, 제3 및 제4 DC SD 스테이지(400-3 및 400-4)를 포함한다. 이 DC 에너지 전달 네트워크(220)는 또한 추가적인 제어 단자들(208F 내지 208I)을 포함한다. 이전에 논의한 바와 유사하게, 스위치 SW2(410-2), SW3(410-3), SW4(410-6), SW5(410-7) 중 하나는 대부분 언제나 닫혀있다. 이러한 간략화는 본 고안의 동작 및 분석을 이해하는데 도움이 되나, 도 2의 에너지 전달 컨트롤러(280)가 유용하다고 발견된 임의의 조합에서 이 제어 DES를 동작하는 것을 배제하는 것은 아니다. 그러나, DC SD 스테이지(400-1 내지 400-4)의 4개의 인스턴스의 제어 단자 C(408)와 관련된 제어 DES는 동시에 '폐쇄'되거나 되지 않을 수 있다. DC SD 스테이지에서 이 내부 스위치 중 2개를 닫는 것은 도 5의 제3용량성 장치 C3(560) 중 2개가 동시에 충전되는 것을 허용하는 한편, 이 용량성 장치 각각은 개별적으로 방전되는 것이 특히 제3구현예와 관련하여 유용하다.FIG. 6 shows an improvement of the DC energy delivery network 220 of FIG. 4 , including third and fourth DC SD stages 400 - 3 and 400 - 4 . This DC energy delivery network 220 also includes additional control terminals 208F-208I. Similar to previously discussed, one of switches SW2 (410-2), SW3 (410-3), SW4 (410-6), SW5 (410-7) is almost always closed. While this simplification is helpful in understanding the operation and analysis of the present invention, it does not preclude the energy transfer controller 280 of FIG. 2 from operating this control DES in any combination found useful. However, the control DES associated with
도 7은 도 4의 개선예를 도시하는 것으로, DC 에너지 전달 네트워크(220)는 제5DC SD 스테이지(400-5)를 더 포함한다. 듀얼 스테이지(dual stage) DC 에너지 전달 장치(700)는 제1DC 에너지 전달 장치(100-1) 및 제5DC 스텝 다운(SD) 스테이지(400-5)를 포함한다. 듀얼 스테이지 DC 에너지 전달 장치(700)의 단자는 (전과 같이) 입력 DC 단자(102) 및 공통 단자(106)를 포함한다. 혼란을 방지하기 위해, 출력 단자는 이 도면에서 일관되게 '404'로 표기되어 있다. 제1DC 에너지 전달 장치(100-1)의 출력 DC 단자(104)는 도시된 바와 같이 DC 스텝 다운(SD) 스테이지의 제5인스턴스의 입력 DC 단자(402)에 접속된다. 듀얼 스테이지 DC 에너지 전달 장치(700)는 제5인스턴스에서 중간 전압으로 두 스테이지 스텝 다운을 지원하여, 일 부 구현예에서 이 도면의 제1 및 제2DC SD 스테이지(400-1 및 400-2)로 구현되고 이전에 도시된 바와 같이 DC 스텝 다운 스테이지의 통상 제1 내지 제4인스턴스의 서비스 DES 상의 필요사항을 감소시킨다.7 shows an improvement of FIG. 4 , wherein the DC energy delivery network 220 further includes a fifth DC SD stage 400 - 5 . The dual stage DC energy delivery device 700 includes a first DC energy delivery device 100 - 1 and a fifth DC step down (SD) stage 400 - 5 . The terminals of the dual stage DC energy delivery device 700 include (as before) an
도 8은 제1DC 에너지 전달 장치(100-1)를 듀얼 스테이지 에너지 전달 장치(700)로 대체하여 도 6의 DC 에너지 전달 네트워크(220)를 개선한 예를 도시한다. 이러한 대체는 상술한 바와 같이, 도 6과 관련한 잠재적인 장점이 조합된 도 7과 관련하여 논의한 바와 같이 유사한 잠재적인 장점을 가져온다.FIG. 8 shows an example in which the DC energy delivery network 220 of FIG. 6 is improved by replacing the first DC energy delivery device 100 - 1 with a dual stage energy delivery device 700 . This replacement yields similar potential advantages as discussed with respect to FIG. 7, combined with the potential advantages associated with FIG. 6, as discussed above.
도 9a 내지 도 9c는 공유된 출력 인덕터 L3(950)를 갖는 DC 에너지 전달 장치(900)의 4개의 잠재적인 구현예를 도시한다.9A-9C show four potential implementations of a DC
도 9a 및 도 9b에서, 공유된 인덕터(900)를 갖는 DC 에너지 전달 장치는 DC 에너지 전달 장치(100)의 인스턴스를 포함한다.9A and 9B , a DC energy transfer device with a shared
도 9a에서, DC 에너지 전달 장치(100)의 출력 DC 단자(104)는 제3유도성 장치 L3(950)의 제1단자(1)에 접속된다. 제3유도성 장치 L3(950)의 제2단자(2)는 공유된 출력 DC 단자(904)에 접속된다.In FIG. 9A , the
도 9b에서, DC 에너지 전달 장치(100)의 출력 DC 단자(104)는 제5다이오드(D5)를 통해 제3유도성 장치 L3(950)의 제1단자(1)에 접속된다. 제3유도성 장치 L3(950)의 제2단자(2)는 제6다이오드(D6)를 통해 공유된 출력 DC 단자(904)에 접속된다.In FIG. 9B , the
도 9c 및 도 9d에서, 공유된 인덕터(900)를 갖는 DC 에너지 전달 장치는 듀얼 DC 에너지 전달 장치(700)의 인스턴스를 포함한다.9C and 9D , a DC energy transfer device with a shared
도 9c에서, 듀얼 DC 에너지 전달 장치(700)의 출력 DC 단자(404)는 제3유도성 장치 L3(950)의 제1단자(1)에 접속된다. 제3유도성 장치 L3(950)의 제2단자(2)는 공유된 출력 DC 단자(904)에 접속된다.In FIG. 9C , the
도 9d에서, 듀얼 DC 에너지 전달 장치(700)의 출력 DC 단자(104)는 제7다이오드(D7)를 통해 제3유도성 장치 L3(950)의 제1단자(1)에 접속된다. 제3유도성 장치 L3(950)의 제2단자(2)는 제8다이오드(D8)를 통해 공유된 출력 DC 단자(904)에 접속된다.In FIG. 9D , the
도 10은 공유된 인덕터(900), DC 커패시턴스 스테이지의 2개의 인스턴스(1000-1, 1000-2), 2개의 스위치 SW2(410-2), SW3(410-3)를 갖는 DC 에너지 전달 장치를 포함하는 이전 도면의 DC 에너지 전달 네트워크(220)의 구현예를 도시한다. 도 9a 내지 도 9d에 도시된 바와 같이 제3인덕터 L3(950)를 공유하는 것에 의해, DC 커패시턴스 스테이지(1000-1, 1000-2)는, 도 11에 도시된 바와 같이, 인덕터가 필요하지 않다. 구현예는 DC 에너지 전달 네트워크(220)의 일부 구현예에서 유용할 것이다.10 shows a DC energy delivery device having a shared
도 11은 도 9a 내지 도 9d에 도시된 공유된 인덕터(900)를 갖는 DC 에너지 전달 장치에 따른 DC 커패시턴스 스테이지의 실시예를 도시한다.11 shows an embodiment of a DC capacitance stage according to the DC energy delivery device with shared
도 12는 DC 커패시턴스 스테이지의 제3 및 제4인스턴스(1000-3, 1000-4)를 더 포함하는 도 10의 DC 에너지 전달 네트워크(220)의 개선예이다.12 is an improvement of the DC energy delivery network 220 of FIG. 10 further including third and fourth instances 1000 - 3 and 1000 - 4 of the DC capacitance stage.
이하는 도 2 및 도 3의 하이브이드 전기-ICE 자동차(210)의 초기 적응에 관한 것으로 가정한다. 자동차(210)는 약 3,000파운드 또는 약 1,361Kg의 무게이다. 전기 모터(250)는, 시간 당 70마일을 운행할 수 있고 시간 당 55 마일로 5% 경사를 올라갈 수 있는 것과 같이, 통상적인 사용에서 동작하는 자동차(210)를 유지하기 위한 50kW(킬로와트)의 전력을 연속적으로 전달하기 위한 것이 필요하다. 자동차(210)는 고 에너지 단자(204)를 통해 존재하는 에너지를 DC 에너지 전달 네트워크(220) 내로 생성하는 발전기(230)를 구동하기 위해 내연기관(ICE)(222)을 턴-온하여 DC 에너지 전달 네트워크(220)를 충전하는 것을 통해 반복적으로 순환한다. ICE(22)를 턴-온하는 것은, 서비스 단자(204)를 통해 전기 모터(205)에 전력을 제공하는 것을 유지하기 위해 DC 에너지 전달 네트워크(220)를 충전하는 연료(214)를 소비한다.It is assumed that the following relates to the initial adaptation of the hybrid electric-ICE vehicle 210 of FIGS. 2 and 3 . Car 210 weighs about 3,000 pounds, or about 1,361 Kg. The
도 13은 DC 에너지 전달 장치(100)와 DC 스텝 다운(SD) 스테이지(400)를 포함하는 DC 에너지 전달 네트워크(220)를 도시하는 것으로, DC SD 스테이지(400)의 입력 DC 단자(402)는 고 에너지 단자(202)에 접속되어, 도 1의 제1용량성 장치 C1(130)에 저장된 에너지를 도 5의 제4스위치(SW4)의 제1단자(1)와 효과적으로 공유한다. 이 네트워크(220)는 전체 네트워크에 대해 임의의 한 시점에서 동작되는 오직 하나의 스텝 다운 스테이지를 갖는다는데 장점이 있다.13 shows a DC energy delivery network 220 comprising a DC
도 14는 DC 에너지 전달 장치(100)와 DC 스텝 다운(SD) 스테이지의 3개의 인스턴스(400-1, 400-2, 400-3)를 포함하는 DC 에너지 전달 네트워크(220)를 도시하는 것으로, 각 DC SD 스테이지(400-1, 400-2, 400-3)의 입력 DC 단자(402)는 고 에너지 단자(202)에 접속되어, 도 1의 제1용량성 장치 C1(130)에 저장된 에너지를 DC SD 스테이지의 각 인스턴스(400-1, 400-2, 400-3)에서 도 5의 제4스위치 SW4의 제1단자(1)와 효과적으로 공유한다. 이 네트워크(220)는 전체 네트워크에 대해 임의의 한 시점에서 동작되는 오직 하나의 스텝 다운 스테이지를 갖는다는데 장점이 있다.14 shows a DC energy delivery network 220 comprising a DC
DC 에너지 전달 장치(100)와 DC 에너지 전달 네트워크(220)의 상업적 목적 중 하나는 연료(214)의 유닛(320)에서 소비되는 것을 통해 이동하는 거리(310)를 증가시키는 것이다. 에너지 효율은 ICE가 얼마나 오래 구동하는지에 대해 전기 모터가 얼마나 오래 구동하는지의 비율에 상당한다. 연료 효율은 이동하는 거리(310)에 대한 연료(214)의 유닛(320)의 비율이다.One of the commercial purposes of the DC
제2구현예는 갤런 당 적어도 100마일 또는 미터 단위로 가솔린과 같은 연료의 리터 당 적어도 43 킬로 미터의 연료 사용량을 유지하는 자동차를 지원하는 DC 에너지 전달 네트워크(220)의 에너지 전달 장치(100)를 위한 것이다.A second embodiment provides an
ICE(222)가 DC 에너지 전달 네트워크(220)를 충전하기 위해 전달되는 50kW를 생성하기 위해 30초 동안 동작한다고 가정하면, ICE가 다시 턴-온되고 에너지 전달 사이클이 반복되기 전에, 상술한 구동 조건 하에서 적어도 100초에 걸쳐 전기 모터(250)에 저장 및 방전된다. 1시간 동안 100초의 중간 휴식 시간(interval)이 36번이면, ICE는 1시간에 18분 동안 구동된다. 시간 당 70마일을 위해 갤런 당 40마일로 구동하는 자동차(210)는 70마일 동안 약 1.75갤런을 소비한다. DC 에너지 전달 네트워크(220)를 사용하여, ICE는 한 시간에 18분만 구동하므로, 시간 당 약 0.5갤런을 소비하고, 갤런 당 약 140마일 또는 리터 당 약 60km의 연료 효율을 갖는다. 저속으로 자동차(210)를 동작하는 것이 연료 효율을 높이기 쉽다. 또한, 갤런 당 100마일의 목표를 설정함에 있어서, 이 분석에는 현재 가시화되지 않고 상업적 목적을 아직 이루지 못한 실험 인자를 위한 여지가 있다.Assuming that the
제2구현예를 도출하기 위해 도 1을 다시 참조한다. 제1스위치 SW1(140)이 개방되었다고 가정한다. 입력 DC 단자(102)로부터의 에너지 전달은 제1용량성 장치(130)에 저장된 에너지가 그 충전 임계치에 도달했을 때 시작된다. 제1용량성 장치에 저장된 에너지가 그 충전 임계치에 도달하면, 제1스위치 SW1은 폐쇄되고, 에너지는 제1용량성 장치에서 유도성 장치 L1(150)을 통해 제2용량성 장치 C2(160)로 흐르기 시작한다. 에너지 전달 장치(100)의 에너지 효율은, 시작시 제1용량성 장치 C1(130)에 저장된 에너지와, 스위치 SW1(140)가 스위치의 단자(1, 2) 사이의 접속을 개방하기 전에 제2용량성 장치 C2(160)로 전달된 에너지 사이의 차이를 나타낸다.Reference is again made to FIG. 1 for deriving a second embodiment. It is assumed that the
도 15a 내지 도 15i는 제1용량성 장치(1310)의 일부 특징을 도시하는 것으로, 하나 이상의 다른 용량성 장치 C2(160), C3(560) 및/또는 C4(1160)에도 적용가능하다.15A-15I illustrate some features of first capacitive device 1310 , which is also applicable to one or more other
제1용량성 장치 C1(130)에 5 ~ 6MJ(Mega-Joule)을 저장하기 위해서는 1 내지 1.4F 범위의 커패시턴스와 2,700 내지 3,000V 범위의 전압이 필요하다. 종래 기술에서 언급한 바와 같이, C = er eo A / d이며, 여기서 C는 패럿 단위의 커패시턴스이고, A는 평행한 플레이트들이 중첩되는 영역이고, er은 유전체의 유전율, eo는 유전상수(대략 8.854 * 10-12F/meter), d는 플레이트들이 분리된 거리를 미터로 나타낸 것이다. In order to store 5 to 6 Mega-Joules (MJ) in the first
도 15a는 제1용량성 장치 C1(130)의 상면도이다. 제1용량성 장치는 원 형상 또는 4개의 부채꼴과 같은 원의 조각 형상의 전극 플레이트를 포함한다. 제1용량성 장치 C1(130)은 4개의 별개의 용량성 쿼터(C11 내지 C14)를 포함한다. 이 용량성 쿼터들은 제1용량성 장치 C1(130)을 형성하기 위해 전기적으로 연결되고 서로 결합될 수 있다. 용량성 장치 직경(D1)은 1.2M, 1M, 0.75M, 0.5M 및 0.25M로 이루어진 그룹 중 최대 하나의 부재일 것이다. 중첩되는 플레이트의 면적 A는 대략 0.25 * pi * D12이다.15A is a top view of the first
도 15b는 용량성 쿼터 중 하나, 예를 들어 도 15a의 C14의 횡단면의 간략화된 예를 도시한다. 이 횡단면은 층 및 플레이트의 집합을 포함한다. 이 예에서, 층은 유전체(1330)의 층이다. 유전체(1330)는 세라믹이며, 가능하게는 티탄산바륨(Barium Titanate), BST(barium strontium titanate) 및 티탄산염(strontium titanate)으로 구성되는 그룹 중 하나 이상을 필수적으로 포함한다. 유전체(1330)는 파우더로 제공될 수 있고, 가능하게는 커패시턴스 손실(loss of capacitance) 공극 및/또는 습기를 없애기 위해 고압 처리된다. 이러한 파우더는 '소결된 것'으로 언급된다. 유전체(1330) 층은 필수적으로 두께 d를 갖고, 여기서 d는 플레이트(1)와 플레이트(2) 사이의 거리로 모델링된다. 전극 1(1310)은 모든 플레이트(1)을 포함한다. 전극 2(1320)은 모든 플레이트(2)를 포함한다. 전극 1(1310) 및 전극 2(1320)은 금속 소자의 합급과 같이, 반드시 동일한 재료로 구성되고, 금속 소자는 주석과 알루미늄으로 구성되는 그룹의 부재일 수 있다.FIG. 15B shows a simplified example of a cross section of one of the capacitive quarters, eg C14 of FIG. 15A . This cross-section includes a set of layers and plates. In this example, the layer is a layer of dielectric 1330 . Dielectric 1330 is a ceramic, possibly comprising essentially one or more of the group consisting of barium titanate, barium strontium titanate (BST) and strontium titanate. Dielectric 1330 may be provided as a powder and possibly high pressure treated to dislodge loss of capacitance voids and/or moisture. Such powders are referred to as 'sintered'. The dielectric 1330 layer essentially has a thickness d, where d is modeled as the distance between
도 15c는 배터리(1340) 층, 저항(1350) 층 및/또는 다이오드(1360) 층 중 적어도 하나를 더 포함하는 도 15b의 층 다이어그램의 개선예를 도시한다. 배터리(1340) 층은 플레이트(1 및 2)와 유전체 층 사이에서 해제되는 에너지보다 더 긴 시간에 걸쳐 해제될 수 있는 에너지를 추가로 저장하는데 사용된다. 저항(1350) 층은 DC 에너지 전달 장치(100)에서 개별 소자에 하나 이상의 저항의 필요성을 제거한다. 다이오드(1360) 층은 DC 에너지 전달 장치(100)에서 언드슈트 상태로부터 제1용량성 장치 C1(130)을 보호하도록 작용한다.15C shows a refinement of the layer diagram of FIG. 15B further comprising at least one of a
도 15d는 도 15a의 용량성 소자 C14의 A-A의 횡단면을 도시한다.Fig. 15D shows a cross-section taken along line A-A of the capacitive element C14 of Fig. 15A.
도 15e는 도 15d의 A-A 횡단면에서 두 개의 전극(1310, 1320)의 플레이트를 분리하는 유전체(1330)의 증착 뿐만 아니라, 제1전극을 형성하기 위한 제1전극(130)의 개별 플레이트의 연결, 제2전극을 형성하기 위한 제2전극(1320)의 개별 플레이트의 연결을 도시한다.15E shows the deposition of a dielectric 1330 separating the plates of the two electrodes 1310 and 1320, as well as the connection of the individual plates of the
도 15f 내지 도 15h는 플레이트의 측면에 증착 및/또는 성장되는 탄소나노튜브와 같은 핑거(finger)를 포함하는 하나 이상의 전극의 하나 이상의 플레이트의 하나 이상의 측면의 일부 실시예를 도시한다. 탄소나노튜브와 같은 핑거는 표면의 유효 면적을 증가시킬 수 있으며, 플레이트의 거시적 면적에 걸쳐 적어도 110%, 150%, 175%, 200%, 250% 또는 그 이상의 인자가 가능하다. 이 특징은 장치에 필요한 크기 및 무게를 감소시키는 한편, 동일한 인자에 의해 C1, C2, C3 및/또는 C4와 같은 용량성 장치의 커패시턴스를 개선할 수 있다.15F-15H illustrate some embodiments of one or more sides of one or more plates of one or more electrodes including fingers, such as carbon nanotubes, deposited and/or grown on the sides of the plates. Fingers such as carbon nanotubes can increase the effective area of the surface, and a factor of at least 110%, 150%, 175%, 200%, 250% or more over the macroscopic area of the plate is possible. This feature may reduce the size and weight required for the device, while improving the capacitance of a capacitive device such as C1, C2, C3 and/or C4 by the same factor.
도 15f는 탄소나노튜브(1312)가 증착 및/또는 성장된 제1표면을 포함하는 제1전극 1(1310)의 플레이트의 일 예를 도시한다.15F shows an example of a plate of the
도 15g는 탄소나노튜브(1312)가 증착 및/또는 성장된 제1표면을 포함하는 제2전극 2(1320)의 플레이트의 일 예를 도시한다.FIG. 15G shows an example of a plate of the
도 15h는 플레이트의 두 면 상에 탄소나노튜브(1312)가 증착 및/또는 성장된 전극(1310) 중 하나를 도시한다. 이 도면을 제2전극 2(1320)에도 적용될 수 있다.15H shows one of the electrodes 1310 on which
도 15i는 제1용량성 장치 C1(130)의 제1단자(1)를 형성하기 위해 접속된 제1단자들을 갖는 m개의 인스턴스(C1.1 130.1 내지 C1.m 130.m)를 포함하는 제1용량성 장치 C1(130)의 일 예를 도시한다. C1.1 내지 C1.m의 제2단자(2)는 또한 C1(130)의 제2단자(2)를 형성하기 위해 접속될 수 있다. 이러한 회로 연결은 종종 구성요소의 병렬 회로로 언급된다. 여기서 사용되는 바와 같이, m은 적어도 2이다.FIG. 15i shows a second comprising m instances C1.1 130.1 to C1.m 130.m having first terminals connected to form a
제2용량성 장치 C2(150)의 구현예는, 도 15i에 도시된 바와 같이, m이 6인 회로를 포함할 수 있다. 제2구현예에서, 서비스 단자와 공통 단자 사이의 서비스 전압은 64V이거나 64V의 작은 배수이다. 이제, 서비스 전압이 64V이고 제2용량성 장치 C2가 2MJ 이상을 저장할 필요가 있다고 가정한다. 그 구현예에서 구성요소 C2.1 내지 C2.m은 슈퍼 커패시터의 스택(직렬 회로)이고, 각 스택은 가능한 64V에서 125F를 구현한다. 이러한 구성요소는 오늘날 대량생산된다.An implementation of the second
다양한 구현예에서, 용량성 장치 C1(130)의 특징 중 일부 또는 모두를 조합하는 것은 다른 용량성 장치 C2(160), C3(560) 및/또는 C4(1160) 중 어느 하나 또는 모두를 구현하는데 사용될 수 있다.In various implementations, combining some or all of the features of
DC 에너지 전달 네트워크(220)의 제2구현예의 일부에서, 도 4, 도 7 및 도 10에 도시된 바와 같이 바람직한 어셈블리는 듀얼 출력 스테이지를 포함하며, 각각이 개별적으로 충전 및 방전되는 것이 바람직하다.In part of a second embodiment of DC energy delivery network 220, as shown in Figures 4, 7 and 10, the preferred assembly includes dual output stages, each preferably being charged and discharged separately.
DC 에너지 전달 네트워크(220)의 제2구현예의 일부에서, 단일 스테이지 DC 에너지 전달 장치(100)는 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같은 것이 바람직하다.In part of the second embodiment of the DC energy delivery network 220 , the single stage DC
DC 에너지 전달 네트워크(220)의 제2구현예의 일부에서, 듀얼 스테이지 DC 에너지 전달 장치(700)는 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같은 것이 바람직하다.In part of the second embodiment of the DC energy delivery network 220 , the dual stage DC energy delivery device 700 is preferably as shown in FIGS. 7 and 8 .
DC 에너지 전달 네트워크(220)의 제2구현예의 일부에서, 출력 인덕터를 공유하는 DC 에너지 전달 장치(900)는 도 10 및 도 12에 도시된 바와 같은 것이 바람직하다. 이 도면에서, DC 커패시턴스 스테이지는 도 11에 도시된 바와 같이 구현될 수 있다.In some of the second implementations of the DC energy transfer network 220 , the DC
공유된 인덕터를 갖는 DC 에너지 장치(900)는 도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이 단일 스테이지 DC 에너지 전달 장치(100)로 구현되거나, 도 9c 및 도 9d에 도시된 바와 같이 듀얼 스테이지 DC 에너지 전달 장치(700)로 구현된다.
공유된 인덕터 L3(950)는 도 9a에 도시된 바와 같이 공유된 출력 DC 단자(904)에 출력 DC 단자(104) 사이에서 직접 접속된다. 대안적으로, 공유된 인덕터 L3(950)는 도 9b에 도시된 바와 같이, 각각 공유된 출력 DC 단자(904)로 출력 DC 단자(104) 사이에서 제5다이오드(D5) 및/또는 제6다이오드(D6)를 거쳐 접속된다.Shared
공유된 인덕터 L3(950)는 도 9c에 도시된 바와 같이 출력 DC 단자(404)와 공유된 출력 DC 단자(904) 사이에 직접 접속될 수 있다. 대안적으로, 공유된 인덕터 L3(950)는 도 9d에 도시된 바와 같이, 각각 출력 DC 단자(404)와 공유된 출력 DC 단자(904) 사이에서 제7다이오드(D7) 및/또는 제8다이오드(D8)를 거쳐 접속될 수 있다.Shared
DC 에너지 전달 네트워크(220)의 제3구현예를 다시 참조하면, DC 에너지 전달 네트워크(220)에서 에너지 전달 장치(100)는 갤런 당 적어도 200마일 또는 리터 당 적어도 86km의 연료 사용량을 유지하기 위해 자동차(210)에서 동작하도록 구성된다. 바꿔말하면, 유닛(320)이 1갤런이면, 예상 이동 거리는 200마일 이상이고, 유닛(320)이 1리터이면, 예상 이동 거리는 86km 이상이다.Referring back to the third embodiment of the DC energy delivery network 220 , the
제조 비용이 자동차 회사의 중요한 고려사항이라고 가정하면, 안정적으로 설립되는 간단한 회로가 선호될 것이다. 그러나, 2배의 연료 효율을 갖는 자동차(210)의 제2버전을 처리할 수 있는 것이, 특히 이러한 전개가 시장에서 빠른 흐름을 갖는다면, 더 큰 사업 가치를 가질 것이다.Assuming manufacturing cost is an important consideration for automakers, simple circuits that are reliably established will be preferred. However, being able to handle the second version of the vehicle 210 with twice the fuel efficiency would have greater business value, especially if this deployment has a rapid flow in the market.
DC 에너지 전달 네트워크(220)의 제2구현예의 필요조건이 도 4 또는 도 7에 도시된 바와 같이 2개의 DC SD 스테이지(400-1, 400-2)를 사용하는 것으로 충족되면, 도 6 또는 도 8에 도시된 바와 같이 DC SD 스테이지(400-1 내지 400-4)의 4개의 인스턴스를 사용하는 DC 에너지 전달 네트워크(220)의 제3구현예가 바람직할 것이다.If the requirements of the second embodiment of the DC energy delivery network 220 are met by using two DC SD stages 400 - 1 , 400 - 2 as shown in FIG. 4 or 7 , then FIG. 6 or FIG. A third implementation of DC energy delivery network 220 using four instances of DC SD stages 400-1 to 400-4 as shown in 8 would be preferred.
DC 에너지 전달 네트워크(220)의 제2구현예의 필요조건이 도 10에 도시된 바와 같이 2개의 DC 커패시턴스 스테이지(1000-1, 1000-2)의 두 개의 인스턴스로 충족되면, 도 12에 도시된 바와 같이 DC 커패시턴스 스테이지(1000-1 내지 1000-4)의 4개의 인스턴스를 사용하는 DC 에너지 전달 네트워크(220)의 제3구현예가 바람직할 것이다.If the requirements of the second embodiment of the DC energy delivery network 220 are met with two instances of two DC capacitance stages 1000-1, 1000-2 as shown in FIG. 10, then as shown in FIG. Likewise, a third implementation of DC energy delivery network 220 using four instances of DC capacitance stages 1000 - 1 to 1000 - 4 would be preferred.
유도성 장치 L1(150), L2(550) 및 L3(950)는 초기에는 상업적으로 이용가능한 인덕터로 구현될 수 있다.
그러나, 인덕터의 냉각 및 검정에 대한 개선사항이 요구된다.However, improvements in cooling and qualification of inductors are desired.
DC 에너지 전달 네트워크(220)의 DC 에너지 전달 장치(100) 및 그 외 사항의 다양한 구현예에서 그 성능에 특징이 있는 인덕터는, 성능 표시에, 일반 동작에 포함되는 낮은 주파수 뿐만 아니라 그를 가로지르는 고 에너지를 반영하는 것이 바람직하다.In various implementations of the DC
본 고안의 다양한 구현예에서 사용하기 적절한 인덕터는 냉각 층, 가능한 미네랄 오알과 같은 액체 절연체를 필요로 할 것이다.Inductors suitable for use in various embodiments of the present invention will require a liquid insulator such as a cooling layer, possibly mineral oal.
스위치 SW1(140), SW2(410-2), SW3(410-3), SW4(540), SW5(410-5) 및/또는 SW6(410-6)는 제조시 이미 솔리스-스테이트 스위치로 구현될 수 있다.Switches SW1 (140), SW2 (410-2), SW3 (410-3), SW4 (540), SW5 (410-5) and/or SW6 (410-6) are already implemented as solid-state switches at the time of manufacture. can be
그러나, 안정적인 기계식 스위치 구현이 필요한 경우가 있으며, 예를 들어, 전기자(armature)가 단자(1 및 2)의 개방 및 폐쇄 접속 사이를 이동하는 전기자 캐비티를 포함하는 릴레이가 필요한 경우가 있다.However, there are cases where a reliable mechanical switch implementation is desired, for example a relay comprising an armature cavity in which an armature moves between the open and closed connections of
전기자 캐비티는 전기자가 스위치 단자(1 및 2) 사이의 접속을 개방 및 폐쇄함에 따라 아크방전의 영향을 억제하기 위해 액체 절연체로 채워질 수 있다.The armature cavity may be filled with a liquid insulator to suppress the effects of arc discharge as the armature opens and closes the connection between the
기계식 스위치는, 스위치가 폐쇄될 때 전기자와 단자 접촉 사이의 간극으로부터 액체 절연체를 떼어놓고 스위치가 개방될 때 액체 절연체를 간극 내로 밀어넣도록 구성된 플런저(plunger)를 더 포함할 수 있다.The mechanical switch may further include a plunger configured to release the liquid insulator from the gap between the armature and the terminal contact when the switch is closed and to push the liquid insulator into the gap when the switch is opened.
DC 에너지 전달 장치를 두 스테이지 이상으로 구성하는 것도 본 고안의 범위에 해당하나, 명세서의 간결화를 위해 여기서는 그 논의를 생략한다.It is also within the scope of the present invention to configure the DC energy transfer device in two or more stages, but for the sake of brevity of the specification, a discussion thereof is omitted here.
DC SD 스테이지(400)를 4개의 인스턴스 이상으로 구성하는 것도 본 고안의 범위에 해당하나, 명세서의 간결화를 위해 여기서는 그 논의를 생략한다. DC SD 스테이지(400)의 인스턴스 수는 적어도 1개이고, 2의 배수로 제한되지 않는다. 예를 들어, DC 에너지 전달 네트워크(220)에서 3인스턴스를 가져오는, 전기 모터(250)의 3 스테이지 순환이 바람직하다.It is also within the scope of the present invention to configure the
도 16은 본 고안의 다양한 실시형태 및/또는 구현예의 필요사항을 충족하도록 구성되거나 그에 따라 개별적으로 제조되는 본 고안의 장치(10)의 일부를 요약한다. 장치(10)는 DC 에너지 전달 장치(100), 듀얼 스테이지 DC 에너지 전달 장치(700), 에너지 전달 컨트롤러(170 및/또는 280), DC 에너지 전달 네트워크(220), 이러한 회로에 사용되는 구성요소들(1400), DC 에너지 전달 장치 및/또는 네트워크를 포함 및/또는 사용하여 이득이 되는 장치, 본 고안에 따라 상기 장치들을 동작하는 방법을 포함하나, 이에 제한되지 않는다.16 summarizes a portion of a device 10 of the present invention that is individually manufactured or configured to meet the needs of various embodiments and/or implementations of the present invention. Device 10 includes DC
구성요소들(1400)은, 적어도 하나의 용량성 장치(C1 내지 C4), 적어도 하나의 스위치 장치(SW1 내지 SW6), 적어도 하나의 유도성 장치(L1 내지 L3), 적어도 하나의 SD 스테이지(400) 및/또는 적어도 하나의 DC 용량성 장치(1000)을 포함하나, 여기에 제한되지 않고, 각각은 본 명세서에 정의 및 개시되어 있다.Components 1400 include at least one capacitive device C1 to C4 , at least one switch device SW1 to SW6 , at least one inductive device L1 to L3 , at least one
응용 장치는 하이브리드 전기 자동차, 전기 자동차 및/또는 태양열발전 장치를 포함하나, 이에 제한되지 않는다.Applications include, but are not limited to, hybrid electric vehicles, electric vehicles, and/or solar power generation devices.
임의의 차량은 자동차, 트럭, 버스, 트롤리, 기차, 유인 또는 무인 비행기, 배, 잠수함, 인공위성 및/또는 우주선일 수 있다. Any vehicle may be a car, truck, bus, trolley, train, manned or unmanned aerial vehicle, ship, submarine, satellite and/or spacecraft.
바람직한 차량은 자동차, 트럭 또는 버스이다. Preferred vehicles are automobiles, trucks or buses.
태양열 발전 장치는, 이 장치들이 온-그리드(on-gird) 또는 오프-그리드(off-grid)인지에 따라, 태양열 어레이 및/또는 태양열 스토리지로부터 에너지를 전달하는 장치를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.Solar power generation devices may include, but are not limited to, devices that transfer energy from solar arrays and/or solar storage, depending on whether the devices are on-grid or off-grid. doesn't happen
본 고안에서는 하이브리드 전기/내연기관(ICE) 자동차(210)가 개시되어 있다.In the present invention, a hybrid electric/internal combustion engine (ICE) vehicle 210 is disclosed.
도 17은 컨트롤러(1500), 컴퓨터(1510), 구성부(1520) 및 메모리 항목(1540) 중 적어도 하나를 포함하는 영구적 메모리(1530)를 포함하는 그룹의 적어도 하나의 부재의 적어도 하나의 인스턴스를 포함하는 에너지 전달 컨트롤러(170 및/또는 280)를 도시한다.17 illustrates at least one instance of at least one member of the group including a controller 1500 , a computer 1510 , a component 1520 , and a persistent memory 1530 comprising at least one of a memory item 1540 . energy transfer controllers 170 and/or 280 are shown.
컨트롤러(1500)는 적어도 하나의 입력, 적어도 하나의 출력 및 가능한 적어도 하나의 내부 상태를 포함한다. 컨트롤러(1500)는 내부 상태롤 바꿔 입력에 대해 응답한다. 컨트롤러(1500)는 입력의 적어도 하나의 값 및/또는 적어도 하나의 내부 상태의 적어도 하나의 값에 기초하여 출력을 생성한다. 내부 상태는 영구적 메모리(1530), 메모리 항목(1540) 및/또는 구성부(1520)의 하나 이상의 인스턴스로 구현될 수 있다.The controller 1500 includes at least one input, at least one output and possibly at least one internal state. The controller 1500 responds to the input by changing its internal state. The controller 1500 generates an output based on at least one value of the input and/or at least one value of at least one internal state. Internal state may be implemented in one or more instances of persistent memory 1530 , memory item 1540 , and/or component 1520 .
컴퓨터(1510)는 적어도 하나의 명령 프로세서 및 적어도 하나의 데이터 프로세서를 포함한다. 각 데이터 프로세서는 적어도 하나의 명령 프로세서에 의해 지시를 받는다. 컴퓨터는 영구적 메모리(1530), 메모리 항목(1540) 및/또는 구성부(1520)의 하나 이상의 인스턴스를 구현한다.Computer 1510 includes at least one instruction processor and at least one data processor. Each data processor is instructed by at least one instruction processor. The computer implements one or more instances of persistent memory 1530 , memory item 1540 , and/or component 1520 .
메모리 항목(1540)은 영구적 메모리(1530), 컨트롤러(1500) 및/또는 컴퓨터(1510)에 보유될 수 있다.Memory items 1540 may be held in persistent memory 1530 , controller 1500 , and/or computer 1510 .
메모리 항목(1540)은, 본 고안의 일부 요소를 동작하는 방법의 적어도 일부를 구현할 수 있는, 다운로드(1550), 설치 패키지(1552), 동작 시스템(1554) 및/또는 적어도 하나의 프로그램 항목(1556) 중 적어도 하나의 적어도 하나의 인스턴스를 포함한다.Memory item 1540 may include download 1550 , installation package 1552 ,
여기서 사용된 바와 같이, 영구적 메모리(1530)는, DC 에너지 전달 장치(100) 및/또는 DC 에너지 전달 네트워크(220)에 의해 장치(10)가 사용을 위해 현재 생성되는 전력에 결합되어있는지에 따라, 통상 동작에서 그 휘발성이 제거되도록 구성되어 전원이 제공된 적어도 하나의 휘발성 메모리 부품 및/또는 적어도 하나의 비휘발성 메모리 부품을 포함한다. 비휘발성 메모리는 메모리에 전력이 공급되었는지에 따라 그 메모리 항목(1540)을 유지하도록 구성된다. 휘발성 메모리는 일정 주기에 걸쳐 전력이 제공되지 않으면 그 메모리 항목(1540)이 손실된다.As used herein, persistent memory 1530 is dependent on whether device 10 is currently coupled to power being generated for use by DC
도 18은 도 17의 프로그램 항목(1556)의 일부 실시예를 도시하는 것으로, DC 에너지 전달 장치(100), DC 에너지 전달 네트워크(220), DC 에너지 전달 장치(100) 및/또는 DC 에너지 전달 네트워크(220) 중 적어도 하나를 포함 및/또는 사용하는 시스템(180) 중 적어도 하나, 특히 하이브리드 전기/ICE 자동차(210)의 적어도 일부를 동작하는 방법의 적어도 하나의 항목을 구현한다. 방법은 하나 이상의 단계를 포함하고, 프로그램 항목(1556)은 이하 명령 동작 중 하나 이상을 포함한다:18 illustrates some embodiments of program item 1556 of FIG. 17 , DC
프로그램 동작(1600)은 공통 단자(160)에 대해 입력 DC 단자(102) 및/또는 출력 DC 단자(104)를 감지한 것에 응답하여 DC 에너지 전달 장치(100)의 동작을 지원한다. 에너지 전달 컨트롤러(170)는 폐쇄 상태(174) 또는 개방 상태(176) 중 하나를 제1스위치 SW1(140)의 제어 단자(C)에 제공하기 위해 제어 상태(172)를 바꿀 수 있다.Program operation 1600 supports operation of DC
실시예에서, 입력 DC 단자는, 도 1에 도시된 바와 같이, 시간 t0에서 Vin_est0 V의 전압 및 시간 t1에서 Vin_est1 V의 전압을 포함하는 입력 DC DES와 Cest1으로 추정되는 커패시턴스를 갖는, 제1용량성 장치 C1(130)에 접속된다. t0에서 C1에 저장된 추정 에너지는 1/2 * Cest1 * Vinest02로 계산될 수 있다. t1에서 C1에 저장된 추정 에너지는 1/2 * Cest1 * Vinest12로 계산될 수 있다. 시간 t0에서 t1까지 C1에서 전달된 에너지의 추정치는 1/2 * Cest1 * (Vinest12 - Vinest02)로 계산될 수 있다. In an embodiment, the input DC terminal has a first capacitance, having a capacitance estimated as Cest1 and an input DC DES comprising a voltage of Vin_est0 V at time t0 and a voltage of Vin_est1 V at time t1, as shown in FIG. 1 . connected to the
제2실시예 또한 도 1에 기초한다. 제2용량성 장치 C2(160)가 Cest2의 추정 커패시턴스를 갖는다고 가정한다. 출력 DC DES가 t0에서 Vout_est0의 전압을 갖고 t1에서 Vout_est1의 전압을 포함한다고 가정한다. 유사하게, 시간 t0에서 t1까지 전달된 에너지의 추정치는 1/2 * Cest2 * (Vinest12 - Vinest02)로 계산될 수 있다. A second embodiment is also based on FIG. 1 . Assume that the second
DC 에너지 전달 장치(100)를 동작하는 것은, C1에 저장된 추정 에너지가 임계치 이하이거나 입력 DC DES의 추정 전압이 제2임계치 이하일 때 제1용량성 장치(100)를 충전하는 것을 포함한다. C1에서 동작 최대 전압이 3000V이고 커패시턴스가 1F라고 가정한다. 제1임계치는 최대 동작 전압 3000V에서 C1에 저장된 에너지의 1/4일 수 있고, 제2임계치는 3000V의 1/2일 수 있다.Operating the DC
t0과 t1 사이의 에너지 전달 효율은 C2에서 전달된 에너지를 C1에서 전달된 에너지로 나눈 비율로 추정될 수 있고, Cest2 * (Vinest12 - Vinest02) / (Cest1 * (Vinest12 - Vinest02))로 계산될 수 있다.The energy transfer efficiency between t0 and t1 can be estimated as the ratio of energy transferred from C2 divided by energy transferred from C1, Cest2 * (Vinest1 2 - Vinest0 2 ) / (Cest1 * (Vinest1 2 - Vinest0 2 )) can be calculated.
프로그램 동작(1610)은 공통 단자(106)에 대해 고 에너지 단자(202) 및/또는 서비스 단자(204)를 감지한 것에 응답하여 DC 에너지 전달 네트워크(220)를 동작하는 것을 지원한다.Program operation 1610 assists in operating DC energy delivery network 220 in response to sensing
프로그램 동작(1620)은 공통 단자(106)에 대해 그 단자(102 및/또는 404) 중 적어도 하나를 감지하기 위해 듀얼 스테이지 DC 에너지 전달 장치(700)를 동작하는 것을 지원한다. 이 동작은 듀얼 스테이지 DC 에너지 전달 장치(700)에서 공통 단자(108 및 408)를 통해 2개의 스위치를 각각 제어하기 위해 2개의 제어 상태(172-1 및 172-2)를 바꾸는 것을 포함한다.Program operation 1620 assists in operating dual stage DC energy delivery device 700 to sense at least one of
프로그램 동작(1630)은 공통 단자(106)에 대해 고 에너지 단자(202) 및/또는 서비스 단자(204)를 감지하는 것에 응답하여 적어도 하나의 스텝 다운(SD) 스테이지(400)를 동작하는 것을 지원한다.Program operation 1630 supports operating at least one step down (SD)
프로그램 동작(1640)은 공통 단자(106)에 대해 고 에너지 단자(202) 및/또는 서비스 단자(204)를 감지하는 것에 응답하여 적어도 하나의 커패시턴스(Cap) 스테이지(100)를 동작하는 것을 지원한다.Program operation 1640 assists in operating at least one capacitance (Cap)
프로그램 동작(1650)은 적어도 하나의 DC 에너지 전달 장치(100) 및/또는 적어도 일부의 DC 에너지 전달 네트워크(220)의 적어도 하나의 감지된 DES에 응답하여 시스템(180)의 적어도 일부를 동작하는 것을 지원한다.The program operation 1650 includes operating at least a portion of the system 180 in response to the at least one sensed DES of the at least one DC
프로그램 동작(1660)은 적어도 일부의 DC 에너지 전달 네트워크(220)의 적어도 하나의 감지된 DES에 응답하여 하이브리드 전기/ICE 자동차(210)를 동작하는 것을 지원한다.The program operation 1660 supports operating the hybrid electric/ICE vehicle 210 in response to at least one sensed DES of the at least some DC energy delivery network 220 .
이 실시예들 및 설명들은 본 고안을 개시하고 청구범위를 실시가능하게 하고 여러 국가에서 분할 출원 및 연속 출원을 위하여 제시된 것으로, 당업자라면 본 고안의 범위가 여기에 제시된 설명만으로 제한되지 않는다는 것을 인식할 것이다.These examples and descriptions disclose the present invention, enable the claims, and are presented for divisional and continuous applications in various countries, those skilled in the art will recognize that the scope of the present invention is not limited only to the descriptions presented herein. will be.
예를 들어, 가장 간단한 DC 에너지 전달 장치(100)는, 에너지 전달 장치의 규정된 요소를 넘어, 여기서 내부 DC DES로 언급된, DC DES를 필수적으로 포함하는 출력 DC DES의 생성에 기여하는 적어도 하나의 내부 DES로 구성될 수 있다.For example, the simplest DC
다른 실시예에서, 도 1에 도시된 바와 같은 DC 에너지 전달 장치(100)의 구성요소들 사이의 하나 이상의 접속은, 도면에 도시되었을 지라도, 다이오드(D1 또는 D2)를 포함하지 않을 수 있다.In other embodiments, one or more connections between the components of DC
또 다른 실시예에서, 도 1 및 이어지는 도면들의 임의의 접속들 사이에서, 저항, 커패시터, 다이오드 및/또는 인덕터와 같은 추가 구성요소가, DC 에너지 전달에 기여하는 내부 DC DES를 방해하지 않도록, 연결 및 마련될 수 있다.In another embodiment, between any connections in FIG. 1 and subsequent figures, a connection is made such that additional components, such as resistors, capacitors, diodes and/or inductors, do not interfere with the internal DC DES contributing to DC energy transfer. and may be provided.
Claims (24)
상기 DC 에너지 전달 장치는, 출력 DC 단자에서 에너지를 적어도 하나의 내부 DES(dynamical electro-state)를 통해 출력 DC DES로 전달하기 위해, 입력 DC 단자에서 입력 DC DES에 응답하도록 구성되고, 각 내부 DES는 전류가 오직 한 방향으로만 흐르도록 구성된 DC DES를 필수적으로 포함하고,
상기 입력 DC DES와 출력 DC DES는 상기 공통 단자에 관련되는 것을 특징으로 하는 DC 에너지 전달 장치를 포함하는 장치.A device comprising a DC energy delivery device comprising an input DC terminal, a common terminal and an output DC terminal, the device comprising:
The DC energy transfer device is configured to be responsive to an input DC DES at an input DC terminal to deliver energy at the output DC terminal to an output DC DES via at least one internal dynamical electro-state (DES), each internal DES contains essentially a DC DES configured so that current flows in only one direction,
and the input DC DES and the output DC DES are related to the common terminal.
상기 DC 에너지 전달 장치는, 제1용량성 장치, 제2용량성 장치, 스위치 및 유도성 장치를 포함하고,
상기 제1용량성 장치, 제2용량성 장치, 스위치 및 유도성 장치는 각각 제1단자와 제2단자를 포함하고,
상기 스위치는 제어 단자를 더 포함하고, 폐쇄 상태에서 스위치의 제1단자와 제2단자 사이의 접속을 닫고 개방 상태에서 상기 접속을 열도록 구성되고, 상기 폐쇄 상태와 개방 상태는 공통 단자에 대한 제어 단자의 제어 DES 응답이며,
상기 DC 에너지 전달 장치는,
입력 DC 단자가 제1용량성 장치의 제1단자에 접속되고 스위치의 제1단자에 접속되고;
제1용량성 장치의 제2단자가 공통 단자에 접속되고;
스위치의 제2단자가 유도성 장치의 제1단자에 접속되고;
유도성 장치의 제2단자가 제2용량성 장치의 제1단자 및 출력 DC 단자에 접속되며;
제2용량성 장치의 제2단자가 공통 단자에 접속되는 것을 특징으로 하는 DC 에너지 전달 장치를 포함하는 장치.According to claim 1,
The DC energy transfer device comprises a first capacitive device, a second capacitive device, a switch and an inductive device;
wherein the first capacitive device, the second capacitive device, the switch and the inductive device each include a first terminal and a second terminal;
The switch further includes a control terminal, configured to close a connection between the first terminal and the second terminal of the switch in a closed state and open the connection in an open state, wherein the closed state and the open state control the common terminal is the control DES response of the terminal,
The DC energy transfer device,
an input DC terminal connected to a first terminal of the first capacitive device and connected to a first terminal of the switch;
a second terminal of the first capacitive device is connected to the common terminal;
a second terminal of the switch is connected to a first terminal of the inductive device;
a second terminal of the inductive device is connected to the first terminal of the second capacitive device and an output DC terminal;
A device comprising a DC energy transfer device, wherein a second terminal of the second capacitive device is connected to a common terminal.
상기 DC 에너지 전달 장치는,
입력 DC DES가 적어도 36V의 전압을 갖고, 출력 DC DES가 적어도 12V의 전압을 갖고, 제1용량성 장치가 적어도 800V의 동작 전압에서 적어도 500μF의 커패시턴스를 갖고, 제2용량성 장치가 적어도 1500μF의 커패시턴스를 갖는 구성을 충족하도록 구성되고,
입력 DC 단자와 출력 DC 단자 사이의 에너지 전달이 적어도 K% 효율(여기서, K는 적어도 65)로 이루어지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 DC 에너지 전달 장치를 포함하는 장치.3. The method of claim 2,
The DC energy transfer device,
the input DC DES has a voltage of at least 36 V, the output DC DES has a voltage of at least 12 V, the first capacitive device has a capacitance of at least 500 μF at an operating voltage of at least 800 V, and the second capacitive device has a voltage of at least 1500 μF configured to meet a configuration having a capacitance;
An apparatus comprising a DC energy transfer device, wherein the energy transfer between the input DC terminal and the output DC terminal is configured to be at least K% efficient, wherein K is at least 65.
상기 에너지 전달의 효율은 상기 제2용량성 장치에서의 에너지 변화를 상기 제1용량성 장치에서 에너지 변화로 나눈 비율인 것을 특징으로 하는 DC 에너지 전달 장치를 포함하는 장치.4. The method of claim 3,
wherein the efficiency of energy transfer is the ratio of the change in energy in the second capacitive device divided by the change in energy in the first capacitive device.
제1시간에서의 전압 V1, 제2시간에서의 전압 V2 및 커패시턴스 C를 갖는 커패시터의 에너지 변화는 1/2 * C * (V2 * V2 - V1 * V1)인 추정 에너지를 갖는 것을 특징으로 하는 DC 에너지 전달 장치를 포함하는 장치.4. The method of claim 3,
DC characterized in that the energy change of a capacitor with voltage V1 at first time, voltage V2 at second time and capacitance C has an estimated energy of 1/2 * C * (V2 * V2 - V1 * V1) A device comprising an energy delivery device.
상기 DC 에너지 전달 장치는, 상기 K가 적어도 75 이상이 되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 DC 에너지 전달 장치를 포함하는 장치.4. The method of claim 3,
The device comprising a DC energy delivery device, characterized in that the DC energy delivery device is configured such that the K is at least 75 or greater.
상기 DC 에너지 전달 장치는, 상기 K가 적어도 83 이상이 되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 DC 에너지 전달 장치를 포함하는 장치.7. The method of claim 6,
The device comprising a DC energy delivery device, wherein the DC energy delivery device is configured such that the K is at least 83 or greater.
상기 DC 에너지 전달 장치는:
입력 DC DES가 적어도 1000V의 전압을 포함하는 구성,
출력 DC DES가 적어도 100V의 전압을 포함하는 구성,
제1용량성 장치가 적어도 1000V의 동작 전압에서 적어도 0.5F의 커패시턴스를 포함하는 구성, 및/또는
제2용량성 장치가 적어도 1.0F의 커패시턴스를 포함하는 구성
중 적어도 하나 이상을 만족하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 DC 에너지 전달 장치를 포함하는 장치.4. The method of claim 3,
The DC energy delivery device comprises:
configuration in which the input DC DES comprises a voltage of at least 1000 V;
configuration wherein the output DC DES comprises a voltage of at least 100 V;
wherein the first capacitive device comprises a capacitance of at least 0.5F at an operating voltage of at least 1000V, and/or
wherein the second capacitive device comprises a capacitance of at least 1.0F.
Device comprising a DC energy delivery device, characterized in that configured to satisfy at least one or more of.
상기 DC 에너지 전달 장치는:
입력 DC DES가 적어도 2000V의 전압을 포함하는 구성,
출력 DC DES가 적어도 200V의 전압을 포함하는 구성,
제1용량성 장치가 적어도 2000V의 동작 전압에서 적어도 1.0F의 커패시턴스를 포함하는 구성, 및/또는
제2용량성 장치가 적어도 2.0F의 커패시턴스를 포함하는 구성
중 적어도 하나 이상을 만족하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 DC 에너지 전달 장치를 포함하는 장치.9. The method of claim 8,
The DC energy delivery device comprises:
configuration in which the input DC DES comprises a voltage of at least 2000 V;
configuration wherein the output DC DES comprises a voltage of at least 200 V;
wherein the first capacitive device comprises a capacitance of at least 1.0 F at an operating voltage of at least 2000 V, and/or
wherein the second capacitive device comprises a capacitance of at least 2.0F.
Device comprising a DC energy delivery device, characterized in that configured to satisfy at least one or more of.
상기 DC 에너지 전달 장치는:
입력 DC DES가 적어도 3000V의 전압을 포함하는 구성,
출력 DC DES가 적어도 300V의 전압을 포함하는 구성,
제1용량성 장치가 적어도 3000V의 동작 전압을 포함하는 구성, 및/또는
제2용량성 장치가 적어도 4.0F의 커패시턴스를 포함하는 구성
중 적어도 하나 이상을 만족하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 DC 에너지 전달 장치를 포함하는 장치.10. The method of claim 9,
The DC energy delivery device comprises:
configuration in which the input DC DES comprises a voltage of at least 3000V;
configuration wherein the output DC DES comprises a voltage of at least 300V;
wherein the first capacitive device comprises an operating voltage of at least 3000V, and/or
wherein the second capacitive device comprises a capacitance of at least 4.0F.
Device comprising a DC energy delivery device, characterized in that configured to satisfy at least one or more of.
고 에너지 단자, 서비스 단자, 공통 단자 및 고 에너지 단자와 서비스 단자 사이에 적어도 1MJ의 에너지를 전달하도록 구성된 DC 에너지 전달 장치의 적어도 하나의 인스턴스를 포함하는 DC 에너지 전달 네트워크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 DC 에너지 전달 장치를 포함하는 장치.According to claim 1,
A DC energy delivery network comprising a high energy terminal, a service terminal, a common terminal and at least one instance of a DC energy delivery device configured to transfer energy of at least 1 MJ between the high energy terminal and the service terminal. A device comprising a DC energy transfer device.
상기 고 에너지 단자와 서비스 단자 사이의 에너지 전달은 적어도 2MJ인 것을 특징으로 하는 DC 에너지 전달 장치를 포함하는 장치.12. The method of claim 11,
and the energy transfer between the high energy terminal and the service terminal is at least 2 MJ.
상기 고 에너지 단자와 서비스 단자 사이의 에너지 전달은 적어도 4MJ인 것을 특징으로 하는 DC 에너지 전달 장치를 포함하는 장치.13. The method of claim 12,
and the energy transfer between the high energy terminal and the service terminal is at least 4 MJ.
상기 고 에너지 단자와 서비스 단자 사이의 에너지 전달은 적어도 상기 K%의 에너지 효율을 갖고, 상기 K는 적어도 65인 것을 특징으로 하는 DC 에너지 전달 장치를 포함하는 장치.12. The method of claim 11,
wherein the energy transfer between the high energy terminal and the service terminal has an energy efficiency of at least K%, and wherein K is at least 65.
상기 K는 적어도 75인 것을 특징으로 하는 DC 에너지 전달 장치를 포함하는 장치.12. The method of claim 11,
wherein K is at least 75.
상기 K는 적어도 83인 것을 특징으로 하는 DC 에너지 전달 장치를 포함하는 장치.12. The method of claim 11,
wherein K is at least 83.
상기 DC 에너지 전달 네트워크의 에너지 전달에 응답하여 동작하는 시스템을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 DC 에너지 전달 장치를 포함하는 장치.12. The method of claim 11,
An apparatus comprising a DC energy transfer device, further comprising a system operative in response to energy transfer of the DC energy transfer network.
상기 시스템은, DC 에너지 전달 네트워크의 에너지 전달을 사용하기 위해 서비스 단자에 연결된 전기 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 DC 에너지 전달 장치를 포함하는 장치.18. The method of claim 17,
wherein the system comprises an electric motor coupled to a service terminal for using the energy transfer of a DC energy transfer network.
상시 시스템은, 에너지 전달을 위해 DC 에너지 전달 네트워크로 에너지를 제공하기 위해 고 에너지 단자에 연결된 연료 셀 및/또는 태양열 전지 및/또는 발전기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 DC 에너지 전달 장치를 포함하는 장치.19. The method of claim 18,
A device comprising a DC energy transfer device, characterized in that the continuous system further comprises a fuel cell and/or solar cell and/or generator connected to the high energy terminal for providing energy to the DC energy transfer network for energy transfer. .
상기 시스템은, DC 에너지 전달 네트워크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 DC 에너지 전달 장치를 포함하는 장치.19. The method of claim 18,
wherein the system further comprises a DC energy delivery network.
상기 시스템은 적어도 부분적으로 차량을 구동하는 것을 특징으로 하는 DC 에너지 전달 장치를 포함하는 장치.21. The method of claim 20,
wherein the system at least partially drives a vehicle.
상기 차량은 전기 차량 및/또는 하이브리드 차량인 것을 특징으로 하는 DC 에너지 전달 장치를 포함하는 장치.22. The method of claim 21,
Device comprising a DC energy delivery device, characterized in that the vehicle is an electric vehicle and/or a hybrid vehicle.
상기 하이브리드 차량은 하이브리드 전기/내연기관(ICE) 차량인 것을 특징으로 하는 DC 에너지 전달 장치를 포함하는 장치.22. The method of claim 21,
wherein the hybrid vehicle is a hybrid electric/internal combustion engine (ICE) vehicle.
상기 차량은 자동차인 것을 특징으로 하는 DC 에너지 전달 장치를 포함하는 장치.22. The method of claim 21,
wherein the vehicle is an automobile.
Applications Claiming Priority (9)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201462027677P | 2014-07-22 | 2014-07-22 | |
US62/027,677 | 2014-07-22 | ||
US201562194748P | 2015-07-20 | 2015-07-20 | |
US62/194,748 | 2015-07-20 | ||
US14/805,315 | 2015-07-21 | ||
US14/805,315 US9287701B2 (en) | 2014-07-22 | 2015-07-21 | DC energy transfer apparatus, applications, components, and methods |
US201562195637P | 2015-07-22 | 2015-07-22 | |
US62/195,637 | 2015-07-22 | ||
PCT/US2015/041597 WO2016014703A2 (en) | 2014-07-22 | 2015-07-22 | Dc energy transfer apparatus, applications, components, and methods |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20170037991A KR20170037991A (en) | 2017-04-05 |
KR102396138B1 true KR102396138B1 (en) | 2022-05-10 |
Family
ID=58587214
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020177004424A KR102396138B1 (en) | 2014-07-22 | 2015-07-22 | Dc energy transfer apparatus, applications, components, and methods |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (2) | JP2017523755A (en) |
KR (1) | KR102396138B1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109017358B (en) * | 2018-06-27 | 2024-01-19 | 友邦电气(平湖)股份有限公司 | DC output module of portable charger |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001197735A (en) | 1999-10-26 | 2001-07-19 | Nagano Japan Radio Co | Step-down converter |
JP2014007929A (en) | 2012-06-27 | 2014-01-16 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | Dc transducer and photovoltaic power generation system of electric power storage type using the same |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5481178A (en) * | 1993-03-23 | 1996-01-02 | Linear Technology Corporation | Control circuit and method for maintaining high efficiency over broad current ranges in a switching regulator circuit |
JP4774217B2 (en) * | 2005-02-15 | 2011-09-14 | 高石 好 | Power transmission device and power transmission method |
US8001906B2 (en) * | 2007-05-07 | 2011-08-23 | General Electric Company | Electric drive vehicle retrofit system and associated method |
KR101005463B1 (en) * | 2008-07-28 | 2011-01-05 | (주)제이디에이테크놀로지 | Dc/dc converter and driving method thereof |
JP5622380B2 (en) * | 2009-11-09 | 2014-11-12 | 株式会社東芝 | Power supply system |
JP5064584B1 (en) * | 2011-05-20 | 2012-10-31 | シャープ株式会社 | DC booster and solar power generation system using the same |
-
2015
- 2015-07-22 JP JP2017503944A patent/JP2017523755A/en active Pending
- 2015-07-22 KR KR1020177004424A patent/KR102396138B1/en active IP Right Grant
-
2020
- 2020-03-11 JP JP2020041605A patent/JP2020114176A/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001197735A (en) | 1999-10-26 | 2001-07-19 | Nagano Japan Radio Co | Step-down converter |
JP2014007929A (en) | 2012-06-27 | 2014-01-16 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | Dc transducer and photovoltaic power generation system of electric power storage type using the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2017523755A (en) | 2017-08-17 |
KR20170037991A (en) | 2017-04-05 |
JP2020114176A (en) | 2020-07-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10967816B2 (en) | DC energy transfer apparatus, applications, components, and methods | |
CN108431618B (en) | Apparatus for measuring characteristics of high voltage battery | |
CN108688490B (en) | On-board vehicle charging system and wireless vehicle charging system with shared components | |
JP2022522900A (en) | High energy capacitive conversion device using multi-filer inductor | |
EP3013617A1 (en) | A control system for an automotive engine and a method of controlling an automotive engine | |
WO2014207004A2 (en) | Electrical power supply for a stationary vehicle | |
CN106936325A (en) | Multifunctional vehicle mounted power inverter and the electric automobile comprising it | |
CN105576738A (en) | Bus pre-charge with vehicle power converter | |
KR200490976Y1 (en) | Dc energy transfer apparatus, applications, components and methods | |
KR102396138B1 (en) | Dc energy transfer apparatus, applications, components, and methods | |
KR101725198B1 (en) | Power suply apparatus of smart metering device for electric rail car and method thereof | |
US6471020B1 (en) | Electrical current generating/distribution system for electric vehicles | |
CN105846519A (en) | Method and apparatus for electrically charging a high-voltage battery from an AC power supply system | |
WO2016014703A2 (en) | Dc energy transfer apparatus, applications, components, and methods | |
EP3380855B1 (en) | Method for determining performance information of a battery of a motor vehicle on-board power system that is connected to a direct current converter, and motor vehicle | |
KR101619467B1 (en) | Apparatus and method for measuring isolation resistance using integrating | |
CN208498258U (en) | A kind of preliminary filling control circuit for electric vehicle | |
Ortúzar | Design, implementation and evaluation of an auxiliary energy system for electric vehicles, based on ultracapacitors and buck-boost converter | |
Nosov et al. | Research and Calculation of a Switched Transformer–Capacitor Pulse Generator | |
CN204701568U (en) | Electricity getting device and vehicle | |
Berntsson | Design and analysis of wireless charging combined with conductive charging | |
Sarbaev et al. | The Pulse Energy Converters in the Systems of Ignition, Electrical Supply and Electric Car Accessories | |
DE202015105401U1 (en) | DC power transmission device, applications and components | |
Lanter et al. | Capacitor Characterization Study for a High Power, High Frequency Converter Application |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |