KR102555753B1 - 전기차 충전용 충전소 - Google Patents

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보이 아스무슨 예스퍼
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널브 스마트 시스템즈 에이피에스
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Abstract

전기차(100)를 충전하도록 적용되며 적어도 하나의 배터리 팩(30)을 포함하는 충전소(20). 배터리 팩(30)은 직렬로 결합되는 복수의 배터리(1) 및 복수의 배터리의 배터리(1)의 각각을 개별적으로 제어하도록 적용되는 제어 유닛(40)를 포함한다. 각각의 배터리(1)는 배터리 입력 라인(8) 및 배터리 출력 라인(9)을 갖는 적어도 하나의 배터리 셀(2), 배터리 셀(2)을 우회하여 전달되어 전기 경로를 형성하도록 배터리 입력 라인(8)으로부터 배터리 출력 라인(9)으로 전달되도록 배치되는 전기 회로 소자(5), 및 하나의 스위치(6 또는 7)를 포함한다. 하나의 스위치(6 또는 7)는 배터리 출력 라인(8) 및 배터리 입력 라인(9) 중 하나에 배치되며 제1 위치 및 제2 위치 사이에서 스위칭된다. 제어 유닛(40)은 각각의 배터리(1)의 하나의 스위치(6 또는 7)에 접속되며, 전력이 능동 상태인 배터리(1)에 대응하는 배터리 셀을 통해 전달되는 제1 위치와, 전력이 수동 상태인 배터리에 대응하는 전기 회로 소자(5)를 통해 전달되는 제2 위치 사이에서 스위칭되도록 하나의 스위치(6 또는 7)를 제어하도록 적용된다.

Description

전기차 충전용 충전소
본 발명은 전기차 충전용 충전소에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 전기차 충전소에 적용되며 제1 단자, 제2 단자, 및 상기 제1 단자 및 제2 단자 사이에 직렬로 결합되는 복수의 배터리를 포함하는 적어도 하나의 배터리 팩, 상기 적어도 하나의 배터리 팩의 상기 제1 및 제2 단자를 전기 에너지 소스에 결합하여 입력 전력을 수신하고 전기 차에 결합하여 출력 전력을 전기차에 전달하도록 적용되는 전기 결합 수단, 및 상기 배터리 팩의 복수의 배터리의 배터리 각각을 개별적으로 제어하도록 적용되는 제어 유닛을 포함하는 충전소에 관한 것이다. 상기 복수의 배터리의 각각의 배터리는 음극 단자 및 양극 단자를 갖는 배터리 셀, 상기 음극 단자에 접속되는 배터리 입력 라인 및 상기 양극 단자에 접속되는 배터리 출력 라인을 포함한다.
본 명세서에서 사용된 바와 같은 용어 "전기차"는 원리적으로 그리고 전기적으로 전력을 공급받는 모든 차량 특히 전기적으로 전력을 공급받는 지상용 차량을 포함함이 주목된다. 그 예는 지게차, 트럭, 핸드 트럭, 라이더 트럭 또는 팔레트 리프터와 같은 산업용 차량은 물론이고, 승용차, 버스, 트럭, 대형트럭, 밴과 같은 가정용 또는 산업용 교통수단을 위한 차량이다. 또 다른 예에는 보트 및 선박과 같은 항해용 선박의 형태인 전기적으로 전력을 공급받는 차량이 포함된다.
현재 유형의 전기차는 일반적인 그리드와 같은 외부 소스로부터 통상 수신된 전압을 이용하여 충전될 수 있다. 더욱이, 최근의 개발 동향은 새로 나올 유형 및 모델의 전기차를 충전하는데 필요로 하는 전압이 보통의 그리드와 같은 외부 소스로부터 통상 수신된 전압보다 훨씬 높게 되는 쪽으로 향하고 있다. 또한, 현재 유형이든 새로 나올 유형이든, 전기차를 충전하는데 필요로 하는 전압은 전기차 배터리의 충전 상태에 따라, 그리고 가능하게는 예를 들어 배터리 유형과 같은 다른 요인에 따라 변한다. 따라서, 전기차를 충전하는 충전소는 차량이 현재 유형이든 새로 나올 유형이든 상관없이 보통은 고가의 고전력 전자장치의 사용을 필요로 한다는 것이 결론이다.
전기차를 충전하는 전통적인 충전소는 전기 에너지 소스로부터 하나의 사전 정의된 전압을 갖는 전력을 수신한다. 주어진 상황에서 전기차를 충전하는데 필요한 특정 전압을 얻기 위해 종래 기술의 충전소는 그리드로부터 수신한 AC 전력을 DC 전력으로 변환하기 위한 AC-DC 변환기 회로 및 연관된 고전력 전자장치를 갖는 DC-DC 변환기를 포함한다. 이들 두 개의 회로는 함께 구축되거나 또는 두 개의 별도의 회로가 될 수 있다. 따라서, 종래 기술의 충전소는 상당량의 비싼 고전력 전자장치를 포함한다.
산업 응용에서는 물론이고 가정 및 공공 운송업에서 사용되는 전기차의 수가 계속적으로 증가함에 따라, 전기차를 충전하기 위한 충전소, 특히 제조 비용이 효율적인 전기차를 충전하기 위한 충전소에 대한 수요가 일반적으로 증가하고 있다. 또한, 빠르고, 효율적이고, 안전하고 특히 비용이 효율적인 방식으로 전기차의 배터리를 충전시킬 수 있는 전기차 충전용 충전소를 제공하는 것이 바람직하다. 더욱이, 전기 그리드에 부하를 더 적게 걸리게 하는 해법을 제공할 필요가 있다.
그러므로, 더 최근에 개발된 유형의 전기차 충전용 충전소에는 내부 배터리 또는 배터리 팩이 제공된다. 그러한 충전소로 인해 전기 에너지의 외부 소스, 특히 그리드에 스트레스 또는 부하를 낮추는 것이 가능하며, 전기 에너지의 외부 소스에 의해 전달되는 전압 V(ext)보다 더 큰 충전소의 최대 출력 전압 V(max)를 전달하는 것이 가능하다. 마지막으로, 그러한 충전소는 배터리 팩의 DC 출력이 충전 대상 전기차의 배터리에 전달되거나 직접 공급될 때 DC-DC 충전을 가능하게 한다.
EP 2 660 924 A2에는 직렬로 접속된 복수의 배터리 셀, 각각의 배터리 셀의 성능을 측정하기 위한 성능 측정부, 각각의 배터리 셀을 다른 배터리 셀에 접속하는 것을 턴 온 또는 오프하기 위한 셀 스위칭부, 및 성능 측정부에 의해 측정된 각각의 배터리 셀의 성능을 기준 성능과 비교하며 측정된 성능이 기준 성능보다 낮은 배터리 셀(들)이 존재할 때, 관련 배터리 셀(들)이 다른 배터리 셀에 접속되는 것을 차단하도록 셀 스위칭부를 제어하기 위한 제어부를 포함하는 배터리 시스템을 관리하는 장치가 개시된다. 그러나, 전기차 충전 시스템으로서 사용될 때, 적어도 하나의 여분의 고전력 전자 부품, 특히 적어도 하나의 여분의 DC-DC 변환기를 필요로 하는데 이는 순서대로 충전되도록 배터리 시스템과 전기차 사이에 배치되거나 충전 시스템 사이에 배치되어 정확한 전류를 전기차에 전달하도록 한다. 실제로, 이는 대부분의 종래 기술의 해법에 대한 경우이다.
예를 들어, WO 2014/145756에는 하나 이상의 배터리 팩을 갖는 범용 충전 시스템이 개시되며, 여기서 각각의 배터리 팩은 복수의 에너지 저장 유닛을 포함하며, 각각의 에너지 저장 유닛은 스위치 모듈과 연관되며, 스위치 모듈은 에너지 저장 유닛의 입력 및 출력 단자에 접속된다. 그 각각의 스위치 모듈을 갖는 에너지 저장 장치는 직렬로 결합된다. 상기 스위치 모듈은 2n + 2 스위치를 포함하며, 여기서 n은 1 이상이거나, 또는 다시 말해서 적어도 네 개의 스위치로서, 다수의 상태 중 하나에서 배터리의 결합을 가능하게 하며, 이 충전 시스템이 의도하는 여러 응용에서 필요로 하는, 출력 전압의 극성을 반전시키고 에너지 저장 유닛을 바이패싱시키는 것을 포함한다.
그러나, 양쪽의 전술한 종래 기술의 해법은 매우 복잡하며 많은 양의 고전력 전자장치를 포함하여 많은 수의 부품을 필요로 하는데, 이들이 전기차를 충전하는데 사용되어야 하는 경우, 전술한 목적을 충족하지 못한다.
또한, 전기차용 충전소는 종종 먼 장소에 설치되기도 하는데, 이는 기술자가 충전소에 가는데 먼 거리를 이동해야 하므로 비싼 유지비용이 든다. 그러므로, 오작동이 더 쉽게 일어날 수 있는, 그러한 매우 복잡한 해법은 전기차용 충전소에는 바람직하지 않다.
그러므로, 본 발명의 목적은 구성이 간단하며 제조 및 유지 비용이 효율적인 전기차용 충전소를 제공하는데 있다. 또 다른 목적은 전기차의 배터리 충전이 빠르고, 효율적이고, 안전하고 특히 비용이 효율적인 방식으로 가능하게 하는 그러한 충전소를 제공하는 것이다. 또 다른 목적은 전기 그리드에 더 적은 부하를 제공하는 전기차를 충전하기 위한 충전소를 제공하는데 있다.
본 발명에 따르면, 상기 목적은 전기차를 충전하도록 적용되는 충전소에 의해 획득되며, 상기 충전소는,
제1 단자, 제2 단자, 및 복수의 배터리를 포함하는 적어도 하나의 배터리 팩 - 상기 복수의 배터리는 상기 제1 단자 및 제2 단자 사이에서 직렬로 결합됨 - ,
상기 적어도 하나의 배터리 팩의 상기 제1 및 제2 단자를 전기 에너지 소스에 결합하여 입력 전력을 수신하고 전기차에 결합하여 출력 전력을 전기차에 전달하도록 적용되는 전기 결합 수단, 및
상기 배터리 팩의 복수의 배터리의 배터리들 각각을 개별적으로 제어하도록 적용되는 제어 유닛을 포함하며,
상기 복수의 배터리의 각각의 배터리는,
음극 단자 및 양극 단자를 갖는 배터리 셀,
상기 음극 단자에 접속되는 배터리 입력 라인 및 상기 양극 단자에 접속되는 배터리 출력 라인,
상기 배터리 입력 라인으로부터 상기 배터리 출력 라인으로 전달되어 상기 배터리 셀을 우회하여 전달되는 전기 경로를 형성하도록 배치되는 전기 회로 소자, 및
하나의 스위치 - 상기 하나의 스위치는 상기 배터리 셀의 양극 단자와 상기 전기 회로 소자 사이의 상기 배터리 출력 라인과, 상기 배터리 셀의 음극 단자와 상기 전기 회로 소자 사이의 상기 배터리 입력 라인 중 하나에 배치되고, 상기 하나의 스위치가 상기 양극 단자와 상기 배터리 출력 라인을 접속시키거나 상기 하나의 스위치가 상기 음극 단자와 상기 배터리 입력 라인을 접속시키는 제1 위치와, 상기 하나의 스위치가 상기 전기 회로 소자와 상기 배터리 출력 라인을 접속시키거나 상기 하나의 스위치가 상기 전기 회로 소자와 상기 배터리 입력 라인을 접속시키는 제2 위치 사이에 스위칭됨 - 를 포함하고,
상기 제어 유닛은 상기 복수의 배터리의 각각의 배터리의 각각의 하나의 스위치에 접속되고, 전력이 능동 상태인 배터리에 대응하는 배터리 셀을 통해 전달되는 상기 제1 위치와, 전력이 상기 전기 회로 소자를 통해 그리고 수동 상태인 배터리에 대응하는 배터리 셀을 우회하여 전달되어, 상기 복수의 배터리의 각각의 배터리가 상기 능동 상태와 수동 상태 사이의 개별 스위칭을 가능하게 하는 상기 제2 위치 사이에서 스위칭되도록 상기 복수의 배터리의 각각의 배터리의 상기 하나의 스위치를 제어하도록 적용되며,
상기 복수의 배터리의 각각의 배터리는 하나의 또 다른 스위치를 더 포함하여 총 두 개의 스위치를 포함하며, 상기 하나의 또 다른 스위치는 상기 배터리 셀의 양극 단자와 상기 전기 회로 소자 사이의 상기 배터리 출력 라인과, 상기 배터리 셀의 음극 단자와 상기 전기 회로 소자 사이의 상기 배터리 입력 라인의 상기 다른 하나에 배치되고, 상기 제어 유닛은 상기 복수의 배터리의 각각의 배터리의 각각의 하나의 또 다른 스위치에 접속되고, 상기 복수의 배터리의 각각의 배터리가 상기 능동 상태와 수동 상태 사이의 개별 스위칭이 가능하도록 상기 하나의 스위치와 동시에 상기 제1 및 제2 위치 사이에서 스위칭되도록 상기 복수의 배터리의 각각의 배터리의 상기 하나의 또 다른 스위치를 제어하도록 적용된다.
상기 배터리 입력 라인으로부터 상기 배터리 출력 라인으로 전달되어 상기 배터리 셀을 우회하여 전달되는 전기 경로를 형성하도록 배치되는 전기 회로 소자 및, 상기 배터리 출력 라인 및 상기 배터리 입력 라인 중 하나에 배치되는 하나의 스위치를 제공함으로써, 매우 간단하며 비용이 효율적인 회로를 갖는 충전소가 제공된다. 특히, 모든 유형의 전통적인 충전소로서 고전력 전자장치에 대한 필요성이 상당히 제한되며, WO 2014/145756의 해법에서와 같이 복잡한 스위칭 회로에 대한 필요성이 모두 회피된다. 따라서, 충전소 오작동에 대한 위험성이 상당히 줄어든다. 또한, 그러한 충전소는 제작하고 획득하는 데에도 매우 비용 효율적이다.
상기 하나의 스위치가 상기 양극 단자와 상기 배터리 입력 라인을 접속시키거나 상기 하나의 스위치가 상기 음극 단자와 상기 배터리 입력 라인을 접속시키는 제1 위치와, 상기 스위치가 상기 전기 회로 소자와 상기 배터리 출력 라인을 접속시키거나 상기 하나의 스위치가 상기 전기 회로 소자와 상기 배터리 입력 라인을 접속시키는 제2 위치 사이에서 스위칭 가능한 상기 하나의 스위치를 제공함으로써, 주어진 임의의 단일 배터리를 상기 배터리 팩 회로에 결합하거나 그로부터 결합해제하는 것이 가능하다. 이에 따라 오동작이 있을 경우 임의의 하나의 배터리를 결합해제시킬 수 있고, 상기 배터리 팩의 나머지 배터리를 사용하여 동작이 계속되도록 하는 것이 가능한 충전소가 제공된다. 따라서, 충전소 오동작의 위험이 상당히 줄어들어, 기술자가 도착해서 충전소를 수리하는데 필요한 시간을 허용한다. 다시 말해서, 그러한 충전소는 사용 및 유지에 매우 비용 효율적이다.
더욱이, 전술한 바와 같이 상기 전기 회로 소자 및 상기 하나의 스위치를 제공하므로 전기 에너지의 외부 소스에 의해 전달된 전압 V(ext) 이상의 전압에서, 그리고 배터리 팩의 적어도 최대 출력 전압 V(max)까지의 전력으로 전기차를 충전시켜서, 충전 중인 전기차의 배터리의 충전 상태를 일치하도록 충전소의 출력 전압을 계속해서 낮추고, 배터리 팩의 출력이 DC 전압일 때, DC-DC 충전을 가능하게 한다. 따라서 그러한 충전소는 상기 전기차의 배터리를 빠르고, 효율적이고, 안전하고 특히 비용 효율적인 방식으로 충전시키는 것을 가능하게 한다.
상기 제어 유닛이 상기 복수의 배터리의 각각의 배터리의 각각의 하나의 스위치에 접속되고, 전력이 능동 상태인 배터리에 대응하는 배터리 셀을 통해 전달되는 상기 제1 위치와, 전력이 상기 전기 회로 소자를 통해 수동 상태인 배터리에 대응하는 배터리 셀을 우회하여 전달되어, 상기 복수의 배터리의 각각의 배터리가 능동 상태 및 수동 상태 사이의 개별 스위칭을 가능하게 하는 상기 제2 위치 사이에서 스위칭되도록 상기 복수의 배터리의 각각의 배터리의 상기 하나의 스위치를 제어하도록 적용되며, 배터리를 충전 및 방전할 때, 상기 스위치 및 배터리가 매우 정밀하게 제어될 수 있는 충전소가 제공된다. 이에 따라, 충전소의 배터리의 수명이 상당히 증가된다. 다시 말해서, 충전소 오동작의 위험성이 훨씬 더 낮아지고, 이에 따라 비용 효율은 증가된다. 더욱이, 전기차에서 필요한 전압에 충전소의 출력 전압을 빠르고 정밀하게 적용시킬 수 있게 된다. 또한, 전기차를 충전시키는데 필요한 시간이 최적화되며, 전기차의 배터리의 수명이 훨씬 증가될 수 있어서, 전기차의 배터리를 빠르고, 효율적이고, 안전하고 특히 비용 효율적인 방식으로 충전시킬 수 있게 된다.
상기 복수의 배터리의 각각의 배터리는 하나의 또 다른 스위치를 더 포함하여 총 두개의 스위치를 포함하며, 상기 하나의 또 다른 스위치는 상기 배터리 셀의 양극 단자와 상기 전기 회로 소자 사이의 상기 배터리 출력 라인과, 상기 배터리 셀의 음극 단자와 상기 전기 회로 소자 사이의 상기 배터리 입력 라인의 다른 하나에 배치되며, 상기 제어 유닛은 상기 복수의 배터리의 각각의 배터리의 각각의 하나의 또 다른 스위치에 접속되고 상기 복수의 배터리의 각각의 배터리가 상기 능동 상태와 수동 상태 사이의 개별 스위칭을 가능하도록 상기 제1 위치 및 제2 위치 사이에서 상기 하나의 스위치와 동시에 스위칭되도록 상기 복수의 배터리의 각각의 배터리의 상기 하나의 또 다른 스위치를 제어하도록 적용된다.
이에 따라, 필요한 수의 고전력 전자 부품을 최소로 유지하면서 양 스위치가 배터리를 능동 상태 및 수동 상태 사이에서 스위칭되도록 동작되어야 한다는 면에서 스위치 프로세스와 그에 따른 배터리의 안전이 개선되어 제공된다.
일 실시예에서 상기 제어 유닛은 또한 적어도 하나의 상기 복수의 배터리의 배터리 셀로부터 신호를 수신 또는 획득하도록 적용되며, 상기 신호는 상기 배터리 셀의 전하 상태에 대한 정보를 포함하며, 상기 하나의 또 다른 스위치가 제공될 때, 상기 배터리에 전달된 입력 전력의 전압이 상기 배터리를 충전하는데 필요로 하는 전압과 일치하도록 수신된 상기 신호에 따라 상기 적어도 하나의 배터리 팩의 배터리들 중 각각에 대한 상기 하나의 스위치를 제어하도록 적용된다.
이에 따라, 배터리 팩의 배터리를 충전하는 프로세스에서 고도의 정확성 및 확실성이 제공되고, 이는 이어서 배터리 팩의 잠재적인 손상 또는 심지어 유해한 과충전 또는 과방전을 회피할 수 있게 한다. 이는 이어서 배터리 팩의 배터리를 신속하고 효율적으로 충전할 수 있게 하며, 이는 이어서 배터리 소모를 줄이고 수명을 연장시키는 결과를 가져온다. 또한, 배터리 팩의 배터리는 이러한 방식으로 모든 배터리의 균일한 충전 또는 방전이 달성되는 방식으로 제어 유닛에 의해 제어 될 수 있다.
일 실시 예에서 상기 제어 유닛은 또한 하나 이상의 배터리가 결함이 있음을 나타내는 정보를 포함하는 신호가 적어도 하나의 복수의 배터리의 배터리 셀로부터 신호를 수신 또는 획득하고, 하나의 또 다른 스위치가 제공된 경우, 결함으로 표시된 배터리가 수동 상태로 영구적으로 스위칭되도록 수신된 신호에 따라 적어도 하나의 배터리 팩의 각 배터리의 하나의 스위치를 제어하도록 적용된다.
이에 따라, 배터리 팩의 하나(또는 여기서는 그 이상의)의 배터리가 결함이 있는 경우에도 충전소는 계속 가동될 수 있다. 이에 따라 유지비가 저렴하고 수명이 더 길고 가동시간이 더 긴 충전소가 제공된다.
더욱이 기술자가 결함 배터리를 수리하거나 교환했을 때, 예를 들어, 상기 배터리 팩을 상기 제어 유닛이 가능하게는 다른 충전소의 제어 유닛과 함께, 무선 또는 유선으로 접속되는 중앙 제어국에 다시 결합시키거나, 또는 대안으로 중앙 제어국으로부터 배터리를 결합해제 시키기에 적절한 장치에 의해, 충전소에서 배터리를 다시 결합시킬 수 있다.
마찬가지로, 상기 제어 유닛은 신호를 중앙 제어국 또는 또 다른 적절한 제어 장치로 송신하여 상기 중앙 제어국 또는 다른 적절한 제어 장치에 상기 충전소에 대한, 예를 들어, 상기 충전소의 결함 배터리에 대한 정보를 제공하도록 적용된다.
예를 들어, 충전소의 전력 소모 및/또는 시간에 따라 충전소에서 충전된 차량의 수의 모니터링과 같은 다른 기능, 및 사용자 식별, 지불 기능 및, 충전 절차의 작동 및 종료와 같은 특정 충전 절차에 대한 통신 기능은 제어 유닛에 내장되며 중앙 제어국으로부터 또는 또 다른 적절한 제어 유닛에 의해 제어될 수도 있다.
일 실시예에서 상기 충전소는 복수의 배터리 팩을 더 포함하며, 상기 제어 유닛은 상기 하나의 또 다른 스위치가 제공된 경우, 상기 복수의 배터리 팩 각각의 복수의 배터리의 배터리 각각의 상기 하나의 스위치를 개별적으로 제어하도록 적용된다.
이에 따라, 더 높은 최대 출력 전압 및 전기차에 의해 필요한 전압에 상기 출력 전압의 크기를 더 상세하게 조정하는 것은 배터리 셀의 수와 배터리 셀의 용량에 따라 획득될 수 있다.
일 실시예에서 상기 제어 유닛은 충전 대상 전기차로부터 신호를 수신 또는 획득하도록 더 적용되며, 상기 신호는 전기차를 충전하는데 필요한 임의의 하나 이상의 전압, 전기차의 배터리 충전 상태, 및 전기차의 배터리의 용량 중 임의의 하나 이상에 대한 정보를 포함하며, 상기 제어 유닛은 상기 하나의 또 다른 스위치가 제공된 경우 전달된 출력 전력의 전압이 전기차를 충전하는데 필요한 전압과 일치하며, 및/또는 전기차의 배터리의 충전 상태 및 전기차의 배터리의 용량 중 하나 이상을 고려하여 선택되도록 수신된 신호에 따라 상기 적어도 하나의 배터리 팩의 배터리 각각의 상기 하나의 스위치를 제어하도록 더 적용된다.
이에 따라, 전기차를 충전할 때 항시 소정의 전압을 정확히 전달하도록 하고, 이어서 충전 과정이 훨씬 더 빠르고 더 효율적이 되도록 하며, 특히 충전 대상 전기차의 배터리에 매우 유연하게 하도록 여러 파라메터가 고려될 수 있다.
상기 배터리 팩의 상기 제1 및 제2 단자의 전력의 외부 소스로부터 수신된 전력은 AC 전력일 수 있다. 그러므로 일 실시예에서 충전소는 DC 전력을 적어도 하나의 배터리 팩에 전달할 수 있도록 수신된 AC 전력을 DC 전력으로 변환하기 위한 배터리 팩의 제1 단자에 또는 그 전에 배치되는 정류기를 더 포함한다.
대안으로, 배터리 팩의 제1 및 제2 단자에서 전력의 외부 소스로부터 수신된 전력은 DC 전력일 수 있다.
일 실시예에서 상기 전기 결합 수단은 입력 전력 버스 및 출력 전력 버스를 포함하며, 상기 입력 전력 버스는 그리드와 같은 전력의 외부 소스에 접속되도록 적용되고, 상기 배터리 팩 또는 상기 복수의 배터리 팩의 각각의 배터리 팩은 상기 입력 전력 버스에 접속되도록 적용되며, 상기 출력 전력 버스는 충전 대상 전기차에 접속되도록 적용되고, 상기 배터리 팩 또는 복수의 배터리 팩의 각각의 배터리 팩은 상기 출력 버스에 접속되도록 적용된다.
이에 따라 공통 전압 출력을 획득하도록 특히 다중 배터리 팩의 접속을 위해 특별히 간단하고 이어서 제조 비용을 절감한 회로를 갖는 충전소가 제공된다.
일 실시예에서 배터리 팩 또는 복수의 배터리 팩의 각각의 배터리 팩은, 상기 배터리 팩의 또는 상기 복수의 배터리 팩의 각각의 배터리 팩의 제1 및 제2 단자가 적어도 상기 입력 전력 버스 및 상기 출력 전력 버스 또는 선택적으로는 중립 위치에도 결합되어, 결합 상태 사이를 스위칭하도록 적용 및 배치되는 두 개의 스위치를 더 포함한다.
이에 따라, 배터리 팩을 그 사이에서 스위칭하여 충전 및 방전되도록 스위칭할 뿐 아니라 중립 위치가 제공된 경우에도 전체 배터리 팩을 결합시키도록 특히 간단하고 이어서 제조 비용을 절감한 회로를 갖는 충전소가 제공된다.
일 실시예에서 상기 제어 유닛은, 상기 배터리 팩의 또는 상기 복수의 배터리 팩의 각각의 배터리 팩의 상기 제1 및 제2 단자가 상기 입력 전력 버스 및 상기 출력 전력 버스에 결합되어, 결합 상태 사이를 스위칭하도록 적용 및 배치되는 두 개의 스위치를 제어하도록 더 적용된다.
본 발명은 현재의 바람직한 실시예의 비제한적인 예에 의해 그리고 개략적인 도면을 참조하여 이하에서 더욱 상세히 설명될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 전기차를 충전하기 위한 충전소의 제1 실시예를 예시하고, 복수의 배터리를 갖는 하나의 배터리 팩을 포함하는 원리도를 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 전기차를 충전하기 위한 충전소의 제2 실시예를 예시하고, 각각이 복수의 배터리를 포함하는 두개의 배터리 팩을 포함하는 원리도를 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 전기차를 충전하기 위한 충전소의 배터리 팩을 예시하는 원리도를 도시하고, 상기 배터리 팩의 모든 배터리는 수동 상태로 스위칭된다.
도 4는 도 3의 배터리 팩을 예시하는 원리도로서, 모든 배터리는 능동 상태로 스위칭된다.
도 5는 도 3의 배터리 팩을 예시하는 원리도로서, 일부 배터리는 능동 상태로 스위칭되며 일부 배터리는 수동 상태로 스위칭된다.
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 전기차를 충전하기 위한 충전소의 배터리 팩의 하나의 배터리를 예시하는 원리도로서, 상기 배터리는 수동 상태 및 능동 상태로 각각 스위칭된다.
도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 전기차를 충전시키기 위한 충전소의 배터리 팩의 하나의 배터리에 대한 대체 실시예를 예시하는 원리도로서, 상기 배터리는 수동 상태 및 능동 상태로 각각 스위칭된다.
도 10 및 도 11은 본 발명에 따른 전기차를 충전시키기 위한 충전소의 배터리 팩의 하나의 배터리의 대체 실시예를 예시하는 원리도로서, 상기 배터리는 두 개의 스위치를 포함하며 수동 상태 및 능동 상태로 각각 스위칭된다.
동일한 참조 번호는 전체에 걸쳐 동일한 소자를 일컫는다. 특히, 본 발명에 따른 충전소의 배터리 팩의 배터리에 대한 부품의 경우, 참조 번호의 첫 번째 숫자는 부품을 일컬으며 두 번째 숫자는 배터리 팩에 포함되는 복수의 배터리 중에서 배터리의 수를 일컫는다. 예를 들어, 참조 번호 23은 배터리 팩의 제3 배터리의 배터리 셀 2를 일컬으며, 참조 번호 6n은 배터리 팩의 n번째 배터리의 스위치 6을 일컫는다.
도 1은 본 발명에 따른 전기차(100)를 충전시키기 위한 충전소(20)의 제1 실시예를 예시한다. 충전소(20)는 일반적으로 복수의 n 배터리(11, 12, 13,...1(n-2), 1(n-1), 1n)를 갖는 배터리 팩(30)을 포함한다. 배터리 팩의 배터리의 수 n은 2 이상의 임의의 수가 될 수 있다. 배터리(11, 12, 13,...1(n-2), 1(n-1), 1n)는 직렬로 접속된다. 배터리(11, 12, 13,...1(n-2), 1(n-1), 1n)는 모두 동일 방식으로 구성되며 이하에서 더 설명될 것이다.
배터리 팩(30)은 일측에서 배터리 팩의 제1 배터리(11)의 배터리 셀(21)의 음극 단자(31)에 접속되는 제1 단자(301)를 더 포함한다. 제1 단자(301)는 이에 따라 배터리 팩의 음극 단자를 형성한다. 제1 단자(301)는 한편 전기 에너지(200)의 외부 소스 또는 충전 대상 전기차(100)에 직접 또는 간접적으로 접속될 수 있다. 제1 단자(301)를 전기 에너지(200)의 외부 소스와 충전 대상 전기차(100) 사이에서 스위칭하도록 스위치(70)가 제공된다. 스위치(70)는 이에 따라 두 개의 위치를 갖는 유형이다. 스위치(70)는 일부 실시예에서 전기 에너지(200)의 외부 소스, 충전 대상 전기차(100) 및 중립 위치 사이에서 제1 단자(301)를 스위칭하도록 더 제공될 수 있다. 스위치(70)는 그러한 일 실시예에서 세 개의 가능한 위치를 갖는 유형이 될 수 있다.
전기 에너지(200)의 외부 소스는 일반적인 전기 그리드(즉, 메인)와 같은 임의의 적절한 소스가 될 수 있거나 또는 하나 이상의 태양 전지 또는 패널 또는 하나 이상의 윈드 터빈이 될 수 있다. 전기 에너지(200)의 외부 소스는 AC 소스 또는 DC 소스가 될 수 있으며, 이상 또는 삼상이 될 수 있으며, 일례는 삼상 230V 또는 400V AC 메인이다. 전기차(100)는 처음에 설명된 바와 같이 임의의 실현가능한 유형의 전기차가 될 수 있으며, 특히 전기 지상 차량이 될 수 있다. 전기 에너지(200)의 외부 소스가 AC 소스이면, 전기 에너지(200)의 외부 소스와 배터리 팩(30) 사이에 정류기(201)가 제공될 수 있다.
배터리 팩(30)은 일측에서 배터리 팩의 n번째 및 마지막 배터리 1n의 배터리 셀 2n의 양극 단자 4n에 접속되는 제2 단자(302)를 더 포함한다. 제2 단자(302)는 한편 전기 에너지(200)의 외부 소스 또는 충전 대상 전기차(100)에 직접 또는 간접적으로 접속될 수 있다. 제2 단자(302)를 전기 에너지(200)의 외부 소스와 충전 대상 전기차(100) 사이에서 스위칭하기 위해 스위치(80)가 제공된다. 스위치(80)는 이에 따라 두 개의 위치를 갖는 유형이다. 스위치(80)는 일부 실시에에서 제2 단자(302)를 전기 에너지(200)의 외부 소스, 충전 대상 전기차(100) 및 중립 위치 사이에서 스위칭하기 위해 더 제공될 수 있다. 스위치(80)는 이에 따라 그러한 일 실시예에서 세 개의 가능한 위치를 갖는 유형이 될 수 있다.
도시된 실시예들에서 충전소(20)는 입력 전력 버스(60) 및 출력 전력 버스(50)의 형태인 전기 결합 수단을 포함한다. 제1 단자(301) 및 제2 단자(302)는 입력 전력 버스(60)를 통해 전기 에너지(200)의 외부 소스에 접속될 수 있거나 또는 출력 전력 버스(50)를 통해 충전 대상 전기차(100)에 접속될 수 있다. 다른 적절한 전기 결합 수단은 전기 플러그 및 소켓을 포함하며 전기 에너지(200)의 외부 소스에 접속하기 위해 전기 라인도 포함하며, 그러한 접속 수단에는 전술한 전력 버스와 함께 제공되거나 또는 그 대신에 제공될 수 있다.
이제 도 6 내지 9를 참조하여, 배터리 팩(30)의 배터리(1, 11, 12, 13,...1(n-2), 1(n-1), 1n) 각각의 구성이 설명될 것이다. 각각의 배터리는 동일한 구성을 갖는다. 각각의 배터리는 음극 단자(3, 31, 32, 33,..3(n-2), 3(n-1), 3n) 및 양극 단자(4, 41, 42, 43,...4(n-2), 4(n-1), 4n)을 갖는 단일 배터리 셀(2, 21, 22, 23,...2(n-2), 2n), 배터리 셀을 우회하여 바이패스를 형성하는 전기 회로 소자(5, 51, 52, 53,...5(n-2), 5(n-1), 5n) 및 단일 스위치(6, 61, 62, 63,...6(n-2), 6(n-1), 6n)을 포함한다. 배터리 셀(2, 21, 22, 23,...2(n-2), 2(n-1))은 동일한 공칭(nominal) 전압을 가질 수 있거나 또는 상이한 용량을 가질 수 있다. 예를 들어, 배터리 셀(2, 21, 22, 23,...2(n-2), 2(n-1))은 Li 이온 배터리 셀이 될 수 있다.
간략함을 위해, 배터리(1) 각각의 부품은 다음의 설명에서는 도 6 내지 9에서 사용된 참조 번호에 의해서만, 즉, 두번째 숫자가 사용되지 않고, 참조 될 것이다.
전기 회로 소자(5)는 배터리 셀(2)을 우회하여 전달되는, 전기 경로 또는 다시 말해서, 바이패스를 형성하도록 배터리 입력 라인(8)과 배터리 출력 라인(9)사이에 배치된다. 스위치(6)는 도 6 및 도 7에 도시된 실시예에서 배터리 출력 라인(9)이 배터리 셀(2)의 양극 단자(4) 및 전기 회로 소자(5)에 접속되어 그 사이에서 스위칭되도록 배터리 출력 라인(9)에 배치된다. 대안으로, 도 8 및 도 9에 도시된 실시예에서, 이제 7로 표시된 스위치가 배터리 입력 라인(8)이 배터리 셀(2)의 음극 단자(3) 및 전기 회로 소자(5)에 접속되어 그 사이에서 스위칭되도록 배터리 입력 라인(8)에 배치될 수 있다.
도 6 및 도 7은 스위치(6)의 두 가지 결합 상태를 도시한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 스위치(6)는 하나의 스위칭 상태에서 배터리 입력 라인(8)으로부터 전기 회로 소자(5)를 통해 배터리 출력 라인(9)으로 전기 경로를 형성하도록 배치되어, 배터리(2)를 수동 상태로 스위칭할 수 있다. 이에 따라, 배터리(2)는 바이패스된다. 도 7에 도시된 바와 같이, 스위치(6)는 대안으로 또 다른 스위칭 상태에서 배터리 입력 라인(8)으로부터 배터리 셀(2)을 통해 배터리 출력 라인(9)으로 전기 경로를 형성하도록 배치되어, 배터리(2)를 능동 상태로 스위칭할 수 있다. 이에 따라, 배터리(2)는 전기차(100)에 전달된 충전소(200)의 전기 출력에 기여하도록 사용될 수 있거나 또는 배터리(2)는 배터리 팩(30)이 전기차(100) 또는 외부 전력 소스(200)에 결합되는지 여부에 따라, 즉, 본 실시예에서는 스위치(70 및 80)의 위치에 따라 충전될 수 있다.
유사하게, 도 8 및 도 9는 스위치(7)의 두가지 결합 상태를 도시한다. 도 8에 도시된 바와 같이, 스위치(7)는 하나의 스위칭 상태에서 배터리 입력 라인(8)으로부터 전기 회로 소자(5)를 통해 배터리 출력 라인(9)으로 전기 경로를 형성하도록 배치되어, 배터리(2)를 수동 상태로 스위칭할 수 있다. 이에 따라, 배터리(2)는 바이패스된다. 도 9에 도시된 바와 같이, 스위치(7)는 대안으로 또 다른 스위칭 상태에서 배터리 입력 라인(8)으로부터 배터리 셀(2)을 통해 배터리 출력 라인(9)으로 전기 경로를 형성하도록 배치되어, 배터리(2)를 능동 상태로 스위칭할 수 있다. 이에 따라, 배터리(2)는 전기차(100)에 전달된 충전소(20)의 전기 출력에 기여하도록 사용될 수 있거나 또는 배터리(2)는 배터리 팩(30)이 전기차(100) 또는 외부 전력 소스(200)에 결합되는지 여부에 따라, 즉 본 실시예에서는 스위치(70 및 80)의 위치에 따라, 충전될 수 있다.
도 1을 참조하면, 충전소(20)는 제어 유닛(40)을 더 포함한다. 제어 유닛(40)은 배터리 팩(30)의 복수의 배터리의 배터리(11 내지 1n) 각각을 개별적으로 제어하는 역할을 한다. 그러므로 제어 유닛(40)은 대응하는 배터리가 능동 상태와 수동 상태 사이에서 스위칭하도록 제어 유닛(40)이 각각의 배터리(11 내지 1n)의 하나의 스위치(61 내지 6n)를 제어할 수 있도록 배터리 팩(30)의 각각의 배터리(11 내지 1n)의 각각의 하나의 스위치(61 내지 6n)에 접속되어 있다. 도 2를 참조하면, 제어 유닛(40)은 특히 접속(4011 내지 401n)(도 2 비교)을 스위치(61 내지 6n)의 각각의 하나에 제공하는 접속 라인(401)에 의해 각각의 배터리(11 내지 1n)의 각각의 하나의 스위치(61 내지 6n)에 접속된다. 이에 따라 각각의 배터리(11 내지 1n)를 능동 상태와 수동 상태 사이에서 개별 스위칭하는 것이 가능해진다.
접속 라인(401)에 의해, 제어 유닛(40)은 복수의 배터리(11 내지 1n)의 임의의 하나 이상의 배터리 셀(21 내지 2n)로부터 신호를 수신 또는 획득할 수 있다. 이에 따라 제어 유닛(40)은 배터리에 전달된 입력 전력의 전압이 배터리를 충전시키는데 필요한 전압과 일치하고 그리고/또는 결함으로 표시된 배터리가 수동 상태로 영구적으로 스위칭되도록 수신된 신호에 따라 배터리 팩(30)의 배터리(11 내지 1n)의 스위칭 상태를 제어할 수 있다. 제어 유닛(40)에 의해 수신된 신호는 예를 들어 배터리의 충전 상태 및/또는 배터리의 온도 상태를 나타내는 신호가 될 수 있으며, 여기서 설정 임계값 이상의 온도는 결함 배터리를 나타낸다. 따라서, 배터리(11 내지 1n) 각각에 전압 센서 및/또는 온도 센서가 제공될 수 있으며, 제어 유닛(40)은 그 센서들로부터 신호를 수신하도록 적용되거나, 또는 제어 유닛(40)은 배터리(11 내지 1n)에서 직접 측정하도록 적용될 수 있다.
접속 라인(401)에 의해 제공되는 또 다른 접속(404)은 제어 유닛(40)을 스위치(70 및 80)에 접속하도록 제공될 수 있다. 이에 따라 제어 유닛은 또한 배터리 팩(30)이 배터리 셀(21 내지 2n)의 적어도 하나 또는 일부가 충전되는 상태와, 충전소(20)에 접속되는 전기차(100)가 충전되고 이에 따라 배터리 셀(21 내지 2n)의 적어도 하나 또는 일부는 방전되는 상태, 또한 추가적으로 배터리 팩(30)이 중립 위치에 놓인 스위치(70 및 80)에 대응하여 바이패스되는 상태 사이에서 결합되는 것을 제어할 수 있다. 이를 위해 제어 유닛(40)은 스위치(70 및 80)를 동시에 제어한다.
접속(4011 내지 401n)을 갖는 접속 라인(401)은 도면에서 점선으로 도시되며 이는 접속 라인(401)이 유선 접속 및 무선 접속으로 모두 형성될 수 있음을 예시하는 것으로 의도된다. 따라서, 스위치(70 및 80)는 물론 스위치(61 내지 6n)는 원격 동작 또는 직접 동작을 위해 적용될 수 있다.
제어 유닛(40)을 충전 대상 전기차에 접속하도록 또 다른 접속(403)이 제공될 수 있다. 접속(403)은 유리하게는 무선 접속이 될 수 있지만, 원리적으로는 유선, 예를 들어 전선이 될 수 있다.
이에 따라, 제어 유닛(40)은 또한 충전 대상 전기차(100)로부터 하나의 신호를 수신 또는 획득할 수 있으며, 충전소(20)에 의해 전달되는 출력 전력의 전압이 전기차(100)를 충전하는데 필요한 전압과 일치하고 및/또는 전기차(100)의 배터리의 충전 상태와 전기차(100)의 배터리의 용량 중 하나 이상을 고려하여 선택되도록 수신된 신호에 따라 배터리 팩(30)의 배터리(11 내지 1n)를 제어할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 충전소(20)는 하나 이상의 배터리 팩(30)을 포함할 수 있으며 각각은 전술한 일반적인 구성으로 이루어져 있으며 각각은 전술한 일반적인 구성의 복수의 배터리(11 내지 1n)를 포함한다. 예시된 바와 같이, 예를 들어 충전소(20)는 두 개의 배터리 팩(30)을 포함할 수 있다. 제어 유닛(40)은 이어서 복수의 배터리 팩(30) 각각의 복수의 배터리의 배터리(11 내지 1n) 각각을 개별적으로 제어하는 역할을 한다. 그러므로, 제어 유닛(40)은 복수의 접속 라인을 포함하며, 각각의 접속 라인은 각각의 배터리 팩용이다. 예시된 바와 같이, 예를 들어 제어 유닛(40)은 두 개의 접속 라인(401 및 402)을 각각 포함하며, 각각은 각각의 배터리 팩(30)의 각각의 배터리(11 내지 1n)의 각각의 스위치(61 내지 6n)에 대해 접속(4011 내지 401n, 및 4021 내지 402n)을 각각 갖는다.
이제 도 3 내지 도 5로 돌아가면, 본 발명에 따른 충전소(20)의 배터리 팩(30)의 개별 배터리(11 내지 1n)의 가능한 상이 스위칭 상태가 도시된다.
도 3은 모든 배터리(11 내지 1n)가 수동 상태에서 스위칭되는 배터리 팩(30)을 예시한다. 따라서, 배터리 팩(30)은 최소의 가능한 출력 전압 V(min) = 1V를 전달한다. 배터리 팩(30)은 효과적으로 턴 오프된다. 배터리(11 내지 1N)의 어느 것도 충전되거나 방전되지 않는다.
도 4는 모든 배터리(11 내지 1N)가 능동 상태에서 스위칭되는 배터리 팩(30)을 예시한다. 따라서, 배터리 팩(30)은 최대 가능한 출력 전압 V(max)을 전달한다. 또는 대안으로 모든 배터리(11 내지 1n)는 동시에 충전되거나 방전된다.
도 5는 배터리의 일부만, 즉, 배터리(11, 13 및 1(n-1))가 수동 상태에서 스위칭되는 반면, 나머지 배터리, 즉, 배터리(12, 1(n-2) 및 1n)가 능동 상태에서 스위칭되는 배터리 팩(30)을 예시한다. 따라서, 배터리 팩(30)은 능동 상태에서 스위칭되는 배터리, 즉, 배터리(12, 1(n-2) 및 1n)로부터의 기여를 포함하는 출력 전압 V을 전달한다. 따라서, 출력 전압 V은 1V와 V(max) 사이에 있다. 또는 대안으로 배터리(12, 1(n-2) 및 1n)만이 동시에 충전된다.
능동 상태로 스위칭되는 배터리 팩(30)의 배터리(11 내지 1n)의 수는, 예를 들어, 제어 유닛(40)에 의해 수신된 신호에 응답하여, 배터리 팩의 출력 전압을 조절하고 이에 따라 충전소를 조절하는데 바람직하거나 필요한, 예를 들어, 제어 유닛(40)에 의해 선택될 수 있다.
따라서, 어떤 배터리가 능동 상태에 있는지 그리고 어떤 배터리가 수동 상태에 있는지를 제어함으로써, 가능한 값의 수가 배터리 팩의 각각의 배터리의 배터리 셀의 공칭 전압에 의존할지라도, 충전소의 정확한 출력 전압을, 원리적으로, 1 내지 V(max) 사이의 임의의 전압으로 제어하는 것이 가능하다. 배터리(11 내지 1n)를 충전하는 동안에 완전히 충전되자 마자 임의의 하나의 배터리를 수동 상태로 스위칭하도록 하는 것 또한 가능하여, 배터리(11 내지 1n)의 과충전을 방지한다.
마지막으로 도 10 및 11으로 돌아가면, 본 발명에 따른 충전소(20)의 배터리 팩(30)의 배터리(1')의 제2 실시예가 수동 상태 및 능동 상태로 각각 도시된다. 배터리(1')는 배터리 입력 라인(8)에 배치되고, 이에 따라 배터리 셀(2)의 음극 단자(3)와 전기 회로 소자(5) 사이에 있는 또 다른 스위치(7)를 포함하는 면에서 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같은 배터리(1)와 상이하다.
다시 말해서 배터리(1')는 두 개의 스위치(6 및 7)를 포함하며, 여기서 스위치(6)는 배터리 출력 라인(9)에 배치되고 이에 따라 배터리 셀(2)의 가능한 단자(4)와 전기 회로 소자(5) 사이에 있으며, 스위치(7)는 배터리 입력 라인(8)에 배치되고 이에 따라 배터리 셀(2)의 음극 단자(3)와 전기 회로 소자(5) 사이에 있다.
도 10 및 도 11에 도시된 유형의 배터리(1')를 포함하는 배터리 팩(30)을 갖는 충전소(20)에서, 제어 유닛(40)에는 접속 라인(401)이 제공되고, 더 많은 그러한 배터리 팩에는 접속 라인(402)과 같은 또 다른 접속 라인이 제공되어, 배터리 팩의 각각의 배터리(1')의 양 스위치(6 및 7)에 접속을 제공하며 이에 따라 배터리 팩의 각각의 배터리(1')의 양 스위치(6 및 7)를 제어하는 것을 가능하게 한다.
전형적으로, 도면에는 도시되지 않았지만, 충전소(20)는 외부 영향으로부터 차단을 제공하기 위해 본 명세서에서 설명된 구성 요소들을 수용하기에 적절한 하우징을 더 포합한다. 그러한 하우징은 이미 공지된 것이다.
본 발명에 따른 충전소는 보통은 기존 또는 새롭게 구축된 서비스 스테이션, 서비스 지역, 주차장 또는 주차 공간 등과 관련하여 제공 및 배치되지만, 전기차를 소유하는 개인 가정에도 제공될 수 있다.
바람직한 실시예의 전술한 설명은 단지 예일 뿐이고, 당업자라면 특허청구범위의 범주로부터 벗어남이 없이 많은 변형이 가능함을 주목하여야 한다.
당업자라면 본 발명이 전술한 바람직한 실시예에 한정되지 않음을 인식한다. 오히려, 첨부의 특허청구범위의 범주 내에서 많은 변형 및 변경이 가능하다.

Claims (8)

  1. 전기차를 충전하도록 적용되는 충전소로서,
    제1 단자, 제2 단자 및 복수의 배터리를 포함하는 적어도 하나의 배터리 팩 - 상기 복수의 배터리는 상기 제1 단자 및 제2 단자 사이에서 직렬로 결합됨 -,
    상기 적어도 하나의 배터리 팩의 상기 제1 및 제2 단자를, 입력 전력을 수신하기 위해 전기 에너지 소스에 결합하도록 그리고 출력 전력을 전기차에 전달하기 위해 전기차에 결합하도록 적용되는 전기 결합 수단, 및
    상기 배터리 팩의 복수의 배터리의 배터리 각각을 개별적으로 제어하도록 적용되는 제어 유닛을 포함하며,
    상기 복수의 배터리의 각각의 배터리는,
    음극 단자 및 양극 단자를 갖는 배터리 셀,
    상기 음극 단자에 접속되는 배터리 입력 라인 및 상기 양극 단자에 접속되는 배터리 출력 라인,
    상기 배터리 입력 라인으로부터 상기 배터리 출력 라인으로 전달되어, 상기 배터리 셀을 우회하여 전달되는 전기 경로를 형성하기 위해 배치되는 전기 회로 소자, 및
    스위치 - 상기 스위치는 상기 배터리 셀의 상기 양극 단자와 상기 전기 회로 소자 사이의 상기 배터리 출력 라인과, 상기 배터리 셀의 상기 음극 단자와 상기 전기 회로 소자 사이의 상기 배터리 입력 라인 중 하나에 배치되고, 상기 스위치는 상기 스위치가 상기 양극 단자와 상기 배터리 출력 라인을 접속하거나 상기 스위치가 상기 음극 단자와 상기 배터리 입력 라인을 접속하는 제1 위치와 상기 스위치가 상기 전기 회로 소자와 상기 배터리 출력 라인을 접속하거나 상기 스위치가 상기 전기 회로 소자와 상기 배터리 입력 라인을 접속하는 제2 위치 사이에서 스위칭 가능함 - 를 포함하고,
    상기 제어 유닛은 상기 복수의 배터리의 각각의 배터리의 각각의 스위치에 접속되고, 전력이 능동 상태인 상기 배터리에 대응하는 상기 배터리 셀을 통해 전달되는 상기 제1 위치와, 전력이 상기 전기 회로 소자를 통해 그리고 수동 상태인 상기 배터리에 대응하는 상기 배터리 셀을 우회하여 전달되어, 상기 복수의 배터리의 각각의 배터리가 상기 능동 상태와 수동 상태 사이의 개별 스위칭을 가능하게 하는 상기 제2 위치 사이에서 스위칭되도록 상기 복수의 배터리의 각각의 배터리의 상기 스위치를 제어하도록 적용되며, 상기 복수의 배터리의 각각의 배터리는 또 다른 스위치를 더 포함하여 총 두개의 스위치를 포함하며, 상기 또 다른 스위치는 상기 배터리 셀의 양극 단자와 상기 전기 회로 소자 사이에 배치되는 상기 배터리 출력 라인과, 상기 배터리 셀의 음극 단자와 상기 전기 회로 소자 사이에 배치되는 상기 배터리 입력 라인의 다른 하나에 배치되며,
    상기 제어 유닛은 상기 복수의 배터리의 각각의 배터리의 각각의 또 다른 스위치에 접속되며 상기 복수의 배터리의 각각의 배터리의 개별 스위칭이 상기 능동 상태와 수동 상태 사이에서 가능하도록 상기 스위치와 상기 제1 및 제2 위치 사이에서 동시에 스위칭하도록 상기 복수의 배터리의 각각의 배터리의 상기 또 다른 스위치를 제어하도록 적용되는
    충전소.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어 유닛은,
    상기 복수의 배터리의 적어도 하나의 배터리의 배터리 셀로부터 신호를 수신 또는 획득 - 상기 신호는 상기 배터리 셀의 충전 상태에 관한 정보 및/또는 하나 이상의 배터리가 결함임을 표시하는 정보를 포함함 - 하고, 및
    수신된 신호에 따라 상기 적어도 하나의 배터리 팩의 배터리 각각에 대한 상기 스위치 및 상기 또 다른 스위치를 제어하여 상기 배터리에 전달된 상기 입력 전력의 전압이 상기 배터리를 충전하는데 필요한 전압과 일치하고, 및/또는 결함으로 표시되는 배터리가 수동 상태로 영구적으로 스위칭되도록 적용되는 충전소.
  3. 제1항에 있어서,
    복수의 배터리 팩을 포함하며, 상기 제어 유닛은 상기 복수의 배터리 팩의 각각에 대한 상기 복수의 배터리의 배터리 각각의 상기 스위치 및 상기 또 다른 스위치를 개별적으로 제어하도록 적용되는 충전소.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어 유닛은,
    충전 대상 전기차로부터 신호를 수신 또는 획득 - 상기 신호는 상기 전기차를 충전하는데 필요한 전압, 상기 전기차의 배터리 충전 상태, 및 상기 전기차의 상기 배터리의 용량 중 임의의 하나 이상에 관한 정보를 포함함 - 하고, 및
    수신된 신호에 따라 상기 적어도 하나의 배터리 팩의 배터리 각각의 상기 스위치 및 상기 또 다른 스위치를 제어하여, 전달된 상기 출력 전력의 전압이 상기 전기차를 충전하는데 필요한 전압과 일치하고, 및/또는 상기 전기차의 상기 배터리의 충전 상태 및 상기 전기차의 배터리의 용량 중 하나 이상을 고려하여 선택되도록 적용되는 충전소.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 팩의 상기 제1 및 제2 단자의 전력의 외부 소스로부터 수신된 상기 전력은 AC 전력이며, 상기 충전소는 상기 수신된 AC 전력을 DC 전력으로 변환하도록 상기 배터리 팩의 상기 제1 단자에 또는 그 전에 배치되어 DC 전력을 상기 적어도 하나의 배터리 팩에 전달 가능하도록 하는 정류기를 더 포함하는 충전소.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전기 결합 수단은 입력 전력 버스 및 출력 전력 버스를 포함하며,
    상기 입력 전력 버스는 전력의 외부 소스에 접속되도록 적용되고, 상기 배터리 팩 또는 상기 복수의 배터리 팩의 각각의 배터리 팩은 상기 입력 전력 버스에 접속되도록 적용되며,
    상기 출력 전력 버스는 충전 대상 전기차에 접속되도록 적용되고, 상기 배터리 팩 또는 상기 복수의 배터리 팩의 각각의 배터리 팩은 상기 출력 전력 버스에 접속되도록 적용되는 충전소.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 배터리 팩 또는 상기 복수의 배터리 팩의 각각의 배터리 팩은, 상기 배터리 팩의 또는 상기 복수의 배터리 팩의 각각의 배터리 팩의 상기 제1 및 제2 단자가 적어도 상기 입력 전력 버스 및 상기 출력 전력 버스 또는 선택적으로는 중립 위치에도 결합되어, 결합 상태 사이를 스위칭하도록 적용 및 배치되는 두 개의 스위치를 더 포함하는 충전소.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어 유닛은, 상기 배터리 팩의 또는 상기 복수의 배터리 팩의 각각의 배터리 팩의 상기 제1 및 제2 단자가 상기 입력 전력 버스 및 상기 출력 전력 버스에 결합되어, 결합 상태 사이를 스위칭하도록 적용 및 배치되는 두 개의 스위치를 제어하도록 더 적용되는 충전소.
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