KR20190131027A - 잠수함의 온보드 네트워크에 전기 에너지를 공급하기 위한 시스템 - Google Patents

잠수함의 온보드 네트워크에 전기 에너지를 공급하기 위한 시스템 Download PDF

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KR20190131027A
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Abstract

본 발명은 리튬 배터리에 기초한 전기 에너지 저장수단(1) 및 이 에너지를 사용자 부하에 분배하고 특히 단락의 경우에도 사용자 부하와 연결하기 위한 브랜치(13)를 차단 및 분리하기 위한 수단(9, 11, 14)을 포함하는 배전 수단(5, 10, 12)을 포함하는 유형의 전기 에너지를, 특히 잠수함의 온보드 네트워크에, 공급하기 위한 시스템으로서, 네트워크에서 단락의 발생을 감지하기 위해 상기 에너지 저장수단의 출력 전류의 발생을 모니터링하는 수단(17); 그러한 감지시 에너지 저장수단을 나머지 네트워크로부터 연결해제하기 위한 수단(6, 7, 8); 네트워크에 연결하기 위한 수단(16), 단락된 브랜치를 나머지 네트워크와 분리시키기 위해 단락된 브랜치(13)와 관련된 컷오프 및 분리 수단(14)의 동작을 트리거하도록 제어된 단락 전류를 생성하기 위한 수단(15); 단락 전류 발생기(15)를 네트워크로부터 연결해제하기 위한 수단(16); 및 전기 에너지 저장수단을 나머지 네트워크에 재연결하기 위한 수단(6, 7, 8)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 에너지를 공급하기 위한 시스템을 제안한다.

Description

잠수함의 온보드 네트워크에 전기 에너지를 공급하기 위한 시스템
본 발명은 잠수함의 온보드 네트워크에 전기 에너지를 공급하기 위한 시스템에 관한 것이다.
보다 상세하게, 본 발명은 리튬 배터리에 기초한 전기 에너지 저장수단을 포함하는 이러한 전기 에너지 공급 시스템에 관한 것이다.
이들 전기 에너지 공급 시스템은 또한 사용자 부하용으로 의도된 이 전기 에너지 배전 수단을 포함하며, 이러한 에너지 배전 수단은 특히 단락시 사용자 부하를 연결하기 위한 브랜치를 컷오프 및 분리하는 수단을 포함한다.
통상적으로, 이러한 유형의 적용, 예를 들어 잠수함에 대한 전기 에너지 저장수단은 납 배터리의 사용에 기초하고 있다.
네트워크의 보호 장비는 예를 들어 이러한 유형의 배터리에 대한 단락 전류를 차단할 수 있도록 디멘셔닝 되었으며, 이러한 전류는 예를 들어 최대 50kA에 도달할 수 있다.
지금까지 현재의 추세는 고려되는 적용 유형에 대한 전기 에너지 저장수단으로서 리튬 배터리, 및 특히 리튬 이온 배터리를 사용하는 것이다.
지금까지 이러한 리튬-이온 배터리의 단락 전류는 납 배터리의 단락 전류보다 훨씬 높다.
값은 예를 들어 300kA, 즉, 납 배터리의 단락 전류보다 6배 높은 값이 언급된다.
그런 다음 초기 설계의 그리드 보호 장비로 이러한 단락 전류를 컷오프하거나 차단하는 방법에 대한 의문이 제기된다.
본 출원인은 전기 에너지 저장 시스템, 예를 들어 전류 클리퍼(current clipper)를 전기 에너지 저장 시스템을 병렬로 구성하는 각 브랜치의 전력선에 삽입함으로써 내부 또는 외부 결함의 경우 단락 전류를 감소시킬 것을 이미 제안했다. .
그런 다음 이 클리퍼는 각 브랜치의 출력 전류를 사전 구성된 값으로 제한할 수 있다.
따라서, 단락 전류는 배터리가 연결된 네트워크의 보호 장비의 특성과 호환되는 값으로 제한된다.
그러나, 클리퍼를 갖는 이러한 유형의 시스템의 개발은 상이한 브랜치의 상이한 클리퍼 사이의 조정 및 상기 해결방안의 적절한 동작을 위해 클리퍼 하류에 있는 임피던스에 대한 지식의 필요성에 의해 복잡해진다.
다른 해결방안이, 예를 들어, 참조문헌 EP 1,641,066에 제안되었다.
이 참조문헌에서는 단락 전류를 제한하기 위해 배터리를 브랜치별로 만드는 것이 제안된다.
이 구조의 기본 개념은 제한된 수의 브랜치들만 연결함으로써 단락 전류를 제한하는 것이다.
이 참조문헌은 브랜치의 연결 및 연결해제를 관리하고 배터리를 충전하기 위한 시스템을 제안한다.
이 시스템은 예를 들어 다이오드에 의해 결합해제된 방전 회로 및 충전 회로를 필요로 한다.
더욱이, 이는 충전 및 방전 동안 배터리의 서로 다른 브랜치의 용량에 대한 복잡한 관리를 필요로 한다.
이 관리는 연결 및 연결해제 동안 브랜치 사이의 과도한 교환 전류를 피하기 위해 브랜치의 충전 상태에 대한 매우 정확한 지식을 필요로 한다.
지금까지 리튬 배터리의 충전 상태에 대한 정확한 지식은 간단하지 않다.
대용량 리튬 배터리, 특히 잠수함에 적용하기 위한 단락 전류를 제한하고 차단하는 또 다른 방안도 또한 2013년에 발표되었다.
이 시스템은 네트워크 결함시 배터리 브랜치의 전력선에 저항을 삽입하여 높은 열 에너지를 소산시킴으로써 전류값을 감쇠시키는 것을 제안한다.
예를 들어 반도체를 갖는 정적 스위치 시스템은 배터리 브랜치 출력에서 과전류가 감지되는 경우 이 저항에 전류를 편향시킬 수 있다.
이 시스템은 수냉장치를 필요로 하며, 네트워크의 전기 보호 시스템의 작동을 허용하는 값으로 단락 전류를 제한할 수 있는 저항값을 정의하기 위해 설치되는 각 유형의 잠수함 전기 네트워크의 보호 및 선택성 계획에 대한 완전한 연구를 요구한다.
이러한 해결방안은 예를 들어 참조문헌 WO 2010/089338에 기재되어 있다.
따라서, 이러한 다른 해결방안은 배터리의 브랜치 출력에서 전류의 제한을 기반으로 네트워크의 보호와 결함이 있는 경우 네트워크의 선택성을 보장하므로, 이 제한은 네트워크 보호 장비의 특성과 호환되는 배터리로 공급되는 전류값을 보장할 수 있다.
그러나, 이러한 시스템은 개발 및 구현이 복잡하고 까다롭다는 것을 알았다.
따라서, 본 발명은 이러한 문제를 해결하는 것을 목표로 한다.
이를 위해, 본 발명은 리튬 배터리에 기초한 전기 에너지 저장수단 및 이 에너지를 사용자 부하에 분배하고 특히 단락의 경우에도 사용자 부하와 연결하기 위한 브랜치를 컷오프 및 분리하기 위한 수단을 포함하는 배전 수단을 포함하는 유형의 전기 에너지를, 특히 잠수함의 온보드 네트워크에, 공급하기 위한 시스템으로서,
- 네트워크에서 단락의 발생을 감지하기 위해 상기 에너지 저장수단의 출력 전류의 발생을 모니터링하는 수단;
- 그러한 감지시 에너지 저장수단을 나머지 네트워크로부터 연결해제하기 위한 수단;
- 네트워크에 연결하기 위한 수단, 단락된 브랜치를 나머지 네트워크와 분리시키기 위해 상기 단락된 브랜치와 관련된 컷오프 및 분리 수단의 동작을 트리거하도록 제어된 단락 전류를 생성하기 위한 수단;
- 단락 전류 생성기를 네트워크로부터 연결해제하기 위한 수단; 및
- 전기 에너지 저장수단을 나머지 네트워크에 재연결하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 에너지를 공급하기 위한 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 장치의 다른 특징에 따르면, 하기의 수단을 단독으로 또는 조합하여 고려된다:
- 전기 에너지 저장 수단에 의해 전달된 전류의 발생을 모니터링하기 위한 수단은 전류의 변화가 사전 결정된 임계값을 초과한 다음에 단락이 나타난 것을 감지하기 위해 시간에 따른 이 전류의 변화를 분석하는 수단을 포함한다;
- 전기 에너지 저장 수단은 다수의 병렬 브랜치를 포함하고, 각각의 브랜치는 연결해제 수단을 포함한다;
- 배터리의 연결해제 수단은 제어된 반도체 스위칭 부재를 포함한다;
- 상기 제어된 반도체 스위칭 부재는 MOSFET 트랜지스터를 포함한다;
- 사용자 부하와 연결하기 위한 브랜치의 컷오프 및 연결해제 수단은 회로 차단기를 포함한다;
- 상기 배전 수단은 에너지 저장 수단과 사용자 부하 사이에 연결된, 전기 에너지의 분배를 위한 적어도 하나의 배터리 패널, 적어도 하나의 메인 패널 및 적어도 하나의 보조 패널을 포함한다;
- 네트워크의 분리 오류가 감지된 경우, 상기 에너지 저장 수단의 연결해제 후에, 상기 저장 수단이 네트워크에 재연결되는 것을 방지하기 위해, 나머지 네트워크로부터의 분리를 판정하기 위한 수단을 더 포함한다.
본 발명의 내용에 포함됨.
본 발명은 단지 예로서 제공되며 첨부도면을 참조로 하기의 설명을 읽을 때 더 잘 이해될 것이다.
도 1은 잠수함의 온보드 네트워크에 전기 에너지를 공급하기 위한 시스템의 전반적인 구조를 도시한 것이다.
도 2 내지 도 7은 제 1 실시예에 따른 이러한 시스템의 동작을 도시한 것이다.
도 8 내지 도 16은 제 2 실시예에 따른 이러한 시스템의 동작을 도시한 것이다.
도 1은 잠수함의 온보드 네트워크에 전기 에너지를 공급하기 위한 시스템을 예시한 것이다.
시스템은 리튬 배터리에 기초한 전기 에너지 저장수단을 포함하며, 이는 전체적으로 참조번호 1로 지정된다.
실제로, 이러한 에너지 저장수단은 예를 들어 이 도 1에서 전체 참조번호 2, 3 및 4로 지정된 나란한 여러 배터리 브랜치들을 포함한다.
이들 브랜치 각각은 연결/연결해제 수단(각각 6, 7 및 8)을 통해 전체 참조번호 5로 지정된 배터리 패널에 연결된다.
이하에서보다 상세하게 설명되는 바와 같이, 이러한 연결/연결해제 수단은 예를 들어 브랜치에 삽입된 제어된 반도체 스위칭 부재, 가령 MOSFET 트랜지스터를 포함한다.
물론, 다른 유형의 반도체 스위치도 고려될 수 있다.
배터리 패널(5)은 또한 전체 참조번호 9로 지정된 회로 차단기를 포함한다.
이 배터리 패널(5)은 적어도 하나의 메인 전기 에너지 분배 패널에 연결되며, 그 중 하나는 예를 들어 이 도 1에서 전체 참조번호 10으로 지정된다.
이 메인 전기 에너지 분배 패널(10)은 또한 예를 들어 여러 공급 브랜치를 포함하며, 이들 각각은 회로 차단기를 또한 포함한다.
따라서, 이 도면에는 브랜치가 도시되어 있으며, 전반적인 참조번호 11로 지정된 회로 차단기를 이 도면에 포함한다.
이 공급 브랜치는 이 메인 전기 에너지 분배 패널(10)을 적어도 하나의 메인 전기 에너지 분배 패널에 연결할 수 있게 하는데, 그 중 하나는 예를 들어 이 도면에서 전체적으로 12로 표시된다.
이 보조 전기 에너지 분배 패널(12)은 가령 전체적으로 참조번호 14로 지정된 회로 차단기를 또한 포함하는 브랜치 컷오프 및 연결해제 수단을 통해 사용자 부하와 연결하기 위한 브랜치, 예를 들어, 이 도면에서 전체적으로 참조번호 13으로 지정된 브랜치를 공급한다.
전체 참조번호 15로 지정된 단락 생성기는 이 도면에서 전체적으로 참조번호 16으로 지정되고 이 생성기(15)를 배터리 패널(5)에 연결 또는 연결해제하기 위해 개폐하도록제어될 수 있는 스위치 형태의 연결 수단을 통해 배터리 패널(5)에 연결된다.
전기 에너지 저장수단이 배터리 패널에 연결된 리튬 배터리 브랜치를 포함하고, 차례로 배터리 패널이 메인 및 보조 분배 패널의 캐스케이드를 통해 사용자 부하와 연결하기 위한 브랜치에 연결되는 한, 이러한 공급 구조가 비교적 통상적이다.
이들 패널 각각은 예를 들어 회로 차단기에 기초한 컷오프 및 연결해제 수단을 포함하고, 그런 후 회로 차단기는 공급 캐스케이드에서의 위치에 기초하여 교정되어, 대응하는 브랜치를 컷오프하고 이를 네트워크의 나머지 부분과 연결해제시킨다.
본 발명에 따른 시스템에서, 배터리 시스템의 출력에서 단락 전류의 값을 제한하도록 제안된 최신 기술의 시스템과 달리, 배터리가 최대 단락 전류 값에 도달하기 전에 배터리를 연결해제하는 것이 제안된다.
이를 위해, 반도체 부재를 포함하는 컷오프 수단이 사용된다.
리튬 배터리의 단락 전류 값에 관해 앞서 언급된 문제를 설명하기 위해, 수백 킬로와트/시간의 적용을 위해 몇 개의 배터리 팩을 병렬로 배치하는 경우의 예를 고려할 수 있다.
시스템의 단락 전류는 매우 높은 값에 도달할 수 있다.
예를 들어, 나란한 50팩의 배터리를 고려하면, 각각은 4kA를 제공할 수 있으며, 이는 약 20kA의 시스템 단락 전류로 반영된다.
통상적으로, 현재 기술에 따른 DC 퓨즈는 최대 100kA의 컷오프 전력을 갖고 정전(blowout) 후에 변경되어야 하며, 이는, 언급된 애플리케이션에서는, 결함 후 에너지의 접근성 및 빠른 이용가용성을 위해 상상할 수 없거나 적어도 허용되지 않는다.
마찬가지로, 재작동될 수 있는 DC 회로 차단기는 현재 기술에 따라 최대 약 100kA의 컷오프 전력을 갖는다.
따라서, 이러한 시스템은 이 값 이상의 단락 값을 차단할 수 있도록 설계되지 않는다.
이것이 바로 단락 전류가 최대값에 도달하기 전에 본 발명이 작동하도록 제안하는 이유이다.
이는 기술된 바와 같이 단락 회로 전류를 회로 차단기(들) 또는 퓨즈(들)에서 허용하는 값 이하로 제한하여 보호 장비가 전류를 차단할 수 있는 영역에 회로를 유지하면서 회로의 개방을 보장할 수 있다.
그러한 회로의 보호, 및 특히 회로 차단기의 캘리브레이션의 디멘셔닝 동안 고려해야 할 또 다른 측면은 시스템의 배전 회로 차단기 또는 퓨즈의 캐스케이드 또는 전체 체인의 다른 요소들의 선택성이다.
이를 위해, 단락 전류는 지배되어야 한다.
특히, 일부 회로 차단기가 너무 느리게 열리거나 전혀 열리지 않을 정도로 너무 낮게 제한되어서는 안되며, 이는 일반적으로 네트워크 및 특히 다른 구성 요소들의 보호에 위험할 수 있다.
또한, 배터리 팩은 아주 사소한 국지적 결함시 전체 설비에 결함이 발생하게 되는 네트워크 내 배전의 하류를 보호하기 위해 회로 차단기를 제공하지 않아야 할 정도로 단락 전류를 제한해서는 안 된다.
이를 위해, 본 발명에 따른 공급 시스템에서, 네트워크에서 단락의 발생을 감지하기 위해 에너지 저장수단의 출력 전류의 발생을 모니터링하기 위한 수단을 사용한다.
특히, 이러한 모니터링 수단은 시간에 따른 이 전류의 변화를 분석해 예를 들어 단락 누전의 한계 트리거 임계값 특성의 교차를 감지한다.
이 모니터링 수단은 도 1의 전체 참조번호 17로 지정되어 있다.
이러한 전류 모니터링 수단은 네트워크의 전체적인 보호, 트리거링의 선택성 및 최적으로 새로운 전기 에너지의 공급을 제공하기 위해 시스템 및 네트워크를 보호하기 위한 다른 수단 및 부재들의 작동을 트리거하는 데 사용되며, 이는 이러한 유형의 애플리케이션에 중요하다.
도 2 내지 7은 그러한 시스템의 예시적인 실시예를 도시한 것이다.
이들 도 2 내지 도 7에서, 도 1을 고려해 이미 설명된 다양한 요소들을 볼 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 사용자 부하 브랜치 중 하나, 예를 들어 브랜치(13)에 누전이 발생할 때, 전기 에너지 저장수단의 출력 전류의 발생을 모니터링하기 위한 수단(17)은 이 누전, 특히 네트워크의 단락의 출현을 감지한다.
이러한 모니터링은 예를 들어 종래의 시간에 따른 전류 변동의 분석이다.
이러한 단락의 이러한 감지에 응답하여, 시스템은 도 3에 도시된 바와 같이 반도체 스위칭 부재(6, 7 및 8)를 개방함으로써 나머지 네트워크로부터 전기 에너지 저장수단의 연결해제를 트리거한다.
이들 반도체 스위칭 부재가 개방되면, 시스템은 도 4에 도시된 바와 같이 연결 수단(16)을 폐쇄함으로써 단락 생성 수단(15)을 네트워크에, 보다 상세하게는, 패널(5)에 연결한다.
상술한 바와 같이, 이들 생성 수단은 제어된 단락 전류를 유발하기에 적합하여, 단락 누전 브랜치와 관련된 컷오프 및 연결해제 수단의 동작을 트리거할 수 있고,이를 통해 도 5에 도시된 바와 같이 상기 누전 브랜치를 나머지 네트워크로부터 분리시킬 수 있다.
실제로, 서로 다른 레벨에 설치된 네트워크를 보호하는 회로 차단기 체인 또는 케스케이드가 브랜치(13)와 같은 누전 브랜치를 개방할 수 있도록 상술한 선택성을 얻을 수 있게 설계 및 교정된다.
그런 다음, 나머지 공급 회로와 관련하여 브랜치와 누전부를 분리할 수 있다.
이 누전부가 분리되면, 시스템은 단락 발생기의 연결 수단(16)을 개방시켜 네트워크에서 연결해제시킨다.
결함이 있는 사용자 부하 브랜치의 회로 차단기(14)가 예를 들어 개방되고, 이어서 도 7에 예시된 바와 같이, 반도체 스위칭 부재(6, 7 및 8)를 다시 폐쇄함으로써 배터리를 네트워크에 재연결하여 전기 에너지를 다시 이용가능하게 할 수 있다.
이는 결함이 있는 브랜치(13)를 제외하고 네트워크 공급을 재확립할 수 있게 하다.
그러한 구조에는 몇 가지 장점이 있음을 알 수 있다.
실제로, 전기 에너지 저장수단의 출력 전류의 발생을 모니터링함으로써, 특히 단락의 출현을 감지하기 위해 시간에 따른 이 전류의 변동을 분석함으로써, 이 변동이 소정의 임계값을 초과하면, 네트워크의 안전 및 보호 수단의 작동을 예상할 수 있다.
이에 대한 응답으로, 시스템은 먼저 배터리 연결해제를 야기한다.
그런 다음, 단락 발생 수단은 네트워크에 연결되어 결함이 있는 사용자 부하 브랜치의 보호 회로 차단기를 트리거한다.
따라서, 이 누전부를 나머지 네트워크에서 분리할 수 있다.
단락 발생기는 다음에 네트워크에서 연결해제되고 배터리를 이 네트워크에 다시 연결하여 전기 에너지를 사용할 수 있다.
도 8 내지 도 16에서, 폐쇄시 발생 수단(15)의 단락 전류를 지원할 수 있도록 수단(16)을 디멘셔닝하는 것을 방지하기 위해 전기 에너지 저장수단의 연결해제 후 나머지 네트워크의 분리를 판정하기 위한 수단(20)을 더 포함하는 이 시스템의 변형 실시예가 도시되어있다.
본 발명에 따른 시스템의 이 실시예의 전반적인 동작은 상술한 바와 매우 유사하다.
실제로, 도 8에 누전이 발생한 것이 감지되는 동안, 도 9의 시스템은 배터리를 네트워크로부터 연결해제시킨다.
그 후, 도 10에 도시된 바와 같이, 시스템은 배터리 패널(5)의 회로 차단기(9)를 개방하여, 도 11에서, 수단(20)이 나머지 네트워크의 분리를 판정하고, 기술된 바와 같이 누전부를 분리하는 프로세스를 계속 전개할 수 있는지 여부를 판단할 수 있게 한다.
이 경우, 도 12에서, 단락 발생기(15)는 수단(16)에 의해 네트워크에 연결되고 도 13에서 배터리 패널(5)의 회로 차단기(9)는 폐쇄된다.
이는 도 14에 도시된 바와 같이 누전 브랜치와 관련된 회로 차단기의 개방으로 네트워크의 나머지 부분과 분리되도록 할 수 있다.
단락 전류 발생기의 연결해제는 도 15에, 배터리의 재연결은 도 16에 도시되어 있다.
그러므로, 본 발명에 따른 시스템에서, 반도체 수단은 예를 들어 배터리의 각 브랜치의 출력에서 MOSFET 트랜지스터에 기초하여 사용되며, 그 기능은 과도한 전류 상승이 감지되면 예를 들어 100ms보다 짧은 시간에 빠르게 개방된다는 것을 알 수 있다.
그런 후 배터리가 공칭 단락 전류값을 설정하기 전에 배터리와 연결해제시킬 수 있다.
그런 다음 단락 전류 발생기가 네트워크에 연결된다.
그 기능은 누전 브랜치의 보호 장비를 개방함으로써 단락을 제거하기에 충분한 단락 전류를 공급하는 것이다.
누전부가 제거되면, 단락 전류 발생기가 이 네트워크에서 분리되고 배터리가 네트워크에 다시 연결된다.
다른 단락 전류 발생기 기술, 예를 들어 전기기계 기술이 고려될 수 있다.
단락 전류 발생기의 연결 수단은 또한 제어된 반도체 스위칭 기술에 기초할 수 있다.
물론, 또 다른 실시예가 고려될 수 있다.

Claims (8)

  1. 리튬 배터리에 기초한 전기 에너지 저장수단(1) 및 이 에너지를 사용자 부하에 분배하고 특히 단락의 경우에도 사용자 부하와 연결하기 위한 브랜치(13)를 컷오프 및 분리하기 위한 수단(9, 11, 14)을 포함하는 배전 수단(5, 10, 12)을 포함하는 유형의 전기 에너지를, 특히 잠수함의 온보드 네트워크에, 공급하기 위한 시스템으로서,
    - 네트워크에서 단락의 발생을 감지하기 위해 상기 에너지 저장수단의 출력 전류의 발생을 모니터링하는 수단(17);
    - 그러한 감지시 에너지 저장수단을 나머지 네트워크로부터 연결해제하기 위한 수단(6, 7, 8);
    - 네트워크에 연결하기 위한 수단(16), 단락된 브랜치를 나머지 네트워크와 분리시키기 위해 단락된 브랜치(13)와 관련된 컷오프 및 분리 수단(14)의 동작을 트리거하도록 제어된 단락 전류를 생성하기 위한 수단(15);
    - 단락 전류 발생기(15)를 네트워크로부터 연결해제하기 위한 수단(16); 및
    - 전기 에너지 저장수단을 나머지 네트워크에 재연결하기 위한 수단(6, 7, 8)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 에너지를 공급하기 위한 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기 에너지 저장 수단에 의해 전달된 전류의 발생을 모니터링하기 위한 수단(17)은 전류의 변동이 사전 결정된 임계값을 초과한 다음에 단락이 나타난 것을 감지하기 위해 시간에 따른 이 전류의 변동을 분석하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 에너지를 공급하기 위한 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 전기 에너지 저장 수단(1)은 다수의 병렬 브랜치(2, 3, 4)를 포함하고, 각각의 브랜치는 연결해제 수단(6, 7, 8)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 에너지를 공급하기 위한 시스템.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    배터리의 연결해제 수단(6, 7, 8)은 제어된 반도체 스위칭 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 에너지를 공급하기 위한 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어된 반도체 스위칭 부재는 MOSFET 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 에너지를 공급하기 위한 시스템.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    사용자 부하와 연결하기 위한 브랜치의 컷오프 및 연결해제 수단은 회로 차단기(14)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 에너지를 공급하기 위한 시스템.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배전 수단은 에너지 저장 수단과 사용자 부하 사이에 연결된, 전기 에너지의 분배를 위한 적어도 하나의 배터리 패널(5), 적어도 하나의 메인 패널(10) 및 적어도 하나의 보조 패널(12)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 에너지를 공급하기 위한 시스템.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    네트워크의 분리 오류가 감지된 경우, 상기 에너지 저장 수단의 연결해제 후에, 상기 저장 수단이 네트워크에 재연결되는 것을 방지하기 위해, 나머지 네트워크로부터의 분리를 판정하기 위한 수단(20)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 에너지를 공급하기 위한 시스템.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021185630A1 (de) * 2020-03-18 2021-09-23 Thyssenkrupp Marine Systems Gmbh Verfahren zum betreiben eines lithium-akkumulators an einem auf bleiakkumulatoren ausgelegten bordnetz in einem unterseeboot

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113054633B (zh) * 2019-12-27 2022-09-16 南京理工大学 储能电站接入配电网的限时电流速断保护定值优化方法
FR3128581A1 (fr) * 2021-10-22 2023-04-28 Ge Energy Power Conversion Technology Limited Dispositif de stockage d’énergie électrique réversible, batterie, système de stockage et procédé associés

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010089338A2 (de) * 2009-02-06 2010-08-12 Siemens Aktiengesellschaft Kurzschluss-schutzvorrichtung und schaltanlage mit derartigen schutzvorrichtungen
KR20120089751A (ko) * 2009-11-16 2012-08-13 에이비비 테크놀로지 아게 송전 또는 배전 선로의 전류를 차단하는 디바이스와 방법 및 전류제한 장치
KR20160078991A (ko) * 2013-10-27 2016-07-05 꼼미사리아 아 레네르지 아또미끄 에 오 에네르지 알떼르나띠브스 병렬로 복수의 배터리를 포함하는 전원의 외부 단락으로부터의 보호
KR20160149199A (ko) * 2014-04-29 2016-12-27 하이드로-퀘벡 전기 차량용 양방향 충전 시스템

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2864362B1 (fr) * 2003-12-19 2006-05-05 Peugeot Citroen Automobiles Sa Systeme de controle de l'alimentation en energie d'organes fonctionnels d'un reseau de bord de vehicule automobile
DE102004045897A1 (de) 2004-09-22 2006-03-30 Howaldtswerke-Deutsche Werft Gmbh Batterieanlage eines Unterseebootes

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010089338A2 (de) * 2009-02-06 2010-08-12 Siemens Aktiengesellschaft Kurzschluss-schutzvorrichtung und schaltanlage mit derartigen schutzvorrichtungen
KR20120089751A (ko) * 2009-11-16 2012-08-13 에이비비 테크놀로지 아게 송전 또는 배전 선로의 전류를 차단하는 디바이스와 방법 및 전류제한 장치
KR20160078991A (ko) * 2013-10-27 2016-07-05 꼼미사리아 아 레네르지 아또미끄 에 오 에네르지 알떼르나띠브스 병렬로 복수의 배터리를 포함하는 전원의 외부 단락으로부터의 보호
KR20160149199A (ko) * 2014-04-29 2016-12-27 하이드로-퀘벡 전기 차량용 양방향 충전 시스템

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021185630A1 (de) * 2020-03-18 2021-09-23 Thyssenkrupp Marine Systems Gmbh Verfahren zum betreiben eines lithium-akkumulators an einem auf bleiakkumulatoren ausgelegten bordnetz in einem unterseeboot

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