KR20240046205A - 충방전 회로와 시스템 및 이의 제어 방법 - Google Patents

충방전 회로와 시스템 및 이의 제어 방법 Download PDF

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battery assembly
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KR1020247007366A
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시아오지엔 황
청화 후
쥐민 단
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컨템포러리 엠퍼렉스 테크놀로지 씨오., 리미티드
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Abstract

본 출원의 실시예에서 제공하는 충방전 회로와 시스템 및 이의 제어 방법에 있어서, 적어도 제1 전지 어셈블리를 포함하는 전원 공급 모듈; M상 브릿지 암(bridge arm)을 포함하고, M이 0보다 큰 자연수인 인버터 모듈; 및 충방전 회로 전환 브릿지 암을 포함하는 충방전 제어 모듈; M상 모터를 포함하는 구동 모듈을 포함하고, 여기에서, 상기 제1 전지 어셈블리, 상기 M상 브릿지 암, 상기 충방전 회로 전환 브릿지 암은 병렬 연결되며; 상기 M상 브릿지 암에 있는 상하 브릿지 암의 연결점 각각이 상기 M상 모터의 M상 와인딩과 일일이 대응되어 연결되고; 상기 충방전 회로 전환 브릿지 암의 상하 브릿지 암의 연결점은 상기 M상 모터와 연결된다. 상기 충방전 회로 전환 브릿지 암의 상하 브릿지 암의 연결점을 통해 상기 M상 모터와 연결되면 M상 모터를 거쳐 흐르는 전류의 크기와 위상이 동일하게 허용되어, 가열 상태에서 모터의 고정자 자기장의 불균일로 인해 소음이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

Description

충방전 회로와 시스템 및 이의 제어 방법
본 출원은 전지 기술 분야에 관한 것으로, 특히 충방전 회로와 시스템 및 이의 제어 방법에 관한 것이다.
동력 전지는 높은 에너지 밀도, 반복 충전 가능, 친환경성 등의 이점으로 인해 신재생에너지 자동차, 전자제품, 에너지 저장 시스템 등 분야에 광범위하게 활용되고 있다.
하지만 동력 전지는 저온 환경에서 제한적으로 사용된다. 구체적으로 말하자면, 저온 환경에서 동력 전지의 방전 용량이 크게 감소되며 전지는 저온 환경에서 충전할 수 없다. 따라서 동력 전지를 정상적으로 사용하기 위해서는 저온 환경에서 동력 전지를 가열해야 한다.
종래의 동력 전지 가열 기술은 모터 회로를 이용해 동력 전지를 가열하는 과정에서 모터의 진동과 소음이 과도하게 큰 문제점을 초래할 수 있다.
본 출원의 실시예에서 제공하는 충방전 회로와 시스템 및 이의 제어 방법은 모터 회로를 이용해 전지를 가열할 때 모터의 진동과 소음을 효과적으로 억제할 수 있다.
제1 양태에 있어서, 본 출원에서 제공하는 충방전 회로에 있어서, 전원 공급 모듈, 인버터 모듈, 충방전 제어 모듈 및 구동 모듈을 포함하고; 여기에서, 상기 전원 공급 모듈은 적어도 제1 전지 어셈블리를 포함하고; 상기 인버터 모듈은 M상 브릿지 암(bridge arm)을 포함하고, M은 0보다 큰 자연수이고; 및 상기 충방전 제어 모듈은 충방전 회로 전환 브릿지 암을 포함하고; 상기 구동 모듈은 M상 모터를 포함하고; 상기 제1 전지 어셈블리, 상기 M상 브릿지 암 및 상기 충방전 회로 전환 브릿지 암은 병렬 연결되며; 상기 M상 브릿지 암에 있는 상하 브릿지 암의 연결점 각각이 상기 M상 모터의 M상 와인딩과 일일이 대응되어 연결되고; 상기 충방전 회로 전환 브릿지 암이 있는 상하 브릿지 암의 연결점은 상기 M상 모터와 연결된다.
상기 충방전 회로 전환 브릿지 암에 있는 상하 브릿지 암의 연결점을 통해 상기 M상 모터와 연결되면 상기 M상 모터를 거쳐 흐르는 전류의 크기와 위상이 동일하게 허용되어, 모터가 가열 상태에서 고정자 자기장의 불균일로 인해 소음이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
제2 양태에 있어서, 본 출원에서 제공하는 충방전 회로에 있어서, 전원 공급 모듈, 인버터 모듈, 충방전 제어 모듈, 구동 모듈 및 스위치 유닛을 포함하고; 여기에서, 상기 전원 공급 모듈은 적어도 제1 전지 어셈블리와 제2 전지 어셈블리를 포함하고; 상기 인버터 모듈은 M상 브릿지 암(bridge arm)을 포함하고, M은 0보다 큰 자연수이고; 상기 충방전 제어 모듈은 충방전 회로 전환 브릿지 암을 포함하고; 상기 구동 모듈은 M상 모터를 포함하고; 상기 제1 전지 어셈블리와 상기 M상 브릿지 암은 병렬 연결되고, 상기 제1 전지 어셈블리의 제1단, 상기 M상 브릿지 암의 상부 브릿지 암은 동일 선상에서 연결되며; 상기 M상 브릿지 암에 있는 상하 브릿지 암의 연결점 각각이 상기 M상 모터의 M상 와인딩과 일일이 대응되어 연결되고; 상기 충방전 회로 전환 브릿지 암에 있는 상하 브릿지 암의 연결점이 상기 M상 모터와 연결되고; 상기 제2 전지 어셈블리의 제1단이 상기 충방전 회로 전환 브릿지 암의 상부 브릿지 암과 동일 선상에서 연결되며; 상기 제2 전지 어셈블리의 제2단이 상기 제1 전지 어셈블리의 제2단, 상기 M상 브릿지 암, 상기 충방전 회로 전환 브릿지 암의 하부 브릿지 암과 동일 선상에서 연결되며; 상기 스위치 유닛이 상기 제1 전지 어셈블리의 제1단과 상기 제2 전지 어셈블리의 제1단 사이에 설치된다.
상기 충방전 회로 전환 브릿지 암을 설치함으로써 상기 M상 모터의 출력 전류가 흐르는 방향을 전환하여 전원 공급 유닛의 충방전 과정을 제어할 수 있으므로, 상기 M상 모터를 이용하는 회로에서 상기 전원 공급 모듈을 가열할 때 충전 전류의 크기를 증가시킬 수 있어 충전 효율성이 향상될 수 있다. 또한, 상기 충방전 회로 전환 브릿지 암에 있는 상하 브릿지 암의 연결점을 통해 상기 M상 모터와 연결되면 상기 M상 모터에서 제로 시퀀스 전류(zero sequence current)가 생성되어 모터가 작동 중일 때 자기장의 불균일로 인해 회전자가 발열되어 모터의 자기소거를 초래하는 것을 방지할 수 있다.
하나의 가능한 실시예에서, 상기 M상 모터와 상기 충방전 회로 전환 브릿지 암 사이에는 적어도 하나의 외부 인덕턴스 유닛이 설치된다.
하나의 가능한 실시예에서, 상기 충방전 회로 전환 브릿지 암에 있는 상하 브릿지 암의 연결점이 상기 적어도 하나의 외부 인덕턴스 유닛의 일단과 연결되고, 상기 적어도 하나의 외부 인덕턴스 유닛의 다른 일단이 상기 M상 모터에 있는 상기 M상 와인딩의 연결점과 연결된다.
외부 에너지 저장 장치를 설치함으로써 상기 모터 와인딩 등 상기 에너지 저장 장치의 저항을 효과적으로 높이면, 상기 전원 공급 모듈의 충방전 전류가 큰 수준으로 안정적이게 유지될 수 있어 상기 전원 공급 모듈의 충방전 효율을 효과적으로 높여 전지 가열 속도가 증가될 수 있다.
하나의 가능한 실시예에서, 상기 M상 모터는 이중 모터로 제1 M상 모터와 제2 M상 모터를 포함하고; 여기에서, 상기 제1 M상 모터의 M상 와인딩 연결점이 상기 제2 M상 모터의 M상 와인딩 연결점과 연결된다.
하나의 가능한 실시예에서, 상기 M상 브릿지 암에 있는 상하 브릿지 암의 연결점 각각이 상기 제1 M상 모터의 M상 와인딩과 일일이 대응되어 연결된다.
하나의 가능한 실시예에서, 상기 충방전 회로 전환 브릿지 암에 있는 상하 브릿지 암의 연결점 각각이 상기 제2 M상 모터의 M상 와인딩과 일일이 대응되어 연결된다.
상기 이중 모터의 와인딩 연결점을 연결함으로써 모터 컨트롤러의 도통 및 전환을 동시에 제어해 모터로 흐르는 전류와 모터에서 흐르는 전류는 항시 같은 방향을 유지도록 제어하며, 가열 과정 중 모터의 와인딩에서 생성되는 합성 자계(resultant magnetic field)를 최저 수준으로 낮추어 모터의 진동 소음 및 회전자 발열 문제를 효과적으로 감소시킬 수 있다.
제3 양태에 있어서, 본 출원에서 제공하는 충방전 시스템은 제어 모듈과 상술한 충방전 회로를 포함하고; 상기 제어 모듈은 상기 충방전 회로에 명령을 발송하여 전원 공급 모듈의 충방전을 제어하는 데 사용된다..
제4 양태에 있어서, 본 출원에서 제공하는 충방전 제어 방법에 있어서, 전력용 시스템에 응용되고, 상기 전력용 시스템은 제어 모듈과 충방전 회로를 포함하고; 상기 충방전 회로는 전원 공급 모듈, 인버터 모듈, 충방전 제어 모듈 및 구동 모듈을 포함하고; 여기에서, 상기 전원 공급 모듈은 적어도 제1 전지 어셈블리를 포함하고; 상기 인버터 모듈은 M상 브릿지 암을 포함하고, M은 0보다 큰 자연수이고; 및 상기 충방전 제어 모듈은 충방전 회로 전환 브릿지 암을 포함하고; 상기 구동 모듈은 M상 모터를 포함하고; 상기 제1 전지 어셈블리, 상기 M상 브릿지 암 및 상기 충방전 회로 전환 브릿지 암은 병렬 연결되며; 상기 M상 브릿지 암에 있는 상하 브릿지 암의 연결점 각각이 상기 M상 모터의 M상 와인딩과 일일이 대응되어 연결되고; 상기 충방전 회로 전환 브릿지 암에 있는 상하 브릿지 암의 연결점은 상기 M상 모터와 연결된다. 상기 방법은, 상기 컨트롤러에서 발송하는 인에이블링 신호에 반응하고, 상기 M상 브릿지 암의 상부 브릿지 암이 도통되거나 하부 브릿지 암이 도통되며, 상기 충방전 회로 전환 브릿지 암의 상부 브릿지 암이 도통되거나 하부 브릿지 암이 도통되어 충전 회로 또는 방전 회로가 형성되고; 반복적으로 상기 충전 회로 또는 상기 방전 회로를 전환함으로써 상기 전원 공급 모듈을 충전 및 방전시키는 단계를 포함한다.
제5 양태에 있어서, 본 출원에서 제공하는 충방전 제어 방법에 있어서, 전력용 시스템에 응용되고, 상기 전력용 시스템은 제어 모듈과 충방전 회로를 포함하고; 상기 충방전 회로는 전원 공급 모듈, 인버터 모듈, 충방전 제어 모듈, 구동 모듈 및 스위치 유닛을 포함하고; 여기에서, 상기 전원 공급 모듈은 적어도 제1 전지 어셈블리와 제2 전지 어셈블리를 포함하고; 상기 인버터 모듈은 M상 브릿지 암을 포함하고, M은 0보다 큰 자연수이고; 상기 충방전 제어 모듈은 충방전 회로 전환 브릿지 암을 포함하고; 상기 구동 모듈은 M상 모터를 포함하고; 상기 제1 전지 어셈블리와 상기 M상 브릿지 암이 병렬 연결되고, 여기에서 상기 제1 전지 어셈블리의 제1단, 상기 M상 브릿지 암의 상부 브릿지 암이 동일 선상에서 연결되며; 상기 M상 브릿지 암에 있는 상하 브릿지 암의 연결점 각각이 상기 M상 모터의 M상 와인딩과 일일이 대응되어 연결되고; 상기 충방전 회로 전환 브릿지 암에 있는 상하 브릿지 암의 연결점이 상기 M상 모터와 연결되고; 상기 제2 전지 어셈블리의 제1단이 상기 충방전 회로 전환 브릿지 암의 상부 브릿지 암과 동일 선상에서 연결되며; 상기 제2 전지 어셈블리의 제2단이 상기 제1 전지 어셈블리의 제2단, 상기 M상 브릿지 암, 상기 충방전 회로 전환 브릿지 암의 하부 브릿지 암과 동일 선상에서 연결되며; 상기 스위치 유닛이 상기 제1 전지 어셈블리의 제1단과 상기 제2 전지 어셈블리의 제1단 사이에 설치되고; 상기 방법은, 상기 컨트롤러에서 발송하는 인에이블링 신호에 반응하고, 상기 M상 브릿지 암의 상부 브릿지 암이 도통되거나 하부 브릿지 암이 도통되며, 상기 충방전 회로 전환 브릿지 암의 상부 브릿지 암이 도통되거나 하부 브릿지 암이 도통되어 충전 회로 또는 방전 회로가 형성되고; 상기 충전 회로와 상기 방전 회로를 통해 상기 제1 전지 어셈블리와 상기 제2 전지 어셈블리를 충전 및 방전시키고; 충전 및 방전은 상기 제1 전지 어셈블리와 상기 제2 전지 어셈블리를 전환시키는 충방전 상태를 포함하고; 여기에서, 충방전 상태는 제1 전지 어셈블리를 충전하면서 동시에 제2 전지 어셈블리를 방전하거나, 상기 제1 전지 어셈블리를 방전하면서 동시에 상기 제2 전지 어셈블리를 충전하는 단계를 포함한다.
상기 제어 모듈이 상기 M상 브릿지 암의 상하 브릿지 암을 제어함으로써 상기 M상 모터에 있는 와인딩 전류의 위상과 크기가 동일할 수 있어, 모터 작동 시 자기장의 불균일로 인한 소음 생성 및 회전자 발열로 모터의 자기소거가 초래되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 이중 전지를 설치함으로써 가열 전류 크기와 가열 전류 주파수에 대한 모터 인덕턴스의 제약을 효과적으로 낮출 수 있고, 이중 전지의 가열 방식을 통해 즉각적으로 에너지 저장 장치의 에너지가 그중 하나의 전지로 방출될 수 있어 전지의 가열 전류는 미리 설정된 가열 주파수에 따라 안정적인 가열 전류 크기를 유지할 수 있다. 따라서 전지는 상이한 온도 및 SOC 상태에서 가열 전류 주파수를 조절함으로써 가열 속도를 크게 향상시킬 수 있다.
본 출원에서 실시예의 기술 방안을 더 명확하게 설명하기 위해서, 아래는 본 출원의 실시예에 사용되는 도면에 대하여 간단하게 소개하였고, 아래 서술에서 도면은 본 출원의 일부 실시예일 뿐인 것을 파악할 수 있다. 통상의 기술자는 창의적인 노동을 하지 않았다는 전제 하에 제시된 도면에 근거하여 기타 도면을 획득할 수 있다.
도 1은 종래의 충방전 회로를 나타내는 회로도이다.
도 2는 본 출원의 일 실시예에서 제공하는 방전 회로를 나타내는 도식화된 블록도이다.
도 3은 본 출원의 일 실시예에서 제공하는 충방전 회로의 회로도이다.
도 3a는 본 출원의 일 실시예에서 제공하는 충방전 회로의 회로도이다.
도 3b는 본 출원의 일 실시예에서 제공하는 충방전 회로의 회로도이다.
도 3c는 본 출원의 일 실시예에서 제공하는 충방전 회로의 회로도이다.
도 4는 본 출원의 일 실시예에서 제공하는 충방전 회로의 회로도이다.
도 4a는 본 출원의 일 실시예에서 제공하는 충방전 회로의 회로도이다.
도 4b는 본 출원의 일 실시예에서 제공하는 충방전 회로의 회로도이다.
도 4c는 본 출원의 일 실시예에서 제공하는 충방전 회로의 회로도이다.
도 5는 본 출원의 일 실시예에서 제공하는 충방전 시스템을 나타내는 도식화된 블록도이다.
도 6은 본 출원의 일 실시예에서 제공하는 동력 전지가 가열되는 상황에서 제어 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 7은 본 출원의 일 실시예에서 제공하는 충방전 제어 장치를 나타내는 도식화된 블록도이다.
아래는 첨부된 도면과 실시예를 결부하여 본 출원의 실시 형태에 대해 자세히 설명한다. 이하 실시예의 대한 자세한 설명과 첨부된 도면은 본 출원의 원리를 예시적으로 설명하기 위해 사용되나 본 출원의 보호 범위를 제한하려는 의도는 아니다. 즉 본 출원은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않는다.
본 출원의 실시예에 대한 설명에서, 별도로 설명되지 않은 한, '다수'는 두 개 이상을 의미하고 용어 '위', '아래', '왼쪽', '오른쪽', '안', '밖' 등에 의해 지시되는 방향 또는 위치관계는 장치나 부품이 반드시 특정 방위를 가지거나 특정 방위에 따라 구성되거나 조작된다는 것을 지시하거나 암시하는 것이 아니라, 본 출원의 실시예에 대한 설명을 돕고 설명을 단순화하기 위함에 불과하며, 따라서 본 출원의 실시예에 대한 제한으로 이해되어서는 안된다. '제1', '제2', '제3' 등 용어는 설명의 목적으로만 사용되며, 상대적인 중요성을 지시하거나 암시하는 것으로 이해되어서는 안된다. "수직"은 엄격한 의미의 수직이 아니라 오차 허용 범위 내의 수직이다. "평행"은 엄격한 의미의 평형이 아니라 오류 허용 범위 내의 평형이다.
이하 설명에서 언급되는 방위 용어는 모두 도면에서 보여주는 방향이고, 본 출원의 구체적인 구조를 한정하고자 하는 것이 아니다. 더 설명해야 할 부분으로는, 본 출원의 설명에 있어서, 달리 명시적으로 지정되고 한정되지 않는 한, 용어 "장착", "서로 연결", "연결"은 넓은 의미로 이해되어야 하며, 예를 들어, 고정 연결일 수 있고, 탈착 가능한 연결일 수도 있거나, 일체로 연결되며; 직접적으로 연결될 수 있고, 중간 매체를 통해 간접적으로 연결될 수도 있다. 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 구체적인 상황에 따라 본 출원에서의 상술한 용어의 구체적인 의미를 이해할 수 있다.
시대가 발전하면서 신재생에너지 자동차는 친환경성, 저소음, 낮은 사용 비용 등과 같은 장점으로 인해, 거대한 시장 전망을 갖고, 에너지 절약 및 유해물질 배출 감소 촉진에 효과적이며 사회 발전 및 진보에 유리하다.
동력 전지의 전기 화학적 특성으로 인해 저온 환경에서 동력 전지의 충방전 능력은 크게 제한적이므로 겨울철 차량 이용시 사용자 체험에 지장을 줄 수 있다. 따라서 동력 전지를 정상적으로 사용하기 위해서는 저온 환경에서 동력 전지를 가열해야 한다.
본 출원의 실시예에서 동력 전지는 리튬 이온 전지, 리튬 금속 전지, 연산(Lead-Acid) 전지, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 리튬 황 전지, 리튬 에어 전지 또는 나트륨 이온 전지 등일 수 있으므로 여기에서 한정하지 않는다. 규모에 있어서, 본 출원의 실시예에서 전지는 셀 단량체이거나, 전지 모듈 또는 전지 팩일 수도 있으며 여기에서 한정하지 않는다. 응용 분야에 있어서, 전지는 자동차와 선박 등과 같은 동력 장치 내부에 응용될 수 있다. 예를 들어, 동력 자동차 내부에 응용되어 동력 자동차의 모터에 전원을 공급하여 전기 자동차의 동력원으로 사용된다. 전지는 차량 내부 에어컨, 차량 탑재 플레이어 등과 같이 전기 자동차에 설치된 기타 전기용 부품에 전원을 공급할 수 있다.
하기는 설명의 편의성을 위해 동력 전지를 신재생에너지 자동차(동력 자동차)에 응용하는 것을 실시예로 간주하여 설명한다.
구동 모터와 이의 제어 시스템은 신재생에너지 자동차의 핵심 부품 중 하나로, 이의 구동 특성이 차량 주행의 핵심 성능 지표를 결정한다. 신재생에너지 자동차의 모터 구동 시스템은 주로 전동기(모터), 모터 컨트롤러(예: 인버터), 다양한 감지 센서 및 전원 등에 의해 부분적으로 구성된다. 모터는 전자기 유도 원리로 운영되는 회전 전자기 기계로 전기 에너지를 기계 에너지로 변환하는 데 사용된다. 작동 시 전력 시스템에서 전력을 흡수하여 기계 시스템으로 기계 파워를 내보낸다.
동력 전지를 가열할 때 불필요한 비용이 증가되는 것을 방지하려면 모터 회로를 이용해 동력 전지를 가열할 수 있다.
도 1은 종래의 동력 전지 가열 시스템의 충방전 회로도를 나타낸다. 도 1에 도시된 바와 같이, 동력 전지 가열 시스템(100)은 전원 공급 모듈(110), 전원 공급 모듈(110)에 연결되는 인버터 모듈(120) 및 인버터 모듈(120)에 연결되는 구동 모듈(130)을 포함한다.
전원 공급 모듈(110)은 동력 전지를 채택하여 자체적으로 구현될 수 있고, 충전대(charging pile) 등과 같은 외부 전원 공급 모듈을 채택할 수도 있다. 외부 전원 공급 모듈에서 제공하는 가열 에너지는 외부 직렬 충전기에서 출력되거나 외부 교류 충전기가 정류를 통해 출력될 수 있고, 여기에서 구체적으로 한정하지 않는다.
인버터 모듈(120)에 있어서 다양한 유형의 스위치를 선택하여 구현될 수 있다. 예를 들어, 인버터 모듈(120)은 모터 구동 시스템에 있는 인버터에 의해 구현될 수 있고, 여기에서 인버터는 절연 게이트 쌍극성 트랜지스터(Insulated Gate Bipolar Transistor, IGBT)의 브릿지 암 스위치를 통해 구현될 수 있다. 구체적으로, 인버터의 브릿지 암 수량은 구동 모듈(130)의 와인딩 수량과 동일하다. 예를 들어, 구동 모듈(130)은 3상 와인딩 모터를 포함하고, 인버터는 3상 브릿지 암을 포함하며, 즉 U상 브릿지 암, V상 브릿지 암, W상 브릿지 암을 포함한다. 여기에서, 3상 브릿지 암 중 각 브릿지 암은 모두 상부 브릿지 암과 하부 브릿지 암을 구비하고, 이 상부 브릿지 암과 하부 브릿지 암에는 스위치 유닛이 각각 설치되며, 즉 인버터 모듈(120) 각각이 U상 브릿지 암의 상부 브릿지 암 스위치(121)와 하부 브릿지 암 스위치(122)를 포함하고, V상 브릿지 암의 상부 브릿지 암 스위치(123)와 하부 브릿지 암 스위치(124) 및 W상 브릿지 암의 상부 브릿지 암 스위치(125), 하부 브릿지 암 스위치(126)를 포함한다.
구동 모듈(130)은 구체적으로 U상 브릿지 암과 서로 연결되는 와인딩(131), V상 브릿지 암과 서로 연결되는 와인딩(132), W상 브릿지 암과 서로 연결되는 와인딩(133)을 포함한다. 여기에서, 와인딩(131)의 일단이 U상 브릿지 암의 상부 브릿지 암 및 하부 브릿지 암의 연결점과 서로 연결되고, 와인딩(132)의 일단이 V상 브릿지 암의 상부 브릿지 암 및 하부 브릿지 암의 연결점과 서로 연결되고, 와인딩(133)의 일단이 W상 브릿지 암의 상부 브릿지 암 및 하부 브릿지 암의 연결점과 서로 연결된다. 와인딩(131)의 다른 일단, 와인딩(132)의 다른 일단, 와인딩(133)의 다른 일단이 동일 선상에서 연결된다.
구동 모듈(130)은 3상 와인딩 모터에 한정되지 않고 6상 와인딩 모터 등일 수도 있음을 설명해야 한다. 대응하게는, 인버터 모듈(120)이 3상 브릿지 암 또는 6상 브릿지 암을 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 인버터 모듈(120)의 스위치가 주기적으로 온, 오프되게 제어함으로써 전류를 변조할 수 있다. 예를 들어, 인버터 모듈(120)에서 타겟 상부 브릿지 암 스위치 및 타겟 하부 브릿지 암 스위치가 주기적으로 온, 오프되게 제어함으로써 전류를 변조할 수 있다. 하나의 예시에서, 타겟 상부 브릿지 암 스위치가 상부 브릿지 암 스위치(121)인 경우 타겟 하부 브릿지 암 스위치는 하부 브릿지 암 스위치(124) 및/또는 하부 브릿지 암 스위치(126)이다. 다른 하나의 예시에서, 타겟 상부 브릿지 암 스위치가 상부 브릿지 암 스위치(123)인 경우 타겟 하부 브릿지 암 스위치는 하부 브릿지 암 스위치(122) 및/또는 하부 브릿지 암 스위치(126)이다. 다른 하나의 예시에서, 타겟 상부 브릿지 암 스위치가 상부 브릿지 암 스위치(125)인 경우 타겟 하부 브릿지 암 스위치는 하부 브릿지 암 스위치(122) 및/또는 하부 브릿지 암 스위치(124)이다. 다른 하나의 예시에서, 타겟 상부 브릿지 암 스위치가 상부 브릿지 암 스위치(121) 및/또는 상부 브릿지 암 스위치(123)인 경우 타겟 하부 브릿지 암 스위치는 126이다. 다른 하나의 예시에서, 타겟 상부 브릿지 암 스위치가 상부 브릿지 암 스위치(123) 및/또는 상부 브릿지 암 스위치(125)인 경우 타겟 하부 브릿지 암 스위치는 하부 브릿지 암 스위치(122)이다. 다른 하나의 예시에서, 타겟 상부 브릿지 암 스위치가 상부 브릿지 암 스위치(121) 및/또는 상부 브릿지 암 스위치(125)인 경우 타겟 하부 브릿지 암 스위치는 124이다.
주기적으로 도통 및 차단된 각 사이클에 있는 타겟 상부 브릿지 암 스위치와 타겟 하부 브릿지 암 스위치는 동일할 수 있고, 상이할 수도 있으므로 여기에서 한정하지 않는다. 예를 들어, 각 사이클마다 상부 브릿지 암 스위치(121)와 하부 브릿지 암 스위치(124)의 도통 및 차단을 제어할 수 있다. 또 다른 예시로, 첫번째 사이클에서 상부 브릿지 암 스위치(121)와 하부 브릿지 암 스위치(124)의 도통 및 차단을 제어하고; 두번째 사이클에서 상부 브릿지 암 스위치(123)와 하부 브릿지 암 스위치(122)의 도통 및 차단을 제어하고; 세번째 사이클에서 상부 브릿지 암 스위치(121), 하부 브릿지 암 스위치(124) 및 하부 브릿지 암 스위치(126)의 도통 및 차단을 제어한다. 즉, 상이한 사이클에서 제어된 타겟 상부 브릿지 암 스위치와 하부 브릿지 암 스위치는 서로 다를 수 있다.
이를 통해 도 1에 도시된 충방전 회로를 채택하면 타겟 도통 스위치는 적어도 하나의 상부 브릿지 암 스위치와 적어도 하나의 하부 브릿지 암 스위치를 포함하고, 적어도 하나의 상부 브릿지 암 스위치와 적어도 하나의 하부 브릿지 암 스위치가 서로 다른 브릿지 암에 위치되는 것을 알 수 있으며; 따라서 한 사이클에서 모든 상부 브릿지 암 또는 하부 브릿지 암을 동시에 도통할 수 없어 전원 공급 모듈, 타겟 상부 브릿지 암 스위치, 타겟 하부 브릿지 암 스위치 및 모터 와인딩 사이에 형성되는 서로 다른 회로의 전류 방향이 달라 교류 전류가 생성될 수 있다.
단방향 와인딩의 기자력(magnetomotive force)은 공간이 사다리형으로 분포되므로 시간이 흐르면서 전류 변화 법칙에 따라 맥동 기자력(pulsating magnetomotive force)이 교번한다. 세 개의 단상 와인딩의 기자력을 중첩되며, 즉 이는 3상 와인딩의 합성 자기장이다. 일반적인 가열 과정에서 3상 와인딩 모터에 유입된 3상의 전류는 크기가 완전히 동일하지 않으며, 그중 2상 와인딩으로 흐르는 전류는 위상 차이가 180°이며, 위상 차이가 존재하지 않는 2상의 전류 크기는 같다. 이는 모터 와인딩에 흐르는 전류의 3상이 서로 대칭되지 않고, 전류 주파수가 높아 가열 과정에서 동력 전지의 모터 진동 및 소음이 큰 문제점을 초래한다.
도 2는 본 출원의 일 실시예에서 제공하는 충방전 회로(200)를 나타내는 도식화된 블록도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 충방전 회로(200)는 전원 공급 모듈(210), 인버터 모듈(220), 구동 모듈(230), 충방전 회로 제어 모듈(240)을 포함한다.
전원 공급 모듈(210) 각각이 인버터 모듈(220) 및 충방전 회로 제어 모듈(240)에 연결된다.
인버터 모듈(220) 각각이 전원 공급 모듈(210) 및 구동 모듈(230)에 연결된다.
구동 모듈(230) 각각이 인버터 모듈(220) 및 충방전 회로 제어 모듈에 연결된다.
충방전 제어 모듈(240)이 전원 공급 모듈에 연결된다.
구체적으로, 전원 공급 모듈은 하나의 전지 어셈블리를 포함하고, 전지 어셈블리는 복수 개의 전지 모듈이 포합된 집합일 수 있고, 복수 개의 전지 셀을 포함한 전지 모듈일 수도 있다. 인버터 모듈(220)은 인버터에 의해 구현되고, M상 브릿지 암을 포함하며 M은 0보다 큰 자연수이고; 각각의 브릿지 암은 상부 브릿지 암과 하부 브릿지 암을 포함하여, 에를 들어, 3상 브릿지 암은 세 개의 상부 브릿지 암과 세 개의 하부 브릿지 암을 포함한다. 구동 모듈(230)은 M상 모터를 포함하고; 충방전 제어 모듈(240)은 상부 브릿지 암과 하부 브릿지 암을 포함하는 충방전 회로 전환 브릿지 암을 포함한다.
하나의 예시에서, 제1 전지 어셈블리, M상 브릿지 암 및 충방전 회로 전환 브릿지 암은 병렬 연결된다. M상 브릿지 암에 있는 상하 브릿지 암의 연결점 각각이 M상 모터의 M상 와인딩과 일일이 대응되어 연결되고; 충방전 회로 전환 브릿지 암에 있는 상하 브릿지 암의 연결점이 M상 모터와 연결된다.
충방전 회로(200)에서 충전 회로 또는 방전 회로가 형성되기 위해서는, M상 브릿지 암의 상부 브릿지 암 또는 하부 브릿지 암을 도통시켜야 하고, 및 충방전 회로 전환 브릿지 암의 상부 브릿지 암 또는 하부 브릿지 암을 도통시킬 필요가 있다. 전원 공급 모듈의 상단이 양극이고 전원 공급 모듈의 하단이 음극이라고 가정할 경우, M상 브릿지 암의 상부 브릿지 암과 충방전 회로 전환 브릿지 암의 하부 브릿지 암이 도통될 때 방전 회로가 형성된다. 이때 전류는 전원 공급 모듈의 양극에서 유출되어, M상 브릿지 암에 있는 M개의 상부 브리지 암을 거쳐, 다시 M상 모터를 거치면 충방전 회로 전환 브릿지 암의 하부 브릿지 암에서 전원 공급 모듈의 음극으로 돌아간다. M상 브릿지 암의 하부 브릿지 암과 충방전 회로 전환 브릿지 암의 상부 브릿지 암이 도통될 때 충전 회로가 형성되고, 이때 전류는 전원 공급 모듈의 음극에서 유출되어, M상 브릿지 암에 있는 M개의 하부 브리지 암을 통과한 후 M상 모터를 거치면 충방전 회로 전환 브릿지 암의 상부 브릿지 암에서 전원 공급 모듈의 양극으로 돌아간다.
충전 회로와 방전 회로를 주기적으로 전환하면 전류가 전원 공급 모듈 내부에서 유동되어 열량이 발생되므로 전원 공급 모듈을 가열시킬 수 있다.
본 실시예에서, 구동 모듈(230)은 인버터 모듈(220)에 연결될 뿐만 아니라 충방전 제어 모듈(240)에도 연결될 수 있어 인버터 모듈(220)을 거쳐 흐르는 전류는 동시에 구동 모듈(230)의 모든 와인딩에서부터 유입되고, 모든 와인딩의 다른 일단에서 유출되어 구동 모듈(230)을 거쳐서 흐르는 전류는 방향이 다른 교류 전류가 아닌 방향이 동일하고 크기가 동일한 전류일 수 있다. 따라서 모터 회로를 이용해 동력 전지를 가열하는 과정에서 모터의 진동과 소음이 과도하게 큰 문제점을 효과적으로 해결할 수 있다.
하기는 도 3, 도 3a, 도 3b, 도 3c를 결합하여 본 출원의 실시예에서 제공하는 충전 회로(300)의 회로도를 상세하게 설명한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 충전 회로(300)에서 전원 공급 모듈은 제1 전지 어셈블리(350), M상 브릿지 암, M상 모터 및 충방전 회로 전환 브릿지 암(341)을 포함한다. 제1 전지 어셈블리(350), M상 브릿지 암 및 충방전 회로 전환 브릿지 암(341)은 병렬 연결된다. M상 브릿지 암에 있는 상하 브릿지 암의 연결점 각각이 M상 모터의 M상 와인딩과 일일이 대응되어 연결되고; 충방전 회로 전환 브릿지 암에 있는 상하 브릿지 암의 연결점이 M상 모터와 연결된다.
구체적으로, M상 브릿지 암은 브릿지 암(331), 브릿지 암(332) 및 브릿지 암(333)을 포함하는 3상 브릿지 암이고; M상 모터는 복수 개의 와인딩, 즉 와인딩(311), 와인딩(312) 및 와인딩(313)을 포함하는 3상 와인딩 모터이다. 제1 전지 어셈블리(350), 브릿지 암(331), 브릿지 암(332),브릿지 암(333), 브릿지 암(341)이 병렬 연결된다. 브릿지 암(331)의 상부 브릿지 암(3311)과 하부 브릿지 암(3312)의 연결점이 와인딩(311)의 일단과 서로 연결되고, 브릿지 암(332)의 상부 브릿지 암(3321)과 하부 브릿지 암(3322)의 연결점이 와인딩(312)의 일단과 서로 연결되고, 브릿지 암(333)의 상부 브릿지 암(3331)과 하부 브릿지 암(3332)의 연결점이 와인딩(313)의 일단과 서로 연결되고, 와인딩(311)의 다른 일단, 와인딩(312)의 다른 일단, 와인딩(313)의 다른 일단 및 외부 인덕턴스 유닛(321)의 다른 일단이 공동으로 연결되고, 충방전 회로 전환 브릿지 암(341)의 상부 브릿지 암(3411)과 하부 브릿지 암(3412)의 연결점이 와인딩(311, 312, 313)의 공동 연결점에 연결된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제1 전지 어셈블리(350), 상부 브릿지 암(3311~3331), 와인딩(311~313) 및 충방전 회로 전환 브릿지 암(341)의 하부 브릿지 암(3412)이 공동으로 방전 회로를 형성하고; 방전 전류는 제1 전지 어셈블리(350)의 양극에서 유출되어 브릿지 암(331)의 상부 브릿지 암(3321), 브릿지 암(332)의 상부 브릿지 암(3321), 브릿지 암(333)의 상부 브릿지 암(3331)을 거쳐 와인딩(311, 312 및 313)으로 유입되고, 충방전 회로 전환 브릿지 암(341)의 하부 브릿지 암(3411)이 제1 전지 어셈블리(350)의 음극으로 돌아간다.
다른 일 양태에 있어서, 제1 전지 어셈블리(350), 하부 브릿지 암(3312~3332), 와인딩(311~313) 및 충방전 회로 전환 브릿지 암(341)의 상부 브릿지 암(3411)이 공동으로 충전 회로(미도시)를 형성하고; 충전 전류는 제1 전지 어셈블리(350)의 음극에서 유출되어 브릿지 암(331)의 하부 브릿지 암(3312), 브릿지 암(332)의 하부 브릿지 암(3322) 및 브릿지 암(333)의 하부 브릿지 암(3332)을 거쳐 와인딩(311, 312 및 313)으로 유입되고, 충방전 회로 전환 브릿지 암(341)의 상부 브릿지 암(3411)에 의해 제1 전지 어셈블리(350)의 양극으로 돌아간다.
도 3에 도시된 실시예에서, 모터 와인딩의 연결점을 충방전 회로 전환 브릿지 암의 연결점과 연결시켜 충전 또는 방전될 때 전류가 임의의 1상 와인딩을 거쳐 유출될 필요 없이 동시에 모든 와인딩에서부터 유입될 수 있게 허용한다. 3상 와인딩에서 유입되거나 유출되는 전류의 크기가 항시 같고, 위상 차이가 0이므로 3상 공간이 대칭되는 와인딩에 합성되는 고정자 자기장은 0에 가깝고, 따라서 제1 모터 회로를 이용해 동력 전지를 가열할 때 고정자 자기장과 회전자 자기장의 상호 작용으로 발생하는 진동 및 소음이 효과적으로 억제될 수 있다.
하나의 예시에서, M상 모터와 충방전 회로 전환 브릿지 암 사이에는 적어도 하나의 외부 인덕턴스 유닛이 설치된다. 구체적으로, 충방전 회로 전환 브릿지 암에 있는 상하 브릿지 암의 연결점이 적어도 하나의 외부 인덕턴스 유닛의 일단과 연결되고, 상기 적어도 하나의 외부 인덕턴스 유닛의 다른 일단이 상기 M상 모터에 있는 상기 M상 와인딩의 연결점과 연결된다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 충방전 회로(300)에서 전원 공급 모듈은 제1 전지 어셈블리(350), M상 브릿지 암, M상 모터 및 충방전 회로 전환 브릿지 암(341)을 포함한다. 제1 전지 어셈블리(350), M상 브릿지 암 및 충방전 회로 전환 브릿지 암(341)은 병렬 연결된다. M상 브릿지 암에 있는 상하 브릿지 암의 연결점 각각이 M상 모터의 M상 와인딩과 일일이 대응되어 연결되고; 충방전 회로 전환 브릿지 암의 상하 브릿지 암의 연결점이 M상 모터와 연결된다.
구체적으로, M상 브릿지 암은 브릿지 암(331), 브릿지 암(332) 및 브릿지 암(333)을 포함하는 3상 브릿지 암이고; M상 모터는 다중상 와인딩을 포함하고, 각각 와인딩(311), 와인딩(312), 와인딩(313)을 포함하는 3상 와인딩 모터이다. 제1 전지 어셈블리(350), 브릿지 암(331), 브릿지 암(332), 브릿지 암(333) 및 브릿지 암(341)이 병렬 연결된다. 브릿지 암(331)의 상부 브릿지 암(3311)과 하부 브릿지 암(3312)의 연결점이 와인딩(311)의 일단과 서로 연결되고, 브릿지 암(332)의 상부 브릿지 암(3321)과 하부 브릿지 암(3322)의 연결점이 와인딩(312)의 일단과 서로 연결되고, 브릿지 암(333)의 상부 브릿지 암(3331)과 하부 브릿지 암(3332)의 연결점이 와인딩(313)의 일단과 서로 연결되고, 와인딩(311)의 다른 일단, 와인딩(312)의 다른 일단, 와인딩(313)의 다른 일단의 연결점이 외부 인덕턴스 유닛(321)의 다른 일단에 연결되고, 충방전 회로 전환 브릿지 암(341)의 상부 브릿지 암(3411)과 하부 브릿지 암(3412)의 연결점이 와인딩(311, 312, 313)의 연결점에 연결된다.
바람직하게는, 외부 인덕턴스 유닛(321)은 도선일 수 있다. 또한, 본 출원의 실시예는 외부 인덕턴스 유닛의 수량을 한정하지 않는다.
바람직하게는, M상 모터가 6상 와인딩 모터일 수 있고, 상응하게는, M상 와인딩이 6상 와인딩 모터에 있는 모든 와인딩일 수도 있다.
바람직하게는, M상 브릿지 암은 3상 브릿지 암일 수 있고, 6상 브릿지 암일 수도 있다.
도 3a에 도시된 실시예에서, 모터와 충방전 회로 전환 브릿지 암 사이에는 외부 인덕턴스 유닛이 설치됨으로써 인덕턴스량이 증가될 수 있어 가열 과정에서 전류의 리플(ripple)을 줄이는 데 유용하고, 따라서 충방전의 전류를 효과적으로 늘려 충방전 효율성을 향상시킬 수 있다.
도 3b와 도 3c는 본 출원의 실시예에서 제공하는 충방전 회로(300)의 회로도이다.
하나의 예시에서, M상 모터는 이중 모터로 제1 M상 모터와 제2 M상 모터를 포함하고; 제1 M상 모터의 M상 와인딩 연결점이 제2 M상 모터의 M상 와인딩 연결점과 연결된다. 구체적으로, 제1 M상 모터와 제2 M상 모터가 모두 3상 와인딩 모터이고, 제1 M상 모터는 와인딩(311), 와인딩(312), 와인딩(313)을 포함하고; 제2 M상 모터는 와인딩(321), 와인딩(322), 와인딩(323)을 포함한다. 와인딩(311, 312, 313)의 공통된 연결점이 와인딩(321, 322, 323)의 공통된 연결점과 연결된다.
M상 브릿지 암에 있는 상하 브릿지 암의 연결점 각각이 제1 M상 모터의 M상 와인딩과 일일이 대응되어 연결된다. 구체적으로, M상 브릿지 암은 브릿지 암(331), 브릿지 암(332), 브릿지 암(333)을 포함한다. 구체적으로, 브릿지 암(331)의 상부 브릿지 암(3311)과 하부 브릿지 암(3312)의 연결점이 와인딩(311)의 일단과 서로 연결되고, 브릿지 암(332)의 상부 브릿지 암(3321)과 하부 브릿지 암(3322)의 연결점이 와인딩(312)의 일단과 서로 연결되고, 브릿지 암(333)의 상부 브릿지 암(3331)과 하부 브릿지 암(3332)의 연결점이 와인딩(313)의 일단과 서로 연결된다.
충방전 회로 전환 브릿지 암에 있는 상하 브릿지 암의 연결점 각각이 제2 M상 모터의 M상 와인딩과 일일이 대응되어 연결된다. 구체적으로, 충방전 회로 전환 브릿지 암은 브릿지 암(341), 브릿지 암(342), 브릿지 암(343)을 포함한다. 브릿지 암(341)의 상부 브릿지 암(3411)과 하부 브릿지 암(3412)의 연결점이 와인딩(321)의 일단과 서로 연결되고, 브릿지 암(342)의 상부 브릿지 암(3421)과 하부 브릿지 암(3422)의 연결점이 와인딩(322)의 일단과 서로 연결되고, 브릿지 암(343)의 상부 브릿지 암(3431)과 하부 브릿지 암(3432)의 연결점이 와인딩(323)의 일단과 서로 연결되고, 와인딩(311)의 다른 일단이 와인딩(312)의 다른 일단, 와인딩(313)의 다른 일단, 와인딩(321)의 다른 일단, 와인딩(322)의 다른 일단, 와인딩(323)의 다른 일단의 공통된 연결점과 연결된다.
도 3b에 도시된 바와 같이, 전원 공급 모듈(350), 상부 브릿지 암(3311, 3321, 3331), 와인딩(311~313), 와인딩(321~323), 하부 브릿지 암(3412, 3422, 3432)이 공동으로 방전 회로를 형성한다. 도 3c에 도시된 바와 같이, 전원 공급 모듈(350), 하부 브릿지 암(3312, 3322, 3332), 와인딩(311~313), 와인딩(321~323), 상부 브릿지 암(3411, 3421, 3431)이 공동으로 충전 회로를 형성할 수 있다. 여기에서, 제어 모듈(미도시)의 제어 하에 충전 회로와 방전 회로는 주기적으로 번갈아가며 도통된다.
도 3b와 도 3c에 도시된 실시예에서, 와인딩(311~313)으로 흐르는 전류의 크기와 위상을 동일하게 제어함으로써, 모터 회로를 이용하여 동력 전지를 가열하는 과정에서 제1 모터의 진동 및 소음을 효과적으로 억제할 수 있다. 유사하게는, 와인딩(321~323)으로 흐르는 전류의 크기와 위상이 동일하도록 제어함으로써, 모터 회로를 이용해 동력 전지를 가열하는 과정에서 제2 모터의 진동 및 소음을 효과적으로 억제할 수 있다.
도 4는 본 출원의 실시예에서 제공하는 충방전 회로(300)를 나타내는 도식화된 블록도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 충방전 회로(400)는 전원 공급 모듈(410), 인버터 모듈(420), 구동 모듈(430) 및 충방전 회로 제어 모듈(440)을 포함한다.
구체적으로, 전원 공급 모듈(410)은 제1 전지 어셈블리(4101)와 제2 전지 어셈블리(4102)를 포함한다. 스위치 유닛(미도시, 점선은 연결 관계가 변할 수 있음을 나타낸다)의 개폐로 인해 제1 전지 어셈블리(4101)와 제2 전지 어셈블리(4102) 사이의 연결 관계를 변경할 수 있다. 구체적으로, 스위치 유닛이 닫힐 때 제1 전지 어셈블리(4101)와 제2 전지 어셈블리(4102)가 병렬 연결되고; 차단될 때 제1 전지 어셈블리(4101)와 제2 전지 어셈블리(4102)가 직렬 연결된다. 전지 어셈블리는 복수 개의 전지 모듈이 포합된 집합이거나, 복수 개의 전지 셀을 포함한 전지 모듈일 수도 있다. 인버터 모듈(420)은 인버터에 의해 구현되고, M상 브릿지 암을 포함하며 M은 0보다 큰 자연수이고; 각각의 브릿지 암은 상부 브릿지 암과 하부 브릿지 암을 포함하여, 에를 들어, 3상 브릿지 암은 세 개의 상부 브릿지 암과 세 개의 하부 브릿지 암을 포함한다. 구동 모듈(430)은 M상 모터를 포함하여; 예를 들어, M상 모터는 3상 와인딩을 구비하는 3상 와인딩 모터이다. 충방전 제어 모듈(440)은 상부 브릿지 암과 하부 브릿지 암을 포함하는 충방전 회로 전환 브릿지 암을 포함한다.
하나의 예시에서, 도 4a에 도시된 바와 같이, 제1 전지 어셈블리(4101)가 M상 브릿지 암과 병렬 연결되고, 여기에서 제1 전지 어셈블리(4101)의 제1단, M상 브릿지 암의 상부 브릿지 암이 동일 선상에서 연결되며; M상 브릿지 암에 있는 상하 브릿지 암의 연결점 각각이 M상 모터의 M상 와인딩과 일일이 대응되어 연결되고; 충방전 회로 전환 브릿지 암에 있는 상하 브릿지 암의 연결점이 M상 모터와 연결되고; 제2 전지 어셈블리(4102)의 제1단이 충방전 회로 전환 브릿지 암의 상부 브릿지 암과 동일 선상에서 연결되며; 제2 전지 어셈블리(4102)의 제2단이 제1 전지 어셈블리(4101)의 제2단, M상 브릿지 암, 충방전 회로 전환 브릿지 암의 하부 브릿지 암과 동일 선상에서 연결되며; 스위치 유닛이 제1 전지 어셈블리의 제1단과 제2 전지 어셈블리의 제1단 사이에 설치된다.
구체적으로, M상 브릿지 암은 브릿지 암(431), 브릿지 암(432), 브릿지 암(433)을 포함하는 3상 브릿지 암이고; M상 모터는 3상 와인딩인 와인딩(411), 와인딩(412), 와인딩(413)을 포함하는 3상 와인딩 모터이다. 충방전 회로 전환 브릿지(421)
모터를 이용해 전원 공급 모듈을 가열할 때 스위치 유닛을 차단하고, 이때 제1 전지 어셈블리(4101)와 제2 전지 어셈블리(4102)가 직렬 연결된다. M상 브릿지 암의 상부 브릿지 암 또는 하부 브릿지 암 및 충방전 회로 전환 브릿지 암의 상부 브릿지 암과 하부 브릿지 암을 제어함으로써 제1 전지 어셈블리(4101, 4102)의 충방전 제어를 실현할 수 있다. 가정한다면, 제1 사이클에서 제1 전지 어셈블리(4101)가 충전되고, 제2 전지 어셈블리(4102)가 방전된다. 이때, 제2 전지 어셈블리(4102)의 방전 전류는 이의 양극에서부터 흘러나와 브릿지 암(431~433)의 상부 브릿지 암(4311, 4321, 4331)을 거쳐 와인딩(411~413)으로 유입되고, 충전 회로 전환 브릿지 암(421)의 상부 브릿지 암(4211)을 거쳐 제1 전지 어셈블리(4101)의 양극으로 유입되고, 제1 전지 어셈블리(4101)의 음극으로부터 흘러나와 마지막에 제2 전지 어셈블리(4102)의 음극으로 돌아간다.
도 4b에 도시된 바와 같이, 제2 사이클에서 제1 전지 어셈블리(4101)가 방전되고, 제2 전지 어셈블리(4102)가 충전된다. 이때, 제1 전지 어셈블리의 방전 전류는 이의 양극으로부터 흘러나와 충전 회로 전환 브릿지 암(421)의 상부 브릿지 암(4211)을 거쳐 와인딩(411~413)으로 유입되고, 다시 브릿지 암(431~433)의 상부 브릿지 암(4311, 4321, 4331)이 제2 전지 어셈블리(4102)의 양극으로 유입되어, 제2 전지 어셈블리(4102)의 음극으로부터 흘러나와 마지막에 제1 전지 어셈블리(4101)의 음극으로 돌아간다.
본 실시예에서, 이중 전지 어셈블리의 설계를 통해, 가열 전류의 크기와 가열 전류 주파수에 대한 모터 인덕턴스의 제약을 효과적으로 낮출 수 있고, 이중 전지의 가열 방식을 통해 즉각적으로 에너지 저장 장치의 에너지를 그중 하나의 전지로 방출할 수 있어 전지의 가열 전류는 미리 설정된 가열 주파수에 따라 하나의 안정적인 가열 전류 크기를 유지할 수 있다. 따라서 전지는 상이한 온도 및 SOC 상태에서 가열 전류 주파수를 조절함으로써 가열 속도가 크게 향상될 수 있다.
도 4c는 충방전 회로(400)의 다른 하나의 실시예인, 즉 M 모터가 이중 모터일 때의 회로 토폴로지(circuit topology)를 도시한다.
구체적으로, 도 4c에 도시된 바와 같이, M상 모터는 이중 모터로 제1 M상 모터와 제2 M상 모터를 포함하고; 제1 M상 모터의 M상 와인딩 연결점이 제2 M상 모터의 M상 와인딩 연결점과 연결된다. 구체적으로, 제1 M상 모터와 제2 M상 모터가 모두 3상 와인딩 모터이고, 제1 M상 모터는 와인딩(411), 와인딩(412), 와인딩(413)을 포함하고; 제2 M상 모터는 와인딩(441), 와인딩(442), 와인딩(443)을 포함한다. 와인딩(411, 412, 413)의 공통된 연결점이 와인딩(441, 442, 443)의 공통된 연결점과 연결된다.
M상 브릿지 암에 있는 상하 브릿지 암의 연결점 각각이 제1 M상 모터의 M상 와인딩과 일일이 대응되어 연결된다. 구체적으로, M상 브릿지 암은 브릿지 암(431), 브릿지 암(432), 브릿지 암(433)을 포함한다. 구체적으로, 브릿지 암(431)의 상부 브릿지 암(4311)과 하부 브릿지 암(4312)의 연결점이 와인딩(411)의 일단과 서로 연결되고, 브릿지 암(432)의 상부 브릿지 암(4321)과 하부 브릿지 암(4322)의 연결점이 와인딩(412)의 일단과 서로 연결되고, 브릿지 암(433)의 상부 브릿지 암(4331)과 하부 브릿지 암(4332)의 연결점이 와인딩(413)의 일단과 서로 연결된다.
충방전 회로 전환 브릿지 암에 있는 상하 브릿지 암의 연결점 각각이 제2 M상 모터의 M상 와인딩과 일일이 대응되어 연결된다. 구체적으로, 충방전 회로 전환 브릿지 암은 브릿지 암(421), 브릿지 암(422), 브릿지 암(423)을 포함한다. 브릿지 암(421)의 상부 브릿지 암(4211)과 하부 브릿지 암(4212)의 연결점이 와인딩(441)의 일단과 서로 연결되고, 브릿지 암(422)의 상부 브릿지 암(4221)과 하부 브릿지 암(4222)의 연결점이 와인딩(442)의 일단과 서로 연결되고, 브릿지 암(423)의 상부 브릿지 암(4231)과 하부 브릿지 암(4232)의 연결점이 와인딩(443)의 일단과 서로 연결되고, 와인딩(441)의 다른 일단, 와인딩(442)의 다른 일단, 와인딩(443)의 다른 일단, 와인딩(411)의 다른 일단, 와인딩(412)의 다른 일단, 와인딩(413)의 다른 일단의 공통된 연결점이 연결된다.
도 4c의 실시예에서, 와인딩(411~413)으로 흐르는 전류의 크기가 동일하고 위상 또한 동일할 수 있도록 제어함으로써, 모터 회로를 이용해 동력 전지를 가열하는 과정에서 제1 모터의 진동 및 소음을 효과적으로 억제할 수 있다. 유사하게는, 와인딩(4411~443)으로 흐르는 전류의 크기가 동일하고 위상 또한 동일할 수 있도록 제어함으로써, 모터 회로를 이용해 동력 전지를 가열하는 과정에서 제2 모터의 진동 및 소음을 효과적으로 억제할 수 있다.
도 5는 본 출원의 실시예에서 제공하는 충방전 시스템(500)을 나타내는 도식화된 블록도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 충방전 시스템(500)은 전원 공급 모듈(510), 인버터 모듈(520), 제어 모듈(530), 구동 모듈(540), 충방전 제어 모듈(550)을 포함한다. 제어 모듈(530)은 전원 공급 모듈(510), 인버터 모듈(520), 구동 모듈(540) 및 충방전 제어 모듈(55)로 이루어진 충방전 회로를 제어하는 데 사용된다. 여기에서, 전원 공급 모듈(510), 인버터 모듈(520), 구동 모듈(540), 충방전 제어 모듈(550)로 이루어진 회로는 상술한 실시예에서의 충방전 회로(200 또는 400)와 동일할 수 있다.
하나의 예시에서, 제어 모듈(530)은 완성차 컨트롤러 또는 차량 컨트롤러(Vehicle control unit，VCU) 및/또는 모터 컨트롤러를 포함할 수도 있다.
하나의 예시에서, 전원 공급 모듈(510)은 동력 전지이다.
충방전 시스템(500)을 사용하여 전원 공급 모듈을 가열하는 경우, 컨트롤러는 인버터 모듈(520)및 충방전 제어 모듈(550)에 인에이블링 신호를 전송하여 상기 충방전 회로(예: 충방전 회로(200) 또는 (400))의 인버터 모듈 및 충방전 제어 모듈을 제어하여 충전 회로 또는 방전 회로가 형성될 수 있다.
충방전 회로가 충방전 회로(200)일 때, 컨트롤러에서 발송하는 인에이블링 신호에 반응하고, 이의 M상 브릿지 암의 상부 브릿지 암이 도통되거나 하부 브릿지 암이 도통되며, 충방전 회로 전환 브릿지 암의 상부 브릿지 암이 도통되거나 하부 브릿지 암이 도통되어 충전 회로 또는 방전 회로가 형성되고; 총전 회로 또는 상기 방전 회로를 반복적으로 전환함으로써 전원 공급 모듈에 대한 충전 및 방전을 수행하여 전류가 전원 공급 모듈 내부를 거칠 때 생성되는 열량을 이용해 이를 가열시킬 수 있다.
충방전 회로가 충방전 회로(400)일 때, 컨트롤러에서 발송하는 인에이블링 신호에 반응하고, 이의 M상 브릿지 암의 상부 브릿지 암이 도통되거나 하부 브릿지 암이 도통되며, 충방전 회로 전환 브릿지 암의 상부 브릿지 암이 도통되거나 하부 브릿지 암이 도통되어 충전 회로 또는 방전 회로가 형성되고; 충전 회로 또는 방전 회로를 통해 제1 전지 어셈블리 또는 제2 전지 어셈블리를 충전 및 방전시키고; 충전 및 방전은 제1 전지 어셈블리와 제2 전지 어셈블리를 전환시키는 충방전 상태를 포함하고; 여기에서, 충방전 상태는 제1 전지 어셈블리를 충전하면서 동시에 제2 전지 어셈블리를 방전하거나, 제1 전지 어셈블리를 방전하면서 동시에 상기 제2 전지 어셈블리를 충전하는 것을 포함한다.
하나의 예시에서, 제어 모듈은 동력 전지의 하전 상태(SOC)를 확정하는 데 사용된다. 하전 상태(State Of Charge, SOC)란 전지가 일정한 방전 배율 하에 있을 때 잔여 전량과 동일한 조건에서의 정격 용량의 비율을 말한다. SOC는 전지 관리 시스템의 중요한 매개변수 중 하나이자 전체 차량에 대한 충방전 제어 전략이자 전지를 균형있게 작동시킬 수 있는 근거가 된다. 하지만 리튬 전지 자체의 구조적인 복잡성으로 인해 이의 하전 상태는 직접적인 측정을 통해 얻을 수 없고, 전지의 일부 외부 특성, 예를 들면 전지의 내부 저항, 온도, 전류 등 관련된 매개 변수에만 의거하여, 연관된 특성 곡선 또는 계산 공식을 이용해 SOC에 대한 추산 작업을 완료할 수 있다.
하나의 예시에서, 제어 모듈은 전지 관리 시스템 BMS에서 발송하는 가열 요청을 수신하고, 가열 요청은 동력 전지가 가열 조건에 충족하도록 지시하는 데 사용된다.
하나의 예시에서, 전지 관리 시스템(BMS, Battery Management System)에서 발송한 가열 요청을 수신하면 제어 모듈이 동력 전지를 즉각적으로 가열하여 차량 등 동력 장치의 사용에 대한 영향을 방지할 수 있다.
하나의 예시에서, 제어 모듈은 동력 전지의 온도가 미리 설정된 온도에 도달되거나 동력 전지의 온도 상승이 비정상적인 상황에서 인버터 모듈과 충방전 제어 모듈로 가열 정지 신호를 발송하면 충전 회로 또는 방전 회로가 차단되어 동력 전지의 가열이 중지된다.
하나의 예시에서, 완성차 컨트롤러가 BMS에서 발송한 가열 요청을 수신한 경우, 완성차 컨트롤러는 모터 컨트롤러에 제어 신호를 발송하고, 제어 신호는 동력 전지의 가열을 지시할 수 있다. 즉, 제어 신호는 모터 컨트롤러가 인버터 모듈 및 충방전 제어 모듈로 인에이블링 신호를 발송하여 충전 회로에 충전 회로 또는 방전 회로가 형성되도록 한다.
본 실시예의 시스템은 제어 모듈을 통해 인버터 모듈과 충방전 제어 모듈을 제어함으로써 차량 상태에 따라 언제든지 충전 및 방전을 결정할 수 있으므로, 동력 전지를 가열하는 것을 보장할 수 있다. 충방전 전류의 류의 크기와 위상을 동일하게 제어함으로써 모터의 진동 및 소음을 효과적으로 억제할 수 있다.
상술한 내용은 본 출원 실시예의 충방전 시스템을 상세하게 설명하였으며, 하기 내용은 도 6을 결합하여 본 출원의 실시예의 충방전에 관한 제어 방법을 상세하게 설명한다. 장치 실시예에서 언급한 기술 특징은 하기와 같은 방법 실시예에 적용될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제어 방법은 이하의 단계,
BMS가 전지 팩의 온도, SOC, 전압 신호, 전류 신호 등 전지 매개 변수를 수집하는 S601;
BMS는 전지의 각 매개 변수에 따라 가열 조건 충족 여부를 판단하고, 충족할 경우 SOC 상태에 따라 상응되는 가열 요청을 VCU로 보내며, 예를 들어, VCU로 미리 설정된 온도까지 가열할 때 필요한 전력을 전송하는 S602;
BMS 또는 VCU가 전지 SOC가 제1 임계값보다 큰지 여부를 판단하는 S603;
SOC가 제1 임계값보다 클 경우 모터 회로를 거치며 흐르는 교류 전류가 생성한 열량을 이용해 동력 전지를 가열하는 S604;
SOC가 제1 임계값보다 작거나 같을 경우 모터 회로를 거치며 흐르는 직류 전류가 생성한 열량을 이용해 동력 전지를 가열하는 S605;
S604 이후 VCU는 제1 모터의 현재 작동 상태를 읽을 수 있고,
예를 들어, 제1 모터가 구동 상태(작동 상태)에 있을 경우 VCU가 모터 컨트롤러에 구동 신호를 발송한다. 이때, 모터 컨트롤러는 인버터 모듈과 충방전 제어 모듈에 인에이블링 신호를 보내어 M상 브릿지 암의 상부 브릿지 암 또는 하부 브릿지 암이 도통되도록 제어하고, 또는 충방전 회로 제어 모듈의 충방전 회로 전환 브릿지 암에 있는 상부 브리지 암 또는 하부 브릿지 암이 도통되도록 제어하고;
하나의 예시에서, 모터 컨트롤러가 주기적으로 인에이블링 신호를 발송하면 연관성이 있는 상이한 브릿지 암의 도통을 제어할 수 있어, 충전 회로와 방전 회로가 전환되고 동력 전지 전류의 인버터 제어를 구현할 수 있고;
BMS는 전지 어셈블리 온도의 이상 여부를 판단하고, 이상이 있을 경우 온도 상승 이상 정보를 VCU로 보내고, VCU는 온도 상승 이상 정보를 모터 컨트롤러에 전달하여 가열을 중지시키는 S606;
S606에서 온도 상승에 이상이 없다고 판단한 경우 BMS는 전지 어셈블리 온도의 요건 도달 여부를 판단하고, 요건에 도달할 경우, VCU는 가열 중지 정보를 모터 컨트롤러에 전달하여 가열을 중지하고; 요건에 도달하지 않는 경우 S601~S606을 반복하는 S607;을 포함한다.
본 출원의 실시예는 온도가 비교적 낮은 동력 전지를 가열하는 분야에 응용할 수 있다. 예를 들어, 동력 전지를 가열함으로써 동력 전지의 온도를 상승시켜 전지 어셈블리를 정상적으로 사용할 수 있는 온도까지 도달하게끔 하는 구체적인 분야에 응용될 수 있다. 구체적으로, 본 출원의 실시예에서, 전지 하전 상태(State Of Charge，SOC)가 제1 임계값보다 클 경우 회로를 거쳐 흐르는 전류가 교류 전류로 변조되고, 교류 전류를 이용해 동력 전지의 내부 저항이 발열되면 동력 전지를 가열할 수 있어 가열 효율성이 향상될 수 있고; 전지 SOC가 제1 임계값보다 작거나 같을 경우, 즉 전지의 전기량이 부족할 때 직류 전류를 이용해 와인딩에 열량을 생성하여 동력 전지를 가열하며 전기량의 소모를 줄이고 동력 전지 가열 시스템의 유연성이 향상다.
도 7은 본 출원의 실시예에서 제공하는 충방전 시스템의 제어 회로(700)를 나타내는 도식화된 블록도이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 제어 회로(700)는 프로세서(710)를 포함하고, 바람직하게는, 제어 회로(700)는 메모리(s20)를 포함하고, 여기에서, 메모리(720)는 명령을 저장하는 데 사용되고, 메모리(710)는 명령을 읽고 명령을 토대로 상술한 본 출원의 다양한 실시예의 방법을 실시하는 데 사용된다.
통상의 기술자는 본 명세서에 개시된 실시예에서 서술한 각 예시의 유닛과 알고리즘 단계를 결합함으로써 전자 하드웨어 또는 컴퓨터 소프트웨어와 전자 하드웨어를 조합하는 방식으로 구현할 수 있다. 이러한 기능은 하드웨어 또는 소프트웨어 방식으로 실행되어 기술방안의 특정한 응용과 설계 제약 조건에 따라 다르다. 통상의 기술자는 각각의 특정한 응용에 대해 다양한 방법을 사용하여 서술된 기능을 구현할 수 있지만, 이는 본 출원의 범위를 벗어나서는 안 된다.
통상의 기술자는 본 내용을 편리하고 간결하게 서술하기 위해 상술한 시스템, 장치, 유닛의 구체적인 작동 과정을 상술한 방법 실시예에서 대응하는 과정을 참조할 수 있으므로, 재차 언급하지 않는다.
본 출원에서 제공하는 여러 실시예에서, 개시된 시스템, 장치와 방법 또한 기타 방식을 통해서도 실현될 수 있는 것으로 이해해야 한다. 예를 들어, 상술한 장치 실시예는 단지 예시적인 것으로, 예를 들면 유닛의 구획은 단지 한 가지 논리적 기능의 구획일 뿐, 실제로 실현할 경우 별도의 구획 방식이 존재할 수 있다. 예를 들면, 복수 개의 유닛 또는 어셈블리는 다른 한 시스템과 결합하거나 또는 다른 한 시스템에 집적되거나 또는 일부 특징을 간과하거나 실행되지 않을 수 있다. 또한, 표시하거나 토론한 상호 간의 커플링 또는 직접적인 커플링 또는 통신 연결은 일부 통신 인터페이스, 장치 또는 유닛의 간접적인 커플링 또는 통신 연결 일 수 있고, 전기적, 기계적 또는 기타 형식일 수 있다.
분리 부품으로 설명된 상기 유닛은 물리적으로 분리되거나 분리되지 않을 수도 있다. 유닛으로 표시된 부품은 물리적 유닛이거나 또는 물리적 유닛이 아닐 수 있어, 즉 한 곳에 위치되거나 또는 복수 개의 네트워크 유닛에 분포될 수 있다. 실제 필요에 따라 그 중의 일부 또는 전체 유닛을 선택하여 본 실시예 방안의 목적을 실현할 수 있다.
이외에도 본 출원의 각 실시예에서 언급된 각 기능 유닛은 하나의 처리 유닛에 집적될 수도 있고 각 유닛이 단독으로 존재할 수도 있으며, 또는 두개이거나 두개 이상의 유닛이 하나의 유닛에 집적될 수도 있다.
상술한 기능이 만약 소프트웨어의 기능 유닛의 형태로 독립된 제품으로 판매되거나 사용되면 컴퓨터가 판독할 수 있는 저장매체에 저장될 수 있다. 본 출원의 기술 방안은 이러한 이해를 바탕으로 본질적 또는 종래 기술에 기여하는 일부 또는 이 기술 방안의 일부에 대해 소프트웨어 제품의 형식으로 구현될 수 있고, 본 출원의 기술 솔루션의 본질 또는 선행 기술에 기여하는 부분 또는 기술 솔루션의 일부는 소프트웨어 제품의 형태로 구현될 수 있으며, 컴퓨터 소프트웨어 제품은 저장 매체에 저장되며, 복수 개의 명령을 포함하여 컴퓨터 장치(개인 컴퓨터, 서버 또는 네트워크 장치 등)가 본 출원의 각 실시예의 전체 또는 일부 단계를 수행할 수 있다. 상술한 저장 매체는 USB 메모리, 이동식 하드디스크, 롬(ROM, Read-Only Memory), 램(RAM, Random Access Memory), 디스크 또는 시디롬 등 다양한 프로그램 코드를 저장할 수 있는 매개물을 포함한다.
위에서 상술한 내용은 본 출원의 구체적인 실시예일 뿐이지만, 본 출원의 보호 범위는 이에 한정되지 않는다. 본 분야의 통상의 기술자는 본 출원에서 기재된 기술 범위 내에서 용이하게 변경 및 대체할 수 있으며, 이는 본 출원의 보호 범위 내에 속한다. 따라서 본 출원의 보호 범위는 청구항의 보호 범위를 기준으로 한다.

Claims (15)

  1. 충방전 회로에 있어서,
    전원 공급 모듈, 인버터 모듈, 충방전 제어 모듈, 구동 모듈을 포함하고;
    상기 전원 공급 모듈은 적어도 제1 전지 어셈블리를 포함하고; 및
    상기 인버터 모듈은 M상 브릿지 암(bridge arm)을 포함하고, M은 0보다 큰 자연수이고; 및
    상기 충방전 제어 모듈은 충방전 회로 전환 브릿지 암을 포함하고; 및
    상기 구동 모듈은 M상 모터를 포함하고;
    여기에서, 상기 제1 전지 어셈블리, 상기 M상 브릿지 암, 상기 충방전 회로 전환 브릿지 암은 병렬 연결되며; 상기 M상 브릿지 암에 있는 상하 브릿지 암의 연결점 각각이 상기 M상 모터의 M상 와인딩과 일일이 대응되어 연결되고;
    상기 충방전 회로 전환 브릿지 암의 상하 브릿지 암의 연결점은 상기 M상 모터와 연결되는 것을 특징으로 하는 충방전 회로.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 M상 모터와 상기 충방전 회로 전환 브릿지 암 사이에는 적어도 하나의 외부 인덕턴스 유닛이 설치되는 것을 특징으로 하는 충방전 회로.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 충방전 회로 전환 브릿지 암의 상하 브릿지 암의 연결점이 상기 M상 모터와 연결되고, 이는,
    상기 충방전 회로 전환 브릿지 암의 상하 브릿지 암의 연결점이 상기 적어도 하나의 외부 인덕턴스 유닛의 일단과 연결되고, 상기 적어도 하나의 외부 인덕턴스 유닛의 다른 두단이 상기 M상 모터에 있는 M상 와인딩의 연결점과 연결되는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 충방전 회로.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 M상 모터는 이중 모터로 제1 M상 모터와 제2 M상 모터를 포함하고; 여기에서, 상기 제1 M상 모터의 M상 와인딩 연결점이 상기 제2 M상 모터의 M상 와인딩 연결점과 연결되는 특징으로 하는 충방전 회로.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 M상 브릿지 암에 있는 상하 브릿지 암의 연결점 각각이 상기 M상 모터의 M상 와인딩과 일일이 대응되어 연결되고, 이는,
    상기 M상 브릿지 암에 있는 상하 브릿지 암의 연결점 각각이 상기 제1 M상 모터의 M상 와인딩과 일일이 대응되어 연결되는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 충방전 회로.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 충방전 회로 전환 브릿지 암의 상하 브릿지 암의 연결점이 상기 M상 모터와 연결되고, 이는,
    상기 충방전 회로 전환 브릿지 암에 있는 상하 브릿지 암의 연결점 각각이 제2 M상 모터의 M상 와인딩과 일일이 대응되어 연결되는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 충방전 회로.
  7. 충방전 회로에 있어서,
    전원 공급 모듈, 인버터 모듈, 충방전 제어 모듈, 구동 모듈, 스위치 유닛을 포함하고;
    여기에서, 상기 전원 공급 모듈은 적어도 제1 전지 어셈블리와 제2 전지 어셈블리를 포함하고; 및
    상기 인버터 모듈은 M상 브릿지 암을 포함하고, M은 0보다 큰 자연수이고; 및
    상기 충방전 제어 모듈은 충방전 회로 전환 브릿지 암을 포함하고; 및
    상기 구동 모듈은 M상 모터를 포함하고; 및
    여기에서, 상기 제1 전지 어셈블리와 상기 M상 브릿지 암은 병렬 연결되고, 상기 제1 전지 어셈블리의 제1단이 상기 M상 브릿지 암의 상부 브릿지 암과 동일 선상에서 연결되며;
    상기 M상 브릿지 암의 상하 브릿지 암의 연결점 각각이 상기 M상 모터의 M상 와인딩과 일일이 대응되어 연결되고;
    상기 충방전 회로 전환 브릿지 암의 상하 브릿지 암의 연결점이 상기 M상 모터와 연결되고;
    상기 제2 전지 어셈블리의 제1단이 상기 충방전 회로 전환 브릿지 암의 상부 브릿지 암과 동일 선상에서 연결되며; 상기 제2 전지 어셈블리의 제2단이 상기 제1 전지 어셈블리의 제2단, 상기 M상 브릿지 암, 상기 충방전 회로 전환 브릿지 암의 하부 브릿지 암과 동일 선상에서 연결되며;
    상기 스위치 유닛이 상기 제1 전지 어셈블리의 제1단과 상기 제2 전지 어셈블리의 제1단 사이에 설치되는 것을 특징으로 하는 충방전 회로.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 M상 모터와 상기 충방전 회로 전환 브릿지 암 사이에는 적어도 하나의 외부 인덕턴스 유닛이 설치되는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 충방전 회로.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 충방전 회로 전환 브릿지 암의 상하 브릿지 암의 연결점이 상기 M상 모터와 연결되고, 이는,
    상기 충방전 회로 전환 브릿지 암의 상하 브릿지 암의 연결점이 상기 적어도 하나의 외부 인덕턴스 유닛의 일단과 연결되고, 상기 적어도 하나의 외부 인덕턴스 유닛의 다른 일단이 상기 M상 모터에 있는 상기 M상 와인딩의 연결점과 연결되는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 충방전 회로.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 M상 모터는 이중 모터로 제1 M상 모터와 제2 M상 모터를 포함하고; 여기에서, 상기 제1 M상 모터의 M상 와인딩 연결점이 상기 제2 M상 모터의 M상 와인딩 연결점과 연결되는 것을 특징으로 하는 충방전 회로.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 M상 브릿지 암에 있는 상하 브릿지 암의 연결점 각각이 상기 M상 모터의 M상 와인딩과 일일이 대응되어 연결되고, 이는,
    상기 M상 브릿지 암에 있는 상하 브릿지 암의 연결점 각각이 상기 제1 M상 모터의 M상 와인딩과 일일이 대응되어 연결되는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 충방전 회로.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 충방전 회로 전환 브릿지 암의 상하 브릿지 암의 연결점이 상기 M상 모터와 연결되고, 이는,
    상기 충방전 회로 전환 브릿지 암에 있는 상하 브릿지 암의 연결점 각각이 제2 M상 모터의 M상 와인딩과 일일이 대응되어 연결되는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 충방전 회로.
  13. 충방전 시스템에 있어서,
    상기 시스템은 제어 모듈과 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항의 충방전 회로를 포함하고; 상기 제어 모듈은 상기 충방전 회로에 명령을 발송하여 전원 공급 모듈의 충방전을 제어하는 데 사용되는 것을 특징으로 하는 충방전 시스템.
  14. 충방전 제어 방법에 있어서,
    전력용 시스템에 응용되고, 상기 전력용 시스템은 제어 모듈과 충방전 회로를 포함하고; 상기 충방전 회로는,
    전원 공급 모듈, 인버터 모듈, 충방전 제어 모듈 및 구동 모듈을 포함하고; 여기에서, 상기 전원 공급 모듈은 적어도 제1 전지 어셈블리를 포함하고; 상기 인버터 모듈은 M상 브릿지 암을 포함하고, M은 0보다 큰 자연수이고; 및 상기 충방전 제어 모듈은 충방전 회로 전환 브릿지 암을 포함하고; 및 상기 구동 모듈은 M상 모터를 포함하고;
    상기 제1 전지 어셈블리, 상기 M상 브릿지 암, 상기 충방전 회로 전환 브릿지 암은 병렬 연결되며; 상기 M상 브릿지 암에 있는 상하 브릿지 암의 연결점 각각이 상기 M상 모터의 M상 와인딩과 일일이 대응되어 연결되고; 상기 충방전 회로 전환 브릿지 암의 상하 브릿지 암의 연결점은 상기 M상 모터와 연결되고;
    상기 방법은,
    상기 컨트롤러에서 발송하는 인에이블링 신호에 반응하고, 상기 M상 브릿지 암의 상부 브릿지 암이 도통되거나 하부 브릿지 암이 도통되며, 상기 충방전 회로 전환 브릿지 암의 상부 브릿지 암이 도통되거나 하부 브릿지 암이 도통되어 충전 회로 또는 방전 회로가 형성되게 하고; 반복적으로 상기 충전 회로 또는 상기 방전 회로를 전환함으로써 상기 전원 공급 모듈을 충전 및 방전시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 충방전 제어 방법.
  15. 충방전 제어 방법에 있어서,
    전력용 시스템에 응용되고, 상기 전력용 시스템은 제어 모듈과 충방전 회로를 포함하고; 상기 충방전 회로는,
    전원 공급 모듈, 인버터 모듈, 충방전 제어 모듈, 구동 모듈, 스위치 유닛을 포함하고; 여기에서, 상기 전원 공급 모듈은 적어도 제1 전지 어셈블리와 제2 전지 어셈블리를 포함하고; 상기 인버터 모듈은 M상 브릿지 암(bridge arm)을 포함하고, M은 0보다 큰 자연수이고; 상기 충방전 제어 모듈은 충방전 회로 전환 브릿지 암을 포함하고; 상기 구동 모듈은 M상 모터를 포함하고;
    상기 제1 전지 어셈블리와 상기 M상 브릿지 암은 병렬 연결되고, 여기에서 상기 제1 전지 어셈블리의 제1단이 상기 M상 브릿지 암의 상부 브릿지 암과 동일 선상에서 연결되며; 상기 M상 브릿지 암의 상하 브릿지 암의 연결점 각각이 상기 M상 모터의 M상 와인딩과 일일이 대응되어 연결되고; 상기 충방전 회로 전환 브릿지 암의 상하 브릿지 암의 연결점이 상기 M상 모터와 연결되고; 상기 제2 전지 어셈블리의 제1단이 상기 충방전 회로 전환 브릿지 암의 상부 브릿지 암과 동일 선상에서 연결되며; 상기 제2 전지 어셈블리의 제2단이 상기 제1 전지 어셈블리의 제2단, 상기 M상 브릿지 암, 상기 충방전 회로 전환 브릿지 암의 하부 브릿지 암과 동일 선상에서 연결되며; 상기 스위치 유닛이 상기 제1 전지 어셈블리의 제1단과 상기 제2 전지 어셈블리의 제1단 사이에 설치되고;
    상기 방법은,
    상기 컨트롤러에서 발송하는 인에이블링 신호에 반응하고, 상기 M상 브릿지 암의 상부 브릿지 암이 도통되거나 하부 브릿지 암이 도통되며, 상기 충방전 회로 전환 브릿지 암의 상부 브릿지 암이 도통되거나 하부 브릿지 암이 도통되어 충전 회로 또는 방전 회로가 형성되게 하고; 상기 충전 회로 또는 상기 방전 회로를 통해 상기 제1 전지 어셈블리 또는 상기 제2 전지 어셈블리를 충전 및 방전시키고; 상기 충전 및 방전은 상기 제1 전지 어셈블리와 상기 제2 전지 어셈블리를 전환시키는 충방전 상태를 포함하고; 여기에서, 상기 충방전 상태는 제1 전지 어셈블리를 충전하면서 동시에 제2 전지 어셈블리를 방전하거나, 상기 제1 전지 어셈블리를 방전하면서 동시에 상기 제2 전지 어셈블리를 충전하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 충방전 제어 방법.
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