KR20170019253A - Electric railway vehicle system between stations using a rapid charge system - Google Patents

Electric railway vehicle system between stations using a rapid charge system Download PDF

Info

Publication number
KR20170019253A
KR20170019253A KR1020150113421A KR20150113421A KR20170019253A KR 20170019253 A KR20170019253 A KR 20170019253A KR 1020150113421 A KR1020150113421 A KR 1020150113421A KR 20150113421 A KR20150113421 A KR 20150113421A KR 20170019253 A KR20170019253 A KR 20170019253A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
energy
storage device
charge storage
history
train
Prior art date
Application number
KR1020150113421A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101776008B1 (en
Inventor
김길동
김재원
이장무
조정민
류준형
Original Assignee
한국철도기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국철도기술연구원 filed Critical 한국철도기술연구원
Priority to KR1020150113421A priority Critical patent/KR101776008B1/en
Publication of KR20170019253A publication Critical patent/KR20170019253A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101776008B1 publication Critical patent/KR101776008B1/en

Links

Images

Classifications

    • B60L11/185
    • B60L11/182
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION 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
    • B60L3/00Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION 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
    • B60L3/00Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0046Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to electric energy storage systems, e.g. batteries or capacitors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION 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
    • B60L7/00Electrodynamic brake systems for vehicles in general
    • B60L7/10Dynamic electric regenerative braking
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60YINDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2300/00Purposes or special features of road vehicle drive control systems
    • B60Y2300/89Repartition of braking force, e.g. friction braking versus regenerative braking
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y02T10/7022

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

The present invention relates to an efficient electric vehicle operation system between stations through rapid charge by minimizing energy required to operate between stations. The electric vehicle operation system according to the present invention comprises an electric vehicle, a plurality of feeding parts and a central control part. The electric vehicle includes a rapid charge storage device to store energy charged during the time that passengers get on and off the electric vehicle and all regenerative energy generated during braking, whenever stopping at each of multiple stations. The feeding parts are installed at every station and rapidly charges energy to the rapid charge storage device while the electric vehicle is stopping at every station. The central control part controls energy charge to the rapid charge storage device based on a stopping time, a distance between the stations and a charge amount of the rapid charge storage device.

Description

급속 충전을 통한 정거장 간 전동차 운행시스템{ELECTRIC RAILWAY VEHICLE SYSTEM BETWEEN STATIONS USING A RAPID CHARGE SYSTEM}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric rail vehicle,

본 발명은 급속 충전을 통한 정거장 간 전동차 운행시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 급속충전기술을 이용하여 무가선 전동차의 운행을 위한 전력을 공급할 수 있는 전동차 운행시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a system for operating an electric railway transit train through rapid charging, and more particularly, to a railway transit system capable of supplying electric power for operating a railway train using rapid charging technology.

최근 배터리 및 충전 기술이 발전함에 따라, 자동차는 물론 전동차에도 적용되고 있으며, 특히 배터리를 충전하여 역간을 운행하는 전동차에 관한 기술도 다수 개발되고 있다. 2. Description of the Related Art [0002] As the battery and charging technology have been developed recently, the technology has been applied to automobiles as well as electric vehicles.

배터리 충전을 이용하여 운행하는 전동차의 경우, 최소 30분 이상의 시간 동안 배터리를 완충하고, 완충된 배터리가 모두 소멸될 때까지 일정 구간을 운행하거나, 배터리를 보조하기 위한 별도의 가선을 동시에 설치하는 유/무가선 하이브리드 형태의 전동차 시스템이 개발되고 있으며, 대표적으로 독일 Simens의 Sistras HES, 일본 가와사키의 SWIMO, 프랑스 Alstom의 Citadis 등이 있다. In the case of electric trains operated with battery charge, it is necessary to charge the battery for at least 30 minutes or more, to operate a certain section until the fully charged battery is exhausted, or to install a separate cabling to support the battery / Hybrid railway system is being developed. For example, there are Sistras HES of Simens of Germany, SWIMO of Kawasaki of Japan, and Citadis of Alstom of France.

한편, 관련 선행기술로는 대한민국 특허출원 제2006-298662호와 같이 하이브리드 축전 장치를 이용하여 각 역 간을 소정의 주행 특성에 따라 주행하는 기술이 제시된 바 있다. On the other hand, as a related art, there has been proposed a technology for traveling each station according to a predetermined driving characteristic by using a hybrid electric storage device as in Korean Patent Application No. 2006-298662.

그러나, 현재까지 개발된 배터리 충전 차량의 경우, 배터리 용량제한에 따라 배터리를 재충전함이 필요하나 충전 시간이 길며, 배터리와 가선의 동시 설치가 필요하여 설치비용이 크다는 단점이 있다. However, in the case of the battery-charged vehicle developed up to now, it is necessary to recharge the battery according to the battery capacity limitation, but the charging time is long and the installation cost is high due to the simultaneous installation of the battery and the line.

특히, 배터리의 재충전을 위해 역사와 역사 사이의 선로 상에서 충전을 수행하는 기술이 개발되고 있는데, 전동차의 주행과 동시에 충전을 수행하여야 하는 문제로 충전 시스템의 설계가 어려운 점 등의 문제가 있다. Particularly, there is a problem in that a technique for performing charging on a line between history and history is being developed for recharging a battery, and it is difficult to design a charging system because charging must be performed simultaneously with running of a train.

이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 급속 충전을 통해 역사와 역사 간의 운행을 위한 최소의 에너지를 급속충전저장장치에 충전하여 전동차 주행시 별도의 충전 및 가선을 생략하고, 회생 제동시 발생하는 회생에너지를 모두 급속충전저장장치에 저장하여 할 수 있어, 역간 운행에 필요한 에너지를 최소화하여, 효율적인 전동차 운행을 가능하게 하는 급속 충전을 통한 정거장 간 전동차 운행시스템에 관한 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a rapid charge storage device that charges a minimum amount of energy for operation between history and history through rapid charging. And to a system for operating a railway transit vehicle through rapid charging that enables efficient operation of an electric railway vehicle by minimizing the energy required for inter-station operation, by storing all the regenerative energy generated during regenerative braking in the rapid charge storage device .

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 전동차 운행시스템은 전동차, 복수의 급전부들 및 중앙 제어부를 포함한다. 상기 전동차는 복수의 역사들 각각에 정차하여, 승객의 승하차 시간 동안 충전된 에너지를 저장하는 급속충전저장장치를 포함한다. 상기 복수의 급전부들은 상기 역사들 각각 설치되며, 상기 전동차가 상기 역사에 정차하는 동안 상기 급속충전저장장치로 에너지를 급속 충전한다. 상기 중앙 제어부는 상기 전동차의 정차시간, 상기 역사들 사이의 거리, 및 상기 급속충전저장장치의 충전량을 바탕으로, 상기 급속충전저장장치로의 에너지 충전을 제어한다. According to an embodiment of the present invention, an electric vehicle driving system includes a train, a plurality of power feeders, and a central control unit. The electric vehicle includes a rapid charge storage device that stops at each of a plurality of histories and stores energy charged during a passenger's getting-on / off time. The plurality of feeders are installed in each of the histories and rapidly charge energy to the rapid-charge storage device while the train stops in the history. The central control unit controls energy charging to the rapid charge storage device based on the stopping time of the train, the distance between the history, and the charge amount of the rapid charge storage device.

일 실시예에서, 상기 중앙 제어부는, 상기 전동차의 정차시간, 상기 역사들 사이의 거리 및 상기 역사들 사이를 운행하는 전동차의 속도에 관한 정보가 저장된 운행정보 DB, 상기 급속충전저장장치에 충전된 에너지양을 모니터링 하는 충전량 모니터링부, 및 상기 운행정보 DB 및 상기 충전량 모니터링부로부터 각 역사에서 각 급전부로부터 상기 급속충전저장장치로 충전되어야하는 에너지양을 제어하는 충전량 제어부를 포함할 수 있다. In one embodiment, the central control unit may include a travel information DB storing information on a stop time of the train, a distance between the trips, and a speed of a train traveling between the trips, And a charge amount control unit for controlling an amount of energy to be charged from the feed information monitoring unit to the rapid charge storage device from each feeder in each history from the operation information DB and the charge amount monitoring unit.

일 실시예에서, 상기 충전량 제어부는, 상기 운행정보 DB에 저장된 정보를 바탕으로 매 역사마다 서로 다른 양의 에너지를 상기 급전부로부터 상기 급속충전저장장치로 충전할 수 있다. In one embodiment, the charge controller may charge a different amount of energy from the feeder to the rapid charge storage device for each history based on the information stored in the travel information DB.

일 실시예에서, 상기 급전부로부터 상기 급속충전저장장치로 충전되는 에너지는, 상기 전동차가 해당 역사에 정차하는 시간이 충분한 경우 상기 전동차가 다음 역사까지 운행하는데 필요한 최적의 에너지일 수 있다. 일 실시예에서, 상기 급전부로부터 상기 급속충전저장장치로 충전되는 에너지는, 상기 전동차가 다음 역사까지 운행하는데 필요한 최소의 에너지일 수 있다. In one embodiment, the energy charged from the power feeder to the rapid-charge storage device may be an optimal energy required for the train to travel to the next history if the time for stopping the train is sufficient. In one embodiment, the energy charged from the power feeder to the rapid-charge storage device may be the minimum energy required for the train to travel to the next history.

일 실시예에서, 상기 급전부로부터 상기 급속충전저장장치로 충전되는 에너지는, 상기 전동차가 해당 역사에 정차하는 시간이 충분하지 않은 경우 상기 전동차가 다음 역사까지 운행하는데 필요한 최소의 에너지일 수 있다. In one embodiment, the energy charged from the power feeder to the quick-charge storage device may be the minimum energy required for the train to travel to the next history if the time to stop the train is not sufficient.

일 실시예에서, 상기 급전부로부터 상기 급속충전저장장치로 충전되는 에너지는, 탑승한 승객을 포함한 상기 전동차의 총 무게를 고려하여 상기 전동차가 다음 역사까지 운행하는데 필요한 최소의 에너지일 수 있다. In one embodiment, the energy charged from the power feeder to the rapid-charge storage device may be the minimum energy necessary for the train to travel to the next history, taking into consideration the total weight of the train including the passengers.

일 실시예에서, 상기 전동차는, 상기 급속충전저장장치에 저장된 에너지를 상기 전동차의 견인을 위한 동력으로 변환하거나, 상기 전동차가 제동되는 경우 회생에너지를 상기 급속충전저장장치에 저장하는 변환부를 더 포함할 수 있다. In one embodiment, the electric vehicle further includes a converter for converting energy stored in the rapid charge storage device into power for traction of the electric motor vehicle, or storing regeneration energy in the rapid charge storage device when the electric motor vehicle is braked can do.

일 실시예에서, 상기 전동차가 다음 역사까지 운행하는데 필요한 최소의 에너지는, 상기 전동차가 출발한 후 제동을 시작하기 전까지 상기 전동차의 운행을 위해 필요한 에너지일 수 있다. In one embodiment, the minimum energy required for the train to travel to the next history may be the energy required for the operation of the train until the train starts to start braking.

일 실시예에서, 상기 급전부로부터 상기 급속충전저장장치로 충전되는 에너지는, 상기 전동차의 제동에 따라 회생에너지가 상기 급속충전저장장치에 저장되는 경우, 상기 전동차가 다음 역사까지 운행하는데 필요한 최소의 에너지에서 상기 저장된 회생에너지를 제외한 에너지일 수 있다. In an embodiment, energy to be charged from the power feeder to the rapid-charge storage device may be such that when the regenerative energy is stored in the rapid-charge storage device according to the braking of the electric motor vehicle, And may be energy excluding the stored regenerative energy in energy.

일 실시예에서, 상기 충전량 제어부는, 상기 운행정보 DB에 저장된 정보로부터 상기 역사들 사이마다 상기 전동차의 운행에 필요한 에너지양을 연산하여, 연산된 에너지양 중 최대값만큼의 에너지를 매 역사마다 상기 급전부로부터 상기 급속충전저장장치로 충전할 수 있다. In one embodiment, the charge amount control unit calculates the amount of energy required for the running of the electric vehicle between the histories from the information stored in the driving information DB, and calculates the energy of the maximum value among the calculated amount of energy, It is possible to charge the rapid charge storage device from the feeding part.

일 실시예에서, 상기 전동차는 승객의 승하차 시간 동안만 상기 역사에 정차할 수 있다. In one embodiment, the train can stop in the history only during the boarding time of the passenger.

일 실시예에서, 상기 급속충전저장장치는 슈퍼 캐패시터(super capacitor) 또는 슈퍼 캐패시터와 배터리가 조합된 하이브리드 저장장치일 수 있다. In one embodiment, the rapid-charge storage device may be a super capacitor or a hybrid storage device in which a super capacitor and a battery are combined.

일 실시예에서, 상기 급전부들 각각은, 상기 급속충전저장장치로 무선으로 에너지를 충전할 수 있다. In one embodiment, each of the feeders can charge energy wirelessly with the rapid-charge storage device.

일 실시예에서, 상기 급전부들 각각은, 상기 급속충전저장장치와 직접 접촉하여 에너지를 충전할 수 있다. In one embodiment, each of the feeders may be in direct contact with the rapid-charge storage device to charge energy.

본 발명의 실시예들에 의하면, 승객이 승하차 하는 시간동안 다음역사까지 운행하기 위한 에너지를 해당 역사에서 급속 충전함으로써, 전동차의 운행 중에 배터리를 충전하거나, 별도의 충전용 가선 설치를 생략할 수 있어, 전동차 운행의 효율성, 편의성 및 전동차 운행 시스템 설계의 용이성이 향상될 수 있다. According to the embodiments of the present invention, it is possible to charge the battery during operation of the train or to install a separate charging cable, by rapidly charging the energy for operating until next time during the time when the passenger is getting on and off , The efficiency of the train operation, the convenience, and the ease of design of the train operation system can be improved.

특히, 접촉식 또는 무선식 급속 충전이 가능한 급전부가 설치됨으로써, 승객의 승하차 시간 외에 부수적으로 충전을 위한 시간을 확보할 필요가 없으므로 전동차 운행의 효율성 및 승객의 편의성을 향상시킬 수 있다. Particularly, since the power supply portion capable of quick charging by contact or wireless type is installed, it is not necessary to secure the time for charging incidentally outside the time of getting on and off the passenger, thereby improving the efficiency of the train operation and the convenience of the passenger.

나아가, 중앙 제어부에서 전동차의 역사의 정차시간, 역사들 사이의 거리 및 급속충전저장장치의 충전량을 바탕으로 해당 역사에서의 충전되어야할 에너지양을 제어하므로 충전 시스템의 효율성이 향상된다. Further, the efficiency of the charging system is improved because the central control unit controls the amount of energy to be charged in the history based on the stopping time of the train, the distance between the history, and the amount of charge of the rapid charge storage device.

이 경우, 상기 중앙 제어부에서는 다음 역사까지의 운행을 위해 필요한 에너지를 매 역사마다 서로 다르게 충전함으로써 최적 충전을 통해 전동차 운행시스템의 효율성을 향상시킬 수 있으며, 이와 달리, 상기 중앙 제어부에서는 매 역사에서 필요한 에너지 중 최대값을 바탕으로 매 역사에서 에너지를 충전함으로써 보다 여유있게 에너지를 충전하여 일률적인 제어로 전동차 운행시스템의 효율성을 향상시킬 수도 있다. In this case, the central control unit can charge the energy required for the operation up to the next history differently for each history, thereby improving the efficiency of the train driving system through optimum charging. On the other hand, Based on the maximum value of energy, it is possible to charge the energy in each history by filling the energy more freely and improve the efficiency of the train operation system by uniform control.

예를 들어, 해당 역사에서의 정차 시간이 충분하면 다음 역사까지의 운행을 위한 최적의 에너지를 충전하고, 해당 역사에서 정차 시간이 불충분하다면 다음 역사까지의 운행을 위한 최소의 에너지를 충전하는 등 정차 시간에 따라 에너지 충전량을 서로 다르게 하여 운행의 효용성을 향상시킬 수 있다. For example, if there is enough stopping time in the history, it will be possible to charge the optimal energy for the next history, and if the stopping time in the history is insufficient, charge the minimum energy for the next history It is possible to improve the efficiency of the operation by making energy charge different according to time.

나아가, 해당 역사에서의 탑승한 승객의 무게가 달라짐을 고려하여, 해당 역사에서의 전동차 전체의 무게를 바탕으로 충전이 필요한 에너지의 양을 제어함으로써 에너지 충전 및 전동차 운행의 효용성을 향상시킬 수도 있다. Furthermore, considering the fact that the weight of the passengers on the history changes, it is also possible to improve the efficiency of energy charging and electric train operation by controlling the amount of energy required for charging based on the weight of the entire electric train in the history.

한편, 상기 전동차는 충전된 에너지를 동력으로 변환하거나 전동차의 제동시 발생하는 모든 회생에너지를 에너지로 저장시키는 변환부를 포함하며, 특히 전동차의 제동시 모든 회생에너지를 급속충전저장장치로 저장할 수 있어, 역간 운행에 필요한 에너지를 30% 이상 줄여 최소화할 수 있다. The electric vehicle includes a converter for converting the charged energy into power or storing all the regenerative energy generated during braking of the electric vehicle as energy. In particular, when the electric vehicle is braked, all the regenerative energy can be stored in the rapid charge storage device, It is possible to minimize the energy required for operation between stations by reducing the energy by 30% or more.

이에 따라, 실제 각 역사에서 다음 역사까지의 운행을 위한 에너지 충전량을 상기 회생에너지를 고려하여 최소화할 수 있고, 따라서, 전동차가 각 역사에서 승객의 승하차를 위해 정차하는 최소의 시간 동안만 에너지를 충전하더라도 전동차의 운행이 가능하게 된다. Accordingly, it is possible to minimize the energy charge amount for the operation from the actual history to the next history in consideration of the above-mentioned regenerative energy, so that the energy is charged only for the minimum time during which the train stops for getting in and out of the passenger in each history It is possible to operate a train.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 전동차 운행시스템을 도시한 모식도이다.
도 2는 도 1의 전동차 운행시스템에서 전동차가 두 역 사이를 운행하는 경우의 충전 상태와 차량운행 상태의 관계를 나타낸 그래프로 제1 구간(A)은 역사에서의 충전 구간, 제2 구간(B)은 최고속도에 도달하는 견인구간, 제3 구간(C)은 역사 정차이전 속도를 줄이는 제동구간을 나타낸다.
도 3a는 도 2의 제1 구간(A)에서의 충전상태를 도시한 모식도이고, 도 3b는 제2 구간(B)에서의 견인에너지 공급상태를 도시한 모식도이며, 도 3c는 제3 구간(C)에서의 회생에너지 저장상태를 도시한 모식도이다.
FIG. 1 is a schematic diagram showing an electric railcar operating system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a graph showing a relationship between a charging state and a vehicle driving state when a train is traveling between two stations in the electric vehicle driving system of FIG. 1. FIG. 2 is a graph showing a charging interval in history, ) Represents the traction section that reaches the maximum speed, and the third section (C) represents the braking section that reduces the pre-historic stopping speed.
FIG. 3B is a schematic diagram showing the state of supply of traction energy in the second section B, FIG. 3C is a schematic diagram showing a state in which the traction energy is supplied in the third section (A) C). Fig.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. It is to be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but on the contrary, is intended to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing. The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms.

상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. In the present application, the term "comprises" or "comprising ", etc. is intended to specify that there is a stated feature, figure, step, operation, component, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 전동차 운행시스템을 도시한 모식도이다. FIG. 1 is a schematic diagram showing an electric railcar operating system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 의한 전동차 운행시스템(10)은 중앙 제어부(100), 전동차(200) 및 복수의 급전부들(400)을 포함한다. Referring to FIG. 1, an electric vehicle driving system 10 according to the present embodiment includes a central control unit 100, a train 200, and a plurality of power feeders 400.

본 실시예에서, 상기 전동차(200)는 복수의 역사부들(300)에서 각각 정차하며, 상기 역사부들(300) 사이를 연결하는 복수의 선로들(311, 321, 331, 341, ...)을 주행한다. In the present embodiment, the electric railway vehicle 200 stops at each of the plurality of historic parts 300 and includes a plurality of lines 311, 321, 331, 341, .

한편, 본 실시예에서의 상기 전동차(200)가 도심을 운행하는 지하철 또는 트램 등과 같이 상대적으로 역사와 역사들 사이의 거리가 짧고, 매 역사마다 승객의 승하차를 위해 수분(分) 정도 정차하는 전동차일 수 있으며, 이에 따라 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 전동차(200)는 시작 역사와 종료 역사 사이에서 역사들 사이를 운행할 수 있으며, 순환 전동차의 경우 임의의 위치에서 시작 및 종료 역사를 정의할 수 있다. On the other hand, in the present embodiment, the distance between the history and the history is relatively short such as a subway or a tram that the train 200 travels in the center of the city, and an electric train As shown in FIG. 1, therefore, the electric vehicle 200 can run between the histories between the start history and the end history. In the case of the circulating electric vehicle, the start and end histories are defined can do.

상기 복수의 급전부들(400)은 상기 복수의 역사들(300) 각각에 설치되며, 각 역사들에 상기 전동차(200)가 정차하는 동안 상기 전동차(200)로 에너지를 급속 충전시킨다. The plurality of power feeders 400 are installed in each of the plurality of histories 300 and rapidly charge the energy to the electric vehicle 200 while the electric motor vehicle 200 stops in each history.

즉, 제1 급전부(410)는 제1 역사(310)에 상기 전동차(200)가 정차한 경우, 상기 전동차(200)에 에너지를 급속 충전하고, 상기 전동차(200)는 상기 제1 급전부(410)를 통해 충전된 에너지를 이용하여 상기 제1 역사(310)로부터 제2 역사(320)까지 운행하며, 상기 제2 역사(320)에 정차하는 동안 제2 급전부(420)가 다시 상기 전동차(200)에 에너지를 급속 충전한다. That is, the first power feeder 410 quickly charges energy to the electric motor vehicle 200 when the electric motor vehicle 200 stops in the first history 310, and the electric motor vehicle 200 rapidly charges the electric motor- The second power feeder 420 is operated again from the first history 310 to the second history 320 by using the energy charged through the second power feeder 410, Thereby rapidly charging the electric motor vehicle 200 with energy.

이와 같은, 정차와 급속 충전, 및 역사간 운행을 연속하면서, 상기 전동차(200)는 소정의 운행 구간에서 운행된다. In this way, the train 200 is operated in a predetermined travel section while continuing the stop, rapid charging, and inter-historic service.

상기 중앙 제어부(100)는 운행정보 DB(110), 충전량 모니터링부(120) 및 충전량 제어부(130)를 포함하여, 상기 전동차 운행시스템(10)을 제어한다. The central control unit 100 includes a travel information DB 110, a charge monitoring unit 120 and a charge control unit 130 to control the electric railcar operating system 10.

구체적으로, 상기 운행정보 DB(110)에는 상기 전동차(200)가 각 역사들(310, 320, 330, 340, ...) 마다 정차하는 경우의 정차시간, 상기 역사들 사이의 거리(L1, L2, L3, ...), 상기 역사들 사이를 운행하는 상기 전동차(200)의 속도에 관한 정보가 저장된다. 나아가, 상기 정보들 외에, 상기 전동차 운행시스템(10)을 제어하기 위한 다양한 정보들이 추가로 저장될 수 있다. More specifically, the travel information DB 110 stores a stop time when the train 200 stops for each of the histories 310, 320, 330, 340, ..., a distance L1 between the histories, L2, L3,...) And information on the speed of the train 200 running between the histories. Further, in addition to the above information, various information for controlling the electric vehicle driving system 10 may be additionally stored.

상기 충전량 모니터링부(120)는 상기 전동차(200)와 연결되어, 상기 전동차(200)의 급속충전저장장치에 충전된 에너지양을 모니터링한다. 이 경우, 상기 충전량 모니터링부(120)는 상기 전동차(200)의 운행 전체에서 충전된 에너지양을 실시간으로 모니터링할 수도 있으며, 이와 달리, 상기 전동차(200)가 각 역사들(310, 320, 330, 340, ...)에 정차하여 충전을 시작하거나 충전이 종료된 경우의 충전된 에너지양을 모니터링할 수 있다. The charge monitoring unit 120 is connected to the electric motor vehicle 200 and monitors the amount of energy charged in the rapid charge storage device of the electric vehicle 200. In this case, the charge monitoring unit 120 may monitor the amount of energy charged in the entire operation of the electric vehicle 200 in real time. Alternatively, the electric vehicle 200 may monitor the amount of energy charged in the entire operation of the electric vehicle 200, , 340, ...) to start charging, or to monitor the amount of charged energy when charging is terminated.

상기 충전량 제어부(130)는 상기 운행정보 DB(110) 및 상기 충전량 모니터링부(120)로부터 전동차 운행에 관한 정보 및 충전된 에너지양에 관한 정보를 제공받아, 상기 각 역사들(310, 320, 330, 340, ...)에서 상기 전동차(200)에 충전되어야 하는 에너지양을 제어한다. The charging amount control unit 130 receives the information on the train operation and the amount of the charged energy from the driving information DB 110 and the charging amount monitoring unit 120 and outputs the history information 310, , 340, ...) to control the amount of energy to be charged to the electric vehicle (200).

예를 들어, 각 역사들 사이에서 전동차의 운행 속도가 일정하게 유지되는 경우, 상기 전동차(200)의 운행을 위해서 각 역사(310, 320, 330, 340, ...)에서 충전되어야 하는 에너지양은 역사들 사이의 선로 거리(311, 321, 331, 341, ...)에 비례할 수 있다. 따라서, 상기 충전량 제어부(130)에서는 각각의 선로들(311, 321, 331, 341, ...)의 길이에 관한 정보를 바탕으로 상기 선로들의 길이에 비례하도록 각각의 역사들(310, 320, 330, 340, ...)에서 충전되는 에너지양을 제어한다. The amount of energy to be charged in each history 310, 320, 330, 340, ... for the operation of the electric motor vehicle 200, for example, Can be proportional to the line distances (311, 321, 331, 341, ...) between the histories. Accordingly, in the charge controller 130, based on the information about the length of each of the lines 311, 321, 331, 341, ..., each of the histories 310, 320, 330, 340, ...).

이와 달리, 각 역사들 사이에서의 전동차의 운행 속도와 각 역사들 사이의 선로 거리가 일정하면 상기 전동차(200)에 충전되는 에너지양은 일정하지만, 해당 역사의 전동차의 정차시간이 상대적으로 짧은 경우라면, 상기 충전량 제어부(130)는 상기 전동차(200)에 충전되는 충전 속도를 증가시켜 보다 짧은 시간동안 동일한 양의 에너지를 충전할 수 있도록 제어한다. On the other hand, if the running speed of the train and the line distance between each history are constant between the respective histories, the amount of energy charged in the train 200 is constant, but if the stopping time of the train in the history is relatively short The charge controller 130 controls the charging speed of the electric motor 200 to be increased so that the same amount of energy can be charged for a shorter time.

나아가, 상기 충전량 모니터링부(120)에서 모니터링된 상기 전동차(200)에 충전된 에너지양이 부족하거나 많은 경우라면, 상기 충전량 제어부(130)는 해당 역사에서의 에너지 충전양을 증가하거나 줄이도록 제어한다. If the amount of energy charged to the electric motor 200 monitored by the charge monitoring unit 120 is insufficient or is large, the charge controller 130 controls the amount of energy charged in the history to be increased or decreased .

이와 같이, 상기 충전량 제어부(130)는 상기 운행정보 DB(110) 및 상기 충전량 모니터링부(120)의 정보를 바탕으로, 각각의 역사에서 상기 전동차(200)에 충전하는 에너지양을 제어할 수 있다. In this way, the charge controller 130 can control the amount of energy charged to the electric vehicle 200 in each history based on the information of the operation information DB 110 and the charge monitoring unit 120 .

보다 구체적으로 본 실시예에 의한 전동차 운행시스템(10)에서 해당 역사 또는 인접 역사 사이에서의 에너지 충전 상태 및 차량 운행 상태에 대하여 설명한다. More specifically, the energy charging state and the vehicle driving state between the history or adjacent history in the electric vehicle driving system 10 according to the present embodiment will be described.

도 2는 도 1의 전동차 운행시스템에서 전동차가 두 역 사이를 운행하는 경우의 충전 상태와 차량운행 상태의 관계를 나타낸 그래프로 제1 구간(A)은 역사에서의 충전 구간, 제2 구간(B)은 최고속도에 도달하는 견인구간, 제3 구간(C)은 역사 정차이전 속도를 줄이는 제동구간을 나타낸다. FIG. 2 is a graph showing a relationship between a charging state and a vehicle driving state when a train is traveling between two stations in the electric vehicle driving system of FIG. 1. FIG. 2 is a graph showing a charging interval in history, ) Represents the traction section that reaches the maximum speed, and the third section (C) represents the braking section that reduces the pre-historic stopping speed.

도 3a는 도 2의 제1 구간(A)으로 역사에서의 충전상태를 도시한 모식도이고, 도 3b는 제2 구간(B)에서의 견인에너지 공급상태를 도시한 모식도이며, 도 3c는 제3 구간(C)에서의 회생에너지 저장상태를 도시한 모식도이다. FIG. 3A is a schematic diagram showing a state of charge in history in the first section A of FIG. 2, FIG. 3B is a schematic diagram showing a traction energy supply state in the second section B, Is a schematic diagram showing the state of the regenerative energy storage in the section (C).

이하에서는, 제1 역사(310) 및 제1 급전부(410)를 중심으로 설명하나, 상기 역사 및 급전부는 각각의 역사 및 각각의 급전부에 동일하게 적용됨은 당연하다. Hereinafter, the first history 310 and the first feeder 410 are mainly described, but it goes without saying that the history and the feeder are equally applied to each history and each feeder.

도 2 및 도 3a를 참조하면, 상기 전동차(200)가 상기 제1 역사(310)에 정차하는 경우, 상기 제1 역사(310)에 설치된 상기 제1 급전부(410)를 통해 급속충전저장장치(210)로 에너지가 충전된다. Referring to FIGS. 2 and 3A, when the electric motor vehicle 200 stops at the first history 310, the rapid charging and discharging device 300 is connected to the first charging part 410 through the first charging part 410 installed in the first history 310, (210). ≪ / RTI >

이 경우, 상기 급속충전저장장치(210)는 슈퍼 캐패시터로만을 포함하거나, 또는 슈퍼 캐패시터와 배터리가 조합된 하이브리드 형태의 급속충전저장장치로, 대용량 에너지저장시스템(energy storage system)이며, 상기 제1 급전부(410)는 상기 급속충전저장장치(210)와 직접 접촉 또는 연결되어 에너지를 급속 충전할 수 있으며, 이와 달리, 상기 제1 급전부(410)는 상기 급속충전저장장치(210)로 무선으로 에너지를 급속 충전할 수도 있다. In this case, the rapid charge storage device 210 is a high-capacity energy storage system, which is a hybrid type fast charge storage device including only a super capacitor or a combination of a super capacitor and a battery, The first feeder 410 may be connected to the rapid charge storage device 210 in a direct contact with or connected to the rapid charge storage device 210 to rapidly charge the energy, The energy can be rapidly charged.

이 경우, 직접 접촉식 에너지 충전을 위해서, 에너지 제공을 위한 가공지선 또는 써드레일(third rail)이 상기 제1 역사(310)에 추가로 설치될 수 있다. In this case, a branch line or a third rail for providing energy may be additionally provided in the first history 310 for direct contact energy charging.

한편, 후술하겠으나 회생 에너지 저장을 통해 상기 제1 역사(310)로 진입된 상기 전동차(200)의 상기 급속충전저장장치(210)에는 제1 충전량(C1) 만큼의 에너지가 충전된 상태일 수 있다. 따라서, 상기 전동차(200)가 상기 제1 역사(310)로부터 상기 제2 역사(320)까지 제1 선로(311)를 따라 제1 길이(L1) 만큼 이동하기 위해 필요한 총 에너지 충전량이 제2 충전량(C2)이라면, 상기 제1 역사(310)에서는 상기 제1 급전부(410)에서 상기 제2 충전량과 상기 제1 충전량의 차이(C2-C1) 만큼의 에너지를 상기 급속충전저장장치(210)로 충전된다. Meanwhile, as will be described later, the rapid charge storage device 210 of the electric vehicle 200 entering the first history 310 through the regenerative energy storage may be charged with the first charge amount C1 . The total energy charge amount required for the electric motor vehicle 200 to move from the first history 310 to the second history 320 along the first line 311 by the first length L1 is less than the total amount In the first history 310, the energy of the difference (C2-C1) between the second charge amount and the first charge amount in the first feeder 410 is supplied to the rapid charge storage device 210 in the first history 310, .

즉, 역사에 정차한 제1 구간(A) 동안에는 상기 전동차(200)로 에너지가 충전된다. That is, the energy is charged to the electric railway car 200 during the first section A that stops in the history.

이 후, 도 2 및 도 3b를 참조하면, 상기 전동차(200)는 상기 제1 역사(310)에서 상기 제2 역사(320)로 운행하게 되며, 이에 따라 상기 급속충전저장장치(210)에 충전된 에너지는 변환부(220)를 통해 상기 전동차(200)의 구동부로 제공된다. 2 and 3B, the electric vehicle 200 travels from the first history 310 to the second history 320, thereby charging the rapid charge storage device 210 The converted energy is supplied to the driving unit of the electric vehicle 200 via the conversion unit 220.

즉, 상기 변환부(220)는 상기 급속충전저장장치(210)에 충전된 에너지를 상기 전동차(200)의 구동내지 견인을 위한 동력으로 변환한다. That is, the converter 220 converts the energy stored in the quick-charge storage device 210 into power for driving or towing the electric vehicle 200.

한편, 도 2를 참조하면, 일반적으로 전동차(200)가 역사들 사이를 운행하는 경우, 정지상태에서 일정 속도로 운행되기까지는 상대적으로 많은 에너지가 필요하며 전동차가 소정의 속도로 운행되는 경우 상대적으로 필요한 에너지는 감소하게 된다. 즉, 도 2에 도시된 제2 구간(B)인 견인에너지 공급 구간에서는, 전동차의 견인을 위한 에너지 소모가 필요하되, 도시된 바와 같이, 초기에는 상대적으로 에너지 소모가 높은 반면 전동차가 최대 속도(V1)에 근접함에 따라 상대적으로 필요한 에너지 소모는 줄어들게 되며 이에 따라 상기 제2 구간(B)에서의 상기 급속충전저장장치(210)의 에너지 충전량 변화는 도시된 바와 같다. Referring to FIG. 2, in general, when the electric vehicle 200 travels between the stations, a relatively large amount of energy is required until the electric vehicle 200 travels at a constant speed in a stationary state. When the electric vehicle 200 travels at a predetermined speed, The required energy is reduced. That is, in the traction energy supplying section, which is the second section B shown in FIG. 2, energy consumption for traction of a train is required. As shown in the figure, the energy consumption at the beginning is relatively high, V1), the energy consumption required is relatively reduced. Accordingly, the change in energy charge amount of the rapid charge storage device 210 in the second section B is as shown in FIG.

이에 따라, 상기 제2 구간(B)에서는 상기 급속충전저장장치(210)에 저장된 에너지를 모두 소모하여 상기 전동차(200)를 최대 속도(V1)까지 견인하게 된다. Accordingly, in the second section B, the energy stored in the rapid charge storage device 210 is consumed and the electric motor vehicle 200 is pulled up to the maximum speed V1.

반면, 도 2 및 도 3c를 참조하면, 상기 전동차(200)가 제2 역사(320)에 근접하는 경우 상기 전동차(200)의 속도는 감소하게 되며 견인에너지는 불필요하고, 상기 전동차(200)를 제동함에 따라 에너지를 회생시켜 상기 급속충전저장장치(210)로 회생 에너지를 저장할 수 있다. 2 and 3C, when the electric motor vehicle 200 approaches the second history 320, the speed of the electric motor vehicle 200 decreases and the traction energy is unnecessary, The energy can be regenerated by braking and the regenerative energy can be stored in the rapid charge storage device 210.

즉, 본 실시예에서 상기 변환부(220)는 상기 전동차(200)가 제동 구간인 제3 구간(C)에서 제동되는 경우, 이에 의해 발생되는 회생 에너지를 상기 급속충전저장장치(210)로 저장한다. 따라서, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제3 구간(C)에서 상기 변환부(220)에 의해 회생 에너지가 상기 급속충전저장장치(210)로 저장됨에 따라 상기 급속충전저장장치(210)에는 제1 충전량(C1) 만큼의 에너지가 충전된다. That is, in the present embodiment, when the electric vehicle 200 is braked in the third section C as the braking section, the converter 220 stores the regenerated energy generated by the braking section in the rapid charge storage device 210 do. 2, as the regenerative energy is stored in the rapid charge storage device 210 by the conversion unit 220 in the third period C, Energy equivalent to the first charged amount C1 is charged.

그리하여, 상기 전동차(200)가 제2 역사(320)로 진입하는 경우, 상기 제1 충전량(C1) 만큼의 에너지가 충전된 상태가 되며, 이에 따라 상기 제2 역사(320)에서 제2 급전부(420)에 의해 상기 급속충전저장장치(210)로 충전되는 에너지양은 제2 충전량과 제1 충전량의 차이(C2-C1)이면 충분하다. Thus, when the electric motor vehicle 200 enters the second history 320, energy equivalent to the first charge amount C1 is charged. Accordingly, in the second history 320, The amount of energy charged into the rapid-charge storage device 210 by the first charge amount 420 may be sufficient if the difference between the second charge amount and the first charge amount (C2-C1) is satisfied.

한편, 상기에서는 제1 역사(310)로 진입하는 경우 상기 급속충전저장장치(210)에 회생에너지가 저장되어 충전된 충전량과 상기 제2 역사(320)로 진입하는 경우 상기 급속충전저장장치(210)에 충전된 충전량이 동일하게 제1 충전량(C1)인 것을 가정하였으나, 앞서 설명한 바와 같이 역사들 사이의 거리 등이 서로 다른 경우 상기 충전량은 서로 다를 수 있으며, 이러한 충전량의 차이는 상기 충전량 모니터링부(120)에서 모니터링되므로, 상기 각 역사에서 필요한 충전량은 제어될 수 있다. In the above description, when entering the first history 310, the regenerative energy is stored in the rapid charge storage device 210, and when the user enters the second history 320, the rapid charge storage device 210 As described above, the charge amounts may be different from each other when the distances between the histories are different from each other as described above. The difference of the charge amounts may be determined by the charge amount monitoring unit The amount of charge required in each history can be controlled.

마찬가지로, 상기에서는 제1 역사(310) 및 제2 역사(320)에서 동일한 양의 최대 충전량(C2)으로 충전되는 것을 설명하였으나, 앞서 설명한 바와 같이 상기 두 역사에서 충전되는 최대 충전량을 서로 다를 수도 있으며 이는 상기 중앙 제어부(100)에서 일괄 제어할 수 있다. In the above description, the same amount of the maximum amount of charge C2 is charged in the first history 310 and the second history 320. However, as described above, the maximum amount of charge to be charged in the two histories may be different from each other This can be collectively controlled by the central control unit (100).

예를 들어, 상기 중앙 제어부(100)는 최대 충전량을 다음과 같이 제어할 수도 있다. For example, the central control unit 100 may control the maximum charge amount as follows.

즉, 상기 급전부(400)로부터 상기 급속충전저장장치(210)로 충전되는 에너지가, 상기 전동차(200)가 해당 역사에서 정차하는 시간이 충분히 긴 경우라면 상기 전동차(200)가 다음 역사까지 운행하는데 필요한 최적의 에너지양만큼 충분히 충전되도록 제어할 수 있다. That is, if the energy charged from the power feeder 400 to the rapid-charge storage device 210 is long enough for the electric motor vehicle 200 to stop in the history, the electric motor vehicle 200 is operated until the next history The amount of energy required to supply the battery is sufficient.

반면, 상기 급전부(400)로부터 상기 급속충전저장장치(210)로 충전되는 에너지가, 상기 전동차(200)가 해당 역사에서 정차하는 시간이 충분히 길지 않은 경우라면 상기 전동차(200)가 다음 역사까지 운행하는데 필요한 최소의 에너지양만큼만 충전되도록 제어할 수 있다. On the other hand, if the energy charged from the power feeder 400 to the quick-charge storage device 210 is not sufficiently long for the train 200 to stop in its history, It can be controlled to be charged only by the minimum amount of energy necessary for operation.

이 경우, 최적의 에너지란 다음 역사까지 상기 전동차(200)가 충분한 동력으로 운행할 수 있는 적절한 에너지로 정의할 수 있으며, 최소의 에너지란 다음 역사까지 상기 전동차(200)가 운행되기 위한 최소의의 에너지로 정의할 수 있다. In this case, the optimal energy can be defined as an appropriate energy that allows the electric motor vehicle 200 to operate with sufficient power until the next history. The minimum energy is a minimum energy required for the electric motor vehicle 200 to operate It can be defined as energy.

나아가, 상기 급전부(400)로부터 상기 급속충전저장장치(210)로 충전되는 에너지가, 상기 전동차(200)의 총 중량 및 해당 역사에서 탑승한 승객의 총 중량을 모두 합한 총 무게를 고려하여 상기 전동차(200)가 다음 역사까지 운행하는데 필요한 최소의 에너지양만큼 충전되도록 제어할 수도 있다. Further, the energy charged from the power feeder 400 to the quick-charge storage device 210 may be calculated based on the total weight of the total weight of the electric motor vehicle 200 and the total weight of the passengers in the history, The electric motor vehicle 200 may be controlled so as to be charged to the minimum amount of energy necessary for the operation to the next history.

즉, 상대적으로 무게가 증가하면 필요한 에너지양이 증가하므로 이를 고려하여 에너지 충전량을 다르게 제어할 수 있다. That is, when the relative weight increases, the amount of energy required is increased. Therefore, the amount of energy charged can be controlled differently.

한편, 본 실시예에 의한 전동차 운행시스템(10)은 도심을 운행하는 지하철, 트램 등에 적용되므로, 상기 운행정보 DB(110)에 저장된 정보는 일정하게 유지되며, 따라서 상기 충전량 모니터링부(120)에서 모니터링 되는 충전량은 기 설정된 충전량과 부합하는 가의 여부를 판단하는 수준의 모니터링일 수 있으며, 나아가 상기 충전량 제어부(130)에서 제어하는 충전량의 제어도 각 역사마다 기 정해진 충전량과 같이 충전이 진행되는지를 판단하는 수준의 제어일 수 있다. Since the electric vehicle driving system 10 according to the present embodiment is applied to a subway, a tram, or the like running in the city center, the information stored in the driving information DB 110 is kept constant, The monitored charge amount may be a level of monitoring whether or not the charge amount matches a predetermined charge amount. Further, the control of the charge amount to be controlled by the charge amount control unit 130 may also be determined as to whether the charge is progressed Lt; / RTI > level of control.

물론, 전동차의 운행에 따라 예상하지 못한 변수가 발생할 수 있으며, 이러한 경우, 기 설정된 운행시스템에 부합하도록 상기 중앙 제어부(100)는 상기 전동차 운행시스템(10)의 전반적인 제어를 수행할 수 있다. Of course, unexpected variables may occur depending on the operation of the train, and in this case, the central control unit 100 may perform overall control of the train driving system 10 to match the predetermined driving system.

본 발명의 실시예들에 의하면, 승객이 승하차 하는 시간동안 다음역사까지 운행하기 위한 에너지를 해당 역사에서 급속 충전함으로써, 전동차의 운행 중에 배터리를 충전하거나, 별도의 충전용 가선 설치를 생략할 수 있어, 전동차 운행의 효율성, 편의성 및 전동차 운행 시스템 설계의 용이성이 향상될 수 있다. According to the embodiments of the present invention, it is possible to charge the battery during operation of the train or to install a separate charging cable, by rapidly charging the energy for operating until next time during the time when the passenger is getting on and off , The efficiency of the train operation, the convenience, and the ease of design of the train operation system can be improved.

특히, 접촉식 또는 무선식 급속 충전이 가능한 급전부가 설치됨으로써, 승객의 승하차 시간 외에 부수적으로 충전을 위한 시간을 확보할 필요가 없으므로 전동차 운행의 효율성 및 승객의 편의성을 향상시킬 수 있다. Particularly, since the power supply portion capable of quick charging by contact or wireless type is installed, it is not necessary to secure the time for charging incidentally outside the time of getting on and off the passenger, thereby improving the efficiency of the train operation and the convenience of the passenger.

나아가, 중앙 제어부에서 전동차의 역사의 정차시간, 역사들 사이의 거리 및 급속충전저장장치의 충전량을 바탕으로 해당 역사에서의 충전되어야할 에너지양을 제어하므로 충전 시스템의 효율성이 향상된다. Further, the efficiency of the charging system is improved because the central control unit controls the amount of energy to be charged in the history based on the stopping time of the train, the distance between the history, and the amount of charge of the rapid charge storage device.

이 경우, 상기 중앙 제어부에서는 다음 역사까지의 운행을 위해 필요한 에너지를 매 역사마다 서로 다르게 충전함으로써 최적 충전을 통해 전동차 운행시스템의 효율성을 향상시킬 수 있으며, 이와 달리, 상기 중앙 제어부에서는 매 역사에서 필요한 에너지 중 최대값을 바탕으로 매 역사에서 에너지를 충전함으로써 보다 여유있게 에너지를 충전하여 일률적인 제어로 전동차 운행시스템의 효율성을 향상시킬 수도 있다. In this case, the central control unit can charge the energy required for the operation up to the next history differently for each history, thereby improving the efficiency of the train driving system through optimum charging. On the other hand, Based on the maximum value of energy, it is possible to charge the energy in each history by filling the energy more freely and improve the efficiency of the train operation system by uniform control.

예를 들어, 해당 역사에서의 정차 시간이 충분하면 다음 역사까지의 운행을 위한 최적의 에너지를 충전하고, 해당 역사에서 정차 시간이 불충분하다면 다음 역사까지의 운행을 위한 최소의 에너지를 충전하는 등 정차 시간에 따라 에너지 충전량을 서로 다르게 하여 운행의 효용성을 향상시킬 수 있다. For example, if there is enough stopping time in the history, it will be possible to charge the optimal energy for the next history, and if the stopping time in the history is insufficient, charge the minimum energy for the next history It is possible to improve the efficiency of the operation by making energy charge different according to time.

나아가, 해당 역사에서의 탑승한 승객의 무게가 달라짐을 고려하여, 해당 역사에서의 전동차 전체의 무게를 바탕으로 충전이 필요한 에너지의 양을 제어함으로써 에너지 충전 및 전동차 운행의 효용성을 향상시킬 수도 있다. Furthermore, considering the fact that the weight of the passengers on the history changes, it is also possible to improve the efficiency of energy charging and electric train operation by controlling the amount of energy required for charging based on the weight of the entire electric train in the history.

한편, 상기 전동차는 충전된 에너지를 동력으로 변환하거나 전동차의 제동시 발생하는 모든 회생에너지를 에너지로 저장시키는 변환부를 포함하며, 특히 전동차의 제동시 모든 회생에너지를 급속충전저장장치로 저장할 수 있어, 역간 운행에 필요한 에너지를 30% 이상 줄여 최소화할 수 있다. The electric vehicle includes a converter for converting the charged energy into power or storing all the regenerative energy generated during braking of the electric vehicle as energy. In particular, when the electric vehicle is braked, all the regenerative energy can be stored in the rapid charge storage device, It is possible to minimize the energy required for operation between stations by reducing the energy by 30% or more.

이에 따라, 실제 각 역사에서 다음 역사까지의 운행을 위한 에너지 충전량을 상기 회생에너지를 고려하여 최소화할 수 있고, 따라서, 전동차가 각 역사에서 승객의 승하차를 위해 정차하는 최소의 시간 동안만 에너지를 충전하더라도 전동차의 운행이 가능하게 된다. Accordingly, it is possible to minimize the energy charge amount for the operation from the actual history to the next history in consideration of the above-mentioned regenerative energy, so that the energy is charged only for the minimum time during which the train stops for getting in and out of the passenger in each history It is possible to operate a train.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention as defined by the following claims. It can be understood that it is possible.

본 발명에 따른 급속 충전을 통한 정거장 간 전동차 운행시스템은 배터리 충전식 무가선 전동차에 사용될 수 있는 산업상 이용 가능성을 갖는다. The system for operating a stationary inter-station electric vehicle through rapid charging according to the present invention has industrial applicability that can be used in a battery-rechargeable wired-line electric vehicle.

10 : 전동차 운행시스템 100 : 중앙 제어부
110 : 운행정보 DB 120 : 충전량 모니터링부
130 : 충전량 제어부 200 : 전동차
210 : 급속충전저장장치 220 : 변환부
300 : 역사부 400 : 급전부
10: electric vehicle driving system 100: central control unit
110: travel information DB 120: charge amount monitoring unit
130: charge amount control unit 200:
210: rapid charge storage device 220:
300: History Department 400: Feeding Section

Claims (15)

복수의 역사들 각각에 정차하여, 승객의 승하차 시간 동안 충전된 에너지를 저장하는 급속충전저장장치를 포함하는 전동차;
상기 역사들 각각 설치되며, 상기 전동차가 상기 역사에 정차하는 동안 상기 급속충전저장장치로 에너지를 급속 충전하는 복수의 급전부들; 및
상기 전동차의 정차시간, 상기 역사들 사이의 거리, 및 상기 급속충전저장장치의 충전량을 바탕으로, 상기 급속충전저장장치로의 에너지 충전을 제어하는 중앙 제어부를 포함하는 전동차 운행시스템.
A train including a rapid-charge storage device for storing energy charged during a passenger's getting-on / off time, in each of a plurality of histories;
A plurality of power feeders installed in each of the plurality of power feeders for rapidly charging energy to the rapid charge storage device while the electric train is stopped in the history; And
And a central control unit for controlling charging of energy to the rapid charge storage device based on a stop time of the electric vehicle, a distance between the history, and a charge amount of the rapid charge storage device.
제1항에 있어서, 상기 중앙 제어부는,
상기 전동차의 정차시간, 상기 역사들 사이의 거리 및 상기 역사들 사이를 운행하는 전동차의 속도에 관한 정보가 저장된 운행정보 DB;
상기 급속충전저장장치에 충전된 에너지양을 모니터링 하는 충전량 모니터링부; 및
상기 운행정보 DB 및 상기 충전량 모니터링부로부터 각 역사에서 각 급전부로부터 상기 급속충전저장장치로 충전되어야하는 에너지양을 제어하는 충전량 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동차 운행시스템.
2. The apparatus of claim 1,
A travel information DB storing information on a stop time of the train, a distance between the trips, and a speed of a train traveling between the trips;
A charge amount monitoring unit for monitoring an amount of energy charged in the rapid charge storage device; And
And a charge amount control unit for controlling the amount of energy to be charged from each power feeder to the rapid charge storage device in each history from the travel information DB and the charge monitoring unit.
제2항에 있어서, 상기 충전량 제어부는,
상기 운행정보 DB에 저장된 정보를 바탕으로 매 역사마다 서로 다른 양의 에너지를 상기 급전부로부터 상기 급속충전저장장치로 충전하는 것을 특징으로 하는 전동차 운행시스템.
The charge control apparatus according to claim 2,
Wherein the controller is charged from the power feeder with a different amount of energy for each history based on the information stored in the travel information DB to the rapid charge storage device.
제3항에 있어서,
상기 급전부로부터 상기 급속충전저장장치로 충전되는 에너지는, 상기 전동차가 해당 역사에 정차하는 시간이 충분한 경우 상기 전동차가 다음 역사까지 운행하는데 필요한 최적의 에너지인 것을 특징으로 하는 전동차 운행시스템.
The method of claim 3,
Wherein the energy charged from the power feeder to the rapid-charge storage device is an optimum energy required for the electric motor vehicle to travel to the next history when the electric motor vehicle has a sufficient time to stop in the history of the electric motor vehicle.
제3항에 있어서,
상기 급전부로부터 상기 급속충전저장장치로 충전되는 에너지는, 상기 전동차가 다음 역사까지 운행하는데 필요한 최소의 에너지인 것을 특징으로 하는 전동차 운행시스템.
The method of claim 3,
Wherein the energy charged from the power feeder to the quick-charge storage device is the minimum energy required for the train to travel to the next history.
제5항에 있어서,
상기 급전부로부터 상기 급속충전저장장치로 충전되는 에너지는, 상기 전동차가 해당 역사에 정차하는 시간이 충분하지 않은 경우 상기 전동차가 다음 역사까지 운행하는데 필요한 최소의 에너지인 것을 특징으로 하는 전동차 운행시스템.
6. The method of claim 5,
Wherein the energy charged from the power feeder to the quick-charge storage device is the minimum energy required for the train to travel to the next history when the train is not in a sufficient time to stop in the history.
제5항에 있어서,
상기 급전부로부터 상기 급속충전저장장치로 충전되는 에너지는, 탑승한 승객을 포함한 상기 전동차의 총 무게를 고려하여 상기 전동차가 다음 역사까지 운행하는데 필요한 최소의 에너지인 것을 특징으로 하는 전동차 운행시스템.
6. The method of claim 5,
Wherein the energy charged from the power feeder to the quick-charge storage device is a minimum energy necessary for the train to travel to the next history in consideration of the total weight of the train including the passengers.
제5항에 있어서, 상기 전동차는,
상기 급속충전저장장치에 저장된 에너지를 상기 전동차의 견인을 위한 동력으로 변환하거나, 상기 전동차가 제동되는 경우 회생에너지를 상기 급속충전저장장치에 저장하는 변환부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동차 운행시스템.
6. The electric vehicle according to claim 5,
Further comprising a converter for converting energy stored in the rapid charge storage device into power for traction of the electric motor vehicle or storing regenerative energy in the rapid charge storage device when the electric motor vehicle is braked.
제8항에 있어서,
상기 전동차가 다음 역사까지 운행하는데 필요한 최소의 에너지는, 상기 전동차가 출발한 후 제동을 시작하기 전까지 상기 전동차의 운행을 위해 필요한 에너지인 것을 특징으로 하는 전동차 운행 시스템.
9. The method of claim 8,
Wherein the minimum energy required for the train to travel to the next history is the energy required for the operation of the train until the train starts to start braking.
제9항에 있어서,
상기 급전부로부터 상기 급속충전저장장치로 충전되는 에너지는, 상기 전동차의 제동에 따라 회생에너지가 상기 급속충전저장장치에 저장되는 경우, 상기 전동차가 다음 역사까지 운행하는데 필요한 최소의 에너지에서 상기 저장된 회생에너지를 제외한 에너지인 것을 특징으로 하는 전동차 운행 시스템.
10. The method of claim 9,
Wherein the energy stored in the rapid charge storage device from the power feeder is stored in the rapid charge storage device when the regenerative energy is stored in the rapid charge storage device in accordance with the braking of the electric motor vehicle, Wherein the energy is energy other than energy.
제2항에 있어서, 상기 충전량 제어부는,
상기 운행정보 DB에 저장된 정보로부터 상기 역사들 사이마다 상기 전동차의 운행에 필요한 에너지양을 연산하여, 연산된 에너지양 중 최대값만큼의 에너지를 매 역사마다 상기 급전부로부터 상기 급속충전저장장치로 충전하는 것을 특징으로 하는 전동차 운행시스템.
The charge control apparatus according to claim 2,
Calculates the amount of energy required for the running of the electric train between the histories from the information stored in the driving information DB, and stores energy of a maximum value among the calculated energy amounts from the power feeder to the rapid charge storage device And the electric power transmission system.
제1항에 있어서,
상기 전동차는 승객의 승하차 시간 동안만 상기 역사에 정차하는 것을 특징으로 하는 전동차 운행시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the train stops in the history only for a time of getting on and off the passenger.
제1항에 있어서,
상기 급속충전저장장치는 슈퍼 캐패시터(super capacitor) 또는 슈퍼캐패시터와 배터리가 조합된 하이브리드 저장장치인 것을 특징으로 하는 전동차 운행시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the rapid charge storage device is a hybrid storage device comprising a super capacitor or a combination of a super capacitor and a battery.
제1항에 있어서, 상기 급전부들 각각은,
상기 급속충전저장장치로 무선으로 에너지를 충전하는 것을 특징으로 하는 전동차 운행 시스템.
The power supply unit according to claim 1,
And the energy is charged wirelessly with the rapid charge storage device.
제1항에 있어서, 상기 급전부들 각각은,
상기 급속충전저장장치와 직접 접촉하여 에너지를 충전하는 것을 특징으로 하는 전동차 운행시스템.
The power supply unit according to claim 1,
And the energy is charged in direct contact with the rapid charge storage device.
KR1020150113421A 2015-08-11 2015-08-11 Electric railway vehicle system between stations using a rapid charge system KR101776008B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150113421A KR101776008B1 (en) 2015-08-11 2015-08-11 Electric railway vehicle system between stations using a rapid charge system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150113421A KR101776008B1 (en) 2015-08-11 2015-08-11 Electric railway vehicle system between stations using a rapid charge system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170019253A true KR20170019253A (en) 2017-02-21
KR101776008B1 KR101776008B1 (en) 2017-09-19

Family

ID=58314022

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150113421A KR101776008B1 (en) 2015-08-11 2015-08-11 Electric railway vehicle system between stations using a rapid charge system

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101776008B1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190069718A (en) * 2017-12-12 2019-06-20 학교법인 송원대학교 How To Operate With Speed Control Algorithm To Meet Charged Amount In A Wireless Power Transmission The Wireless Tram System
JP2019122122A (en) * 2017-12-28 2019-07-22 株式会社日立製作所 Control device and control method for controlling charge and discharge of power storage device provided in railway vehicle
KR20200052163A (en) * 2018-11-06 2020-05-14 한국철도기술연구원 SOC management method for hydrogen fuel cell hybrid railway vehicle
KR102114124B1 (en) * 2018-11-16 2020-06-17 학교법인 송원대학교 Wireless Power Transmission Wirless Trolley Applied Speed Control Algorithm For Meeting The Charge Amount In The Dynamic Charge Interval And The Static Charge Interval

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102138818B1 (en) 2018-11-05 2020-07-29 한국철도기술연구원 Method of calculating the capacity of onboard energy storage system according to propulsion inverter cooling system
KR102112039B1 (en) 2018-12-26 2020-06-15 한국철도기술연구원 Method and apparatus for testing a catenary free driving performance of ac/dc combined electric train
KR102293161B1 (en) 2019-11-27 2021-08-26 한국철도기술연구원 Substation infra design system and method for designing substation infra using the same
JP2022083391A (en) 2020-11-24 2022-06-03 ブイシーテック カンパニー リミテッド Train energy cable supply control method and device
KR102506066B1 (en) 2020-11-26 2023-03-07 한국철도기술연구원 Railway driving data recording system for onboard energy storage vehicle and operating method using the same

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002281610A (en) 2001-03-23 2002-09-27 Kawasaki Heavy Ind Ltd Urban traffic system using streetcar
JP4236676B2 (en) 2006-09-07 2009-03-11 株式会社日立製作所 Vehicle drive system
JP4747204B2 (en) 2009-03-16 2011-08-17 株式会社日立製作所 Railway system with power supply equipment on the railway line between stations
JP6009281B2 (en) * 2012-08-31 2016-10-19 株式会社日立製作所 Power consumption optimization system and power supply control method
JP2015053837A (en) 2013-09-09 2015-03-19 近畿車輌株式会社 Electric power supply system and method for railway vehicle during power outage

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190069718A (en) * 2017-12-12 2019-06-20 학교법인 송원대학교 How To Operate With Speed Control Algorithm To Meet Charged Amount In A Wireless Power Transmission The Wireless Tram System
JP2019122122A (en) * 2017-12-28 2019-07-22 株式会社日立製作所 Control device and control method for controlling charge and discharge of power storage device provided in railway vehicle
JP7048313B2 (en) 2017-12-28 2022-04-05 株式会社日立製作所 Control device and control method for controlling charge / discharge of power storage device installed in railway vehicles
KR20200052163A (en) * 2018-11-06 2020-05-14 한국철도기술연구원 SOC management method for hydrogen fuel cell hybrid railway vehicle
KR102114124B1 (en) * 2018-11-16 2020-06-17 학교법인 송원대학교 Wireless Power Transmission Wirless Trolley Applied Speed Control Algorithm For Meeting The Charge Amount In The Dynamic Charge Interval And The Static Charge Interval

Also Published As

Publication number Publication date
KR101776008B1 (en) 2017-09-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101776008B1 (en) Electric railway vehicle system between stations using a rapid charge system
CN101138967B (en) Vehicle driving system
US9108645B2 (en) Driving system for railroad vehicle
EP3007925B1 (en) Method and system for utilization of regenerative braking energy of rail vehicles
CN104540714B (en) Train-information management device and device control method
JP4476917B2 (en) Battery-powered railway train
EP2886386B1 (en) Train-information management device and device control method
KR101168495B1 (en) Railway system installing power supply facility on railroads between stations
CN110775080B (en) Vehicle propulsion system
JP5044341B2 (en) Power storage device
JP2009183079A (en) Drive unit for railway vehicle
JP2013243878A (en) Electricity storage control apparatus of vehicle
JP6055258B2 (en) Railway vehicle
JP2009171772A (en) Vehicle and its charging control method
JP2008154355A (en) Accumulation equipment
JP4156426B2 (en) Energy transmission / reception control system, railway vehicle drive system, and railway vehicle
JP2013225963A (en) Drive system of electric railway vehicle
KR20220071961A (en) The controlling method and apparatus for supplying energy to catenary of electric railway
KR20130068349A (en) Catenary-less low floorbus
CN104379397A (en) Railway system
JP2003220859A (en) Power accumulation unit for dc electrical equipment and railway electrical system
JP2010111340A (en) Overhead wire voltage compensation vehicle
JP2011019327A (en) Train control system including inverter of dual mode
KR101231800B1 (en) Dual source static inverter and operating method
JP2011019326A (en) Train control system

Legal Events

Date Code Title Description
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant