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직렬로 연결되는 제1커패시터와 제2커패시터를 포함하고, 배터리에 연결되며, 상기 제1커패시터 및 상기 제2커패시터의 연결점이 접지에 연결되는 DC-링크단;상기 DC-링크단의 전압을 감압하여 배터리 측으로 출력하거나, 상기 배터리의 전압을 승압하여 상기 DC-링크단으로 출력하는 3레벨 DC-DC 컨버터;계통의 교류를 직류로 변환하여 상기 DC-링크단으로 출력하거나, 상기 DC-링크단의 직류를 교류로 변환하여 상기 계통측으로 출력하되, 3상 4선식으로 구성되는 3레벨 DC-AC 컨버터;상기 3레벨 DC-DC 컨버터 및 상기 3레벨 DC-AC 컨버터의 스위칭을 제어하는 스위칭 제어부; 및 상기 배터리의 양극단자와 음극단자 사이에 직렬 연결된 제3커패시터; 및 제4커패시터;를 포함하고,상기 제3커패시터와 상기 제4커패시터에 사이의 노드는 접지와 연결되며,상기 3레벨 DC-AC 컨버터는, 상기 배터리의 충방전시 상기 제1커패시터와 상기 제2커패시터를 밸런싱하며,상기 3레벨 DC-DC 컨버터는, 상기 배터리의 충방전시 상기 제3커패시터와 상기 제4커패시터를 밸런싱하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 3상 4선식 배터리 충방전 장치
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2
직렬로 연결되는 제1커패시터와 제2커패시터를 포함하고, 배터리에 연결되며, 상기 제1커패시터 및 상기 제2커패시터의 연결점이 접지에 연결되는 DC-링크단;상기 DC-링크단의 전압을 감압하여 배터리 측으로 출력하거나, 상기 배터리의 전압을 승압하여 상기 DC-링크단으로 출력하는 3레벨 DC-DC 컨버터;계통의 교류를 직류로 변환하여 상기 DC-링크단으로 출력하거나, 상기 DC-링크단의 직류를 교류로 변환하여 상기 계통측으로 출력하되, 3상 4선식으로 구성되는 3레벨 DC-AC 컨버터;상기 3레벨 DC-DC 컨버터 및 상기 3레벨 DC-AC 컨버터의 스위칭을 제어하는 스위칭 제어부; 및상기 배터리의 양극단자와 음극단자 사이에 직렬 연결된 제3커패시터; 및 제4커패시터;를 포함하고,상기 제3커패시터와 상기 제4커패시터에 사이의 노드는 접지와 연결되며,상기 배터리의 전압과 상기 제3커패시터 및 상기 제4커패시터의 전압을 비교하여, 상기 제3커패시터의 전압과 상기 제4커패시터의 전압이 상기 배터리의 전압의 반과 기준치 이상 다를 경우, 상기 배터리에 절연문제가 발생했다고 판단하는 고장 판단부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3상 4선식 배터리 충방전 장치
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제1항 또는 제2항에 있어서,상기 3레벨 DC-AC 컨버터는,서로 병렬 연결되고, 각각이 직렬 연결되는 두 개의 스위치를 포함하며, 두 개 스위치 사이의 노드가 상기 계통의 a상, b상, c상과 연결되는 제1 내지 3레그; 및서로 병렬 연결되고, 상기 제1 내지 3레그 각각에 포함되는 두 개의 스위치 사이의 노드와, 상기 제1커패시터 및 상기 제2커패시터 사이의 노드에 연결되며, 직렬 연결되는 두 개의 스위치를 포함하는 제1 내지 3스위치부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3상 4선식 배터리 충방전 장치
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4
제1항 또는 제2항에 있어서,상기 3레벨 DC-DC 컨버터는,상기 제1커패시터에 의해 상기 배터리를 충전하도록 스위칭하는 제7스위치;상기 제2커패시터에 의해 상기 배터리를 충전하도록 스위칭하는 제10스위치;상기 배터리가 방전되어 상기 제1커패시터를 충전하도록 스위칭하는 제8스위치; 및상기 배터리가 방전되어 상기 제2커패시터를 충전하도록 스위칭하는 제9스위치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3상 4선식 배터리 충방전 장치
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5
제4항에 있어서,상기 제7 내지 10스위치 각각은 역방향 다이오드가 병렬 연결되는 것을 특징으로 하는 3상 4선식 배터리 충방전 장치
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| 6 |
6
제1항 또는 제2항에 있어서,상기 3레벨 DC-AC 컨버터는,서로 병렬 연결되고, 각각이 직렬 연결되는 두 개의 다이오드를 포함하며, 두 개 다이오드 사이의 노드가 상기 계통의 a상, b상, c상과 연결되는 제1 내지 3레그; 및서로 병렬 연결되고, 상기 제1 내지 3레그 각각에 포함되는 두 개의 다이오드 사이의 노드와, 상기 제1커패시터 및 상기 제2커패시터 사이의 노드에 연결되며, 직렬 연결되는 두 개의 스위치를 포함하는 제1 내지 3스위치부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3상 4선식 배터리 충방전 장치
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7
제1항 또는 제2항 있어서,상기 3레벨 DC-DC 컨버터는,상기 제1커패시터에 의해 상기 배터리를 충전하도록 스위칭하는 제7스위치;상기 제7스위치와 직렬로 연결되는 제7다이오드;상기 제7다이오드와 직렬로 연결되는 제8다이오드; 및상기 제8다이오드와 직렬로 연결되며, 상기 제2커패시터에 의해 상기 배터리를 충전하도록 스위칭하는 제10스위치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3상 4선식 배터리 충방전 장치
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8
제1항 또는 제2항에 있어서,상기 스위칭 제어부는,상기 3레벨 DC-DC 컨버터 및 상기 3레벨 DC-AC 컨버터를 Sinusoidal PWM 방식으로 제어하는 것을 특징으로 하는 3상 4선식 배터리 충방전 장치
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9
제1항 또는 제2항에 있어서,상기 스위칭 제어부는, 상기 3레벨 DC-DC 컨버터 및 상기 3레벨 DC-AC 컨버터를 배터리 충전모드로 또는 배터리 방전모드로 제어하며,상기 3레벨 DC-AC 컨버터는, 상기 제1커패시터와 상기 제2커패시터를 밸런싱하며,상기 3레벨 DC-DC 컨버터는, 상기 제3커패시터와 상기 제4커패시터를 밸런싱하는 것을 특징으로 하는 3상 4선식 배터리 충방전 장치
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10
삭제
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11
제1항 또는 제2항의 배터리 충방전 장치;전기자동차의 샤시에 설치되는 배터리; 및상기 샤시의 전위와 상기 배터리의 양극단자의 전위 또는 음극단자의 전위와 기준 오차범위 이내로 유사할 경우, 상기 배터리의 양극단자 또는 음극단자가 상기 샤시와 쇼트된 것으로 판단하는 쇼트 판단부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차 배터리 충방전 시스템
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