KR101509709B1 - 전기 자동차의 충전 시스템 - Google Patents

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임정빈
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Abstract

전기 자동차의 충전 시스템이 개시된다. 여기서, 충전 시스템은 직류 전력을 저장하거나 출력하는 직류 전원, 전기 자동차를 구동하는 1개의 모터, 상기 모터를 구동시키는 인버터, 교류 전원을 정류하는 정류부, 상기 인버터가 출력하는 직류 전력을 상기 직류 전원으로 공급하기 위한 스위칭 동작을 하는 충전 릴레이, 그리고 상기 정류부가 출력하는 교류 전원을 상기 인버터로 공급하기 위한 스위칭 동작을 하는 입력 릴레이를 포함한다.

Description

전기 자동차의 충전 시스템{CHARGING SYSTEM FOR ELECTRIC VEHICLE}
본 발명은 전기 자동차의 충전 시스템에 관한 내용으로서, 구체적으로 외부 전원을 플러그인 방식으로 접속하여 배터리의 충전을 제공하는 충전 시스템에 관한 기술이다.
하이브리드 자동차(Plug-in Hybrid Electric Vehecle, 이하, 'PHEV'라 통칭함) 또는 전기 자동차(Electric Vehecle, 이하, 'EV'라 통칭함)는 외부 교류(Analog Current, 이하, 'AC'라 통칭함) 전원으로부터 차량 내부에 장착된 완속 충전기(On-board Charger, 이하, 'OBC'라 통칭함)를 통해 주행에 필요한 전기 에너지를 배터리에 충전하여 주행한다.
이러한 OBC는 고전압 스위치, 인덕터, 커패시터, 절연형 트랜스포머, 릴레이, 제어 보드, 냉각 시스템과, 이를 구성하기 위한 별도의 패키징이 필요하기 때문에 사이즈, 중량 및 가격적으로 불리하다. 게다가 차량 주행중에는 필요없고, 충전중에만 필요한 OBC를 별도로 구성하여 차에 장착해야만 한다. 따라서, 차량 중량 증가로 인하여 차량 구동 연비에 악영향을 준다는 문제가 있다.
또한, 종래에 배터리를 충전하기 위해서 인버터로 가정용 전원을 목표 전압으로 승압(Boost)시켜주고, 직류(Direct Current, 이하, 'DC'라 통칭함)-직류(DC) 컨버터는 스위칭 제어를 하지 않고 단순 전류 패스만 형성하는 구조가 제시되어 있다. 이러한 구조는 고전압 배터리 전압이 입력받은 가정용 전압보다 높을 때는 상관이 없지만, 낮을 경우에는 부스트 PFC(Power Factor Corrector) 제어에 어려움이 있다.
또한, 종래에 모터 시스템 구성에 따라 HDC(High Voltage DC-DC Converter)가 없는 경우, 고전압 배터리 전압이 입력 전압보다 낮은 경우에 대해서는 제어가 되지 않는 단점이 있다. 이를 극복하기 위해서는 버크(Buck) 컨버터 역할을 해줄 수 있는 별도의 직류(DC)-직류(DC) 장치가 필요하다.
또한, 종래의 인버터 일체형 충전 시스템 구조는 양방향 DC-DC 컨버터를 포함하는 구조로서, 인버터를 통하여 부스트(Boost) 제어를 하여 입력 전압을 배터리 전압 이상으로 승압시킨다. 그리고 양방향 컨버터를 통해 버크(Buck) 제어를 하여 목표 배터리 전압으로 강압시킨다. 그런데 이러한 구조는 차량 자체적으로 양방향 컨버터가 포함된 구조에만 적용될 수 있다는 한계가 있다. 그리고 양방향 컨버터가 없는 경우, 외부 입력 전압 및 배터리 전압 범위에 따라 충전 불가 영역이 발생한다. 즉, 배터리 전압 범위가 낮을 경우 혹은 AC 정류 전압 > 배터리 전압인 경우, 배터리 저 SOC(State-of-charge) 영역에서 부스트 충전 제어 불가 영역이 발생한다.
미국등록특허 5,099,186, Integrated motor drive and recharge system 한국공개특허 2007-0018302, 보조 배터리를 이용한 차량용 충전 시스템 및 그 제어 방법
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 별도의 충전기를 설치하지 않고 전기 자동차에 기 장착된 모터 및 인버터를 토대로 구현되는 충전 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 특징에 따르면, 충전 시스템은 직류 전력을 저장하거나 출력하는 직류 전원, 전기 자동차를 구동하는 1개의 모터, 상기 모터를 구동시키는 인버터, 교류 전원을 정류하는 정류부, 상기 인버터가 출력하는 직류 전력을 상기 직류 전원으로 공급하기 위한 스위칭 동작을 하는 충전 릴레이, 그리고 상기 정류부가 출력하는 교류 전원을 상기 인버터로 공급하기 위한 스위칭 동작을 하는 입력 릴레이를 포함한다.
상기 입력 릴레이는,
상기 정류부 양단에 배치되는 2개의 입력 릴레이를 포함할 수 있다.
모터 구동시 상기 모터에 상기 직류 전원에 차징된 직류 전원을 공급하는 2개의 메인 릴레이, 그리고 상기 직류 전원과 병렬로 연결되고, 상기 충전 릴레이 및 상기 메인 릴레이 사이에 배치되어 상기 직류 전원에 충전되는 전원을 저장하는 보조 커패시터를 더 포함할 수 있다.
상기 인버터와 외부 전원 사이에 설치되어 전압원간 직접적인 병렬연결을 방지하기 위한 보조 인덕터를 더 포함할 수 있다.
상기 2개의 메인 릴레이 중에서 하측에 배치된 메인 릴레이와 상기 보조 커패시터 사이에 배치되는 인덕터를 더 포함할 수 있다.
상기 충전 릴레이는,
상기 직류 전원과 상기 인버터 사이에 배치되는 제1 충전 릴레이, 그리고 상기 인버터와 상기 모터 사이에 배치되는 제2 충전 릴레이를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 충전 시스템은 직류 전력을 저장하거나 출력하는 직류 전원, 전기 자동차를 구동하는 2개의 모터, 상기 2개의 모터를 각각 구동시키는 2개의 인버터, 교류 전원을 정류하는 정류부, 상기 인버터가 출력하는 직류 전력을 상기 직류 전원으로 공급하기 위한 스위칭 동작을 하는 충전 릴레이, 그리고 상기 정류부가 출력하는 교류 전원을 상기 인버터로 공급하기 위한 스위칭 동작을 하는 입력 릴레이를 포함한다.
상기 입력 릴레이는,
상기 정류부 양단에 배치되는 2개의 입력 릴레이를 포함할 수 있다.
모터 구동시 상기 2개의 모터 각각에 상기 직류 전원에 차징된 직류 전원을 공급하는 2개의 메인 릴레이, 그리고 상기 직류 전원과 병렬로 연결되고, 상기 2개의 메인 릴레이 사이에 배치되어 상기 직류 전원에 충전되는 전원을 저장하는 보조 커패시터를 더 포함할 수 있다.
상기 인버터와 외부 전원 사이에 설치되어 전압원간 직접적인 병렬연결을 방지하기 위한 보조 인덕터를 더 포함할 수 있다.
상기 보조 인덕터는,
상기 2개의 모터 중에서 하나의 모터와 상기 입력 릴레이 사이에 배치되는 제1 보조 인덕터, 그리고 상기 2개의 모터 중에서 다른 모터와 상기 충전 릴레이 사이에 배치되는 제2 보조 인덕터를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 전기 자동차에서 기존에 구성되어있던 충전기(OBC)를 사용하지 않고, 기존 PE(Power Electronic) 부품 및 간단한 추가 장치를 사용하여 차량 시스템 구성에 상관없이 기 장착되어 있는 모터 및 인버터를 가지고 충전 시스템을 구현할 수 있다. 따라서, 모터 및 인버터를 사용하는 모든 시스템 예컨대 1모터, 2모터, HDC 포함 여부 관계없는 시스템에서 충전 동작을 구현할 수 있다. 그러므로 패키징 성능 향상, 차량 중량저감, 충전기 대비 큰 원가절감이 가능하다.
이처럼, 충전기(OBC)가 삭제됨으로써 차량 패키징 및 중량 저감에 기여하여 차량 구동 효율을 상승시킬 수 있다. 그리고 충전기(OBC) 가격 대당 약 100만원(추정)에서 추가 장치 구성시 드는 비용 약 20만원(추정)을 제외한 80만원 원가 절감 효과를 기대할 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 전기 자동차용 충전 시스템의 블록도이다.
도 2는 도 1의 충전 시스템을 간략화한 도면이다.
도 3은 충전 동작시 도 1의 충전 시스템을 간략화한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 문제점 영역을 해결하는 상황을 도시한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 자동차용 충전 시스템의 블록도이다.
도 6은 도 5의 충전 시스템을 간략화한 도면이다.
도 7은 충전 동작시 도 5의 충전 시스템을 간략화한 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서에 기재된 "…부"의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
이하, 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차의 충전 시스템에 대하여 상세히 설명한다.
여기서, 전기 자동차는 하이브리드 자동차(Plug-in Hybrid Electric Vehecle, 이하, 'PHEV'라 통칭함) 또는 전기 자동차(Electric Vehecle, 이하, 'EV'라 통칭함)일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차용 충전 시스템은 상용 전원인 외부 전원을 플러그인 방식으로 접속하여 배터리의 충전을 제공하는 충전 시스템이다.
먼저, 도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 전기 자동차용 충전 시스템의 블록도로서, 1 모터(motor) 시스템의 일체형 충전 시스템 구조를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 충전 시스템은 직류(Direct Current, 이하, 'DC'라 통칭함) 전원(101), 메인 릴레이1(103), 메인 릴레이2(105), 충전 릴레이1(107), 인덕터(Buck)(109), 보조 커패시터(Buck)(111), DC 링크 커패시터(113), 인버터(115), 충전 릴레이2(117), 모터(119), 보조 인덕터(Boost)(121), 입력 릴레이(123), 정류부(125) 및 교류(Analog Current, 이하, 'AC'라 통칭함) 전원(127)을 포함한다.
여기서, DC 전원(101), 메인 릴레이1(103), 메인 릴레이2(105), 충전 릴레이1(107), 인덕터(Buck)(109), 보조 캡(Buck)(111)은 배터리를 구성한다. 이러한 배터리는 인버터(115)로부터 직류 전력을 공급받아 DC 전원(101)에 저장한다. 그리고 DC 전원(101)에 충전된 직류 전력은 인버터(115)를 통해 모터(119)에 공급된다.
인버터(115)는 전류의 흐름 방향에 따라 전기 자동차의 모터(119)를 제어한다. 인버터(115)는 직류 전력을 교류 전력으로 변환한다.
모터(119)는 인버터(115)에 연결되어 전기 자동차(미도시)를 구동한다. 배터리로부터 인버터(115)를 거쳐 공급된 교류를 이용하여 구동된다.
교류(AC) 전원(127)은 외부 전원으로서, 배터리에 교류 전원을 공급한다.
이때, 본 발명의 실시예에 따르면, 충전 릴레이1(107), 인덕터(Buck)(109), 충전 릴레이2(117), 입력 릴레이(123) 및 정류부(125)가 충전 시스템에 추가로 구성되는 부품이다.
또한, 도 1에 도시하였지만, 보조 커패시터(Buck)(111), 보조 인덕터(Boost)(121)는 충전 시스템에 선택적으로 추가되는 부품이다.
여기서, 보조 커패시터(buck)(111)는 인덕터(Buck)(109)에 흐르는 리플 전류를 흡수하여 DC 전압을 만들어 주는 용도로 사용되는 평활용 커패시터이다. 배터리가 대용량 커패시터의 역할을 하므로 필요하지 않을 수 있으나 제어상 필요시 추가될 수 있다.
또한, 보조 인덕터(Boost)(121)는 모터(119)의 인덕턴스가 부족할 경우 필요시 추가될 수 있다.
메인 릴레이1(103) 및 메인 릴레이2(105)는 DC 전원(101)에 충전된 전원을 모터(119)로 공급하기 위한 스위칭 동작을 한다. 메인 릴레이1(103) 및 메인 릴레이2(105)는 DC 전원(101)의 양단에 연결되어 DC 전원(101)에 입출력되는 전압 및 전류를 단속한다.
충전 릴레이1(107), 충전 릴레이2(117) 및 입력 릴레이(123)는 교류(AC) 전원(127)에서 정류부(125)를 거친 교류 전원을 배터리로 공급하여 충전하기 위한 스위칭 동작을 한다.
그러면, 도 1의 충전 시스템의 충전 동작을 설명하면, 다음과 같다.
도 2는 도 1의 충전 시스템을 간략화한 도면이고, 도 3은 충전 동작시 도 1의 충전 시스템을 간략화한 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따라 문제점 영역을 해결하는 상황을 도시한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 충전시에 표 1과 같이 메인 릴레이1(103) 및 메인 릴레이2(105)와 충전 릴레이1(107), 충전 릴레이2(117), 입력 릴레이(123)를 이용하여 회로 결선을 바꾸어 인버터(115)의 스위치를 사용하여 부스트(Boost)와 버크(Buck) 컨버터를 구성한다.
여기서, 추가되는 부품(107, 117, 123, 125)은 인버터 스위칭 소자인 파워모듈 팩의 외부에 설치 가능하므로 기존 시스템 구성을 그대로 이용할 수 있게 된다.
항목 메인 릴레이1 메인 릴레이2 충전 릴레이1 충전 릴레이2 입력 릴레이
모터 구동시 O O X O X
충전 동작시 X O O X O
여기서, 모터 구동시와 충전시의 릴레이는 표 1과 같이 동작하여 회로 결선을 만들어 준다.
이때, AC 외부 전원(127)을 인버터(115)의 3상 스위치중 1상을 이용하여 부스트(Boost) 제어를 하여 배터리 전압 이상으로 승압시킨다. 그리고 승압된 전압은 DC 링크 커패시터(113)에 차징된다. 그리고 인버터(115)의 3상 스위치중 1상을 이용하여 버크(Buck) 제어를 하여 DC 링크 커패시터(113)의 전압을 목표 배터리 전압으로 강압시킨다. 여기서, 인버터(115)의 나머지 1상은 부스트(Boost) 제어나 버크(buck) 제어에 사용될 수 있다. 즉, 도 1은 간략하게 도 2로 바뀌게 됨을 알 수 있다. 여기서, 인버터(115)는 스위칭 소자가 3상으로 구성되어 있는데, 1상은 부스트 컨버터로 쓰이고, 1상은 벅 컨버터로 쓰인다. 따라서, 나머지 1상은 쓰이지 않고 남게 되는데 필요에 따라서 벅 컨버터로 병렬 연결 되어서 쓰일 수도 있고, 아니면, 부스트 컨버터로 병렬 연결되어서 쓰일 수도 있다. 병렬 연결시 제어 방법 등에 따라서 더 좋은 성능을 기대할 수 도 있다.
따라서, 도 1, 2 및 3에 도시한 충전 시스템은 DC-DC 양방향 컨버터가 없는 구조에서 인버터의 스위치만 가지고 부스트(Boost)와 버크(Buck) 컨버터를 구성할 수 있다. 이렇게 하면, 도 4와 같이, 기존 문제점 영역을 해결할 수 있다. 즉, 종래 인버터 충전기의 구성에서는 모터의 인덕턴스와 인버터의 스위치 소자를 가지고 부스트 제어만 가능했다. 따라서, AC 입력 전압이 고전압 배터리 보다 전압이 높은 구간(도 4의 기존 문제 영역)에서는 부스트 전압 제어가 되지 않는다. 따라서, 원하는 전압으로 제어를 할 수 없는 구간이 생기는 것이다. 하지만, 본 발명의 실시예에 따르면, 별도의 벅 컨버터 구성 없이 인버터의 스위칭 소자만으로 부스트 및 벅 제어를 가능하게 한다. 따라서, 부스트 제어를 통해 DC-Link 전압을 항시 AC 입력 전압보다 높은 영역으로 승압하고, 벅 제어를 통해 DC-Link 전압을 다시 원하는 전압 즉 고전압 메인 배터리의 목표 전압으로 강압 시킬 수 있으므로 문제 영역과 관계 없이 항상 제어 가능한 상태로 만들 수 있다.
다음, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 자동차용 충전 시스템의 블록도로서, 2 모터(motor) 시스템의 일체형 충전 시스템 구조를 나타낸다.
도 5를 참조하면, 충전 시스템은 보조 커패시터(Buck)(201), 고전압배터리 DC 전원(203), 메인 릴레이1(205), 메인 릴레이2(207), DC 링크 커패시터(209), 2개의 인버터(211), 2개의 모터(213), 보조 인덕터(Boost)(215), 입력 릴레이(217), 정류부(219), AC 전원(221) 및 충전 릴레이(223)를 포함한다.
모터 구동시에는 고전압 배터리 DC 전원(203)에 충전된 직류 전력은 각각의 인버터(211)를 통해 각각의 모터(213)에 공급된다.
2개의 인버터(211)는 전류의 흐름 방향에 따라 전기 자동차의 2개의 모터(213)를 제어한다. 인버터(211)는 직류 전력을 교류 전력으로 변환한다.
2개의 모터(213)는 2개의 인버터(211)에 연결되어 전기 자동차(미도시)를 구동한다. 배터리로부터 2개의 인버터(211)를 거쳐 공급된 교류를 이용하여 구동된다.
교류(AC) 전원(221)은 외부 전원으로서, 배터리에 교류 전원을 공급한다.
이때, 본 발명의 실시예에 따르면, 입력 릴레이(217), 정류부(219) 및 충전 릴레이(223)가 충전 시스템에 추가로 구성되는 부품이다.
또한, 도 1에 도시하였지만, 보조 커패시터(Buck)(201), 보조 인덕터(Boost)(215)는 충전 시스템에 선택적으로 추가되는 부품이다.
여기서, 보조 커패시터(buck)(111)는 인덕터(109)의 흐르는 리플전류를 흡수하여 DC 전압을 만들어 주는 용도로 사용되는 평활용 커패시터이다. 배터리가 대용량 커패시터의 역할을 하므로 필요하지 않을수 있으나 제어상 필요시 추가될 수 있다.
또한, 보조 인덕터(Boost)(215)는 각각의 모터(213)의 인덕턴스가 부족할 경우 필요시 추가될 수 있다.
메인 릴레이1(205) 및 메인 릴레이2(207)는 DC 전원(203)에 충전된 전원을 2개의 모터(213)로 공급하기 위한 스위칭 동작을 한다. 메인 릴레이1(205) 및 메인 릴레이2(207)는 DC 전원(203)의 양단에 연결되어 DC 전원(203)에 입출력되는 전압 및 전류를 단속한다.
충전 릴레이(223)는 충전시에 연결되어 벅 컨버터를 통하여 강압된 전압을 고전압 배터리 DC 전원에 공급하는 패스를 구성하게 된다. 도 3과, 도 7은 상기 구조들(도 2와, 도 3의 구성)을 충전시에 릴레이들을 통해 연결된 회로를 간략하여 보여주게 되는데, 도 3과, 도 7의 구성이 동일함을 알 수 있다. 즉, 충전 릴레이(223)은 2 모터 시스템에서 벅 컨버터를 구성하기 위해 회로 결선을 형성시켜주는 장치이다.
그러면, 도 5의 충전 시스템의 충전 동작을 설명하면, 다음과 같다.
도 6은 도 5의 충전 시스템을 간략화한 도면이고, 도 7은 충전 동작시 도 5의 충전 시스템을 간략화한 도면이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 충전시에 표 2와 같이 메인 릴레이1(205) 및 메인 릴레이2(207)와 입력 릴레이(217), 충전 릴레이(223)를 이용하여 회로 결선을 바꾸어 2개의 인버터(211)의 스위치를 사용하여 부스트(Boost)와 버크(Buck) 컨버터를 구성한다.
여기서, 추가되는 부품(201, 215, 217, 219, 223)은 인버터 스위칭 소자인 파워모듈 팩의 외부에 설치 가능하므로 기존 시스템 구성을 그대로 이용할 수 있게 된다.
항목 메인 릴레이1 메인 릴레이2 충전 릴레이1 입력 릴레이
모터 구동시 O O X X
충전 동작시 X O O O
여기서, 모터 구동시와 충전시의 릴레이는 표 2와 같이 동작하여, 회로 결선을 만들어 준다. 교류(AC) 전원(221)을 2개의 인버터 중에서 상측 인버터인 인버터1(211)의 스위치를 이용하여 부스트(Boost) 제어를 하여 배터리 전압 이상으로 승압시킨다. 그리고 승압된 전압은 DC-Link 커패시터(209)에 차징된다. 그리고 2개의 인버터 중에서 하측 인버터인 인버터2(211)의 스위치를 이용하여 버크(Buck) 제어를 하여 DC-Link 커패시터(209)의 전압을 목표 배터리 전압으로 강압시킨다. 강압된 전압을 통해 고전압 배터리 DC 전원을 충전한다. 도 7과 같이 구성된 회로를 통하여 정류된 AC전압을 부스트 제어를 통해 DC-Link 커패시터 전압을 승압하고 승압된 DC-Link 커패시터 전압을 벅제어를 통해 목표 배터리 전압으로 강압시켜서 고전압 배터리를 차징하는 일련의 방법은 기존 1모터 시스템 동작 방법과 동일하며, 2모터 시스템에서는 1개의 인버터가 부스트 제어를 담당하고 또 다른 1개의 인버터가 벅 제어를 담당하게 된다. 추가적으로 설치되는 릴레이는 모터 구동시 결선된 회로를 충전시 필요한 부스트, 벅 컨버터로 사용하기 위한 결선 변경을 제공하는 용도로 사용되어진다.
본 발명의 실시예에 따른 충전 시스템 구성은 DC-DC 양방향 컨버터가 없는 구조에서 인버터(211)의 스위치만 가지고 부스트(Boost)와 버크(Buck) 컨버터를 구성할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (11)

  1. 직류 전원,
    상기 직류 전원의 일단과 연결되는 메인 릴레이1,
    상기 메인 릴레이 1과 연결되고, 3상 스위치로 구성된 인버터,
    상기 인버터가 출력하는 교류 전력에 의해 구동하는 모터,
    상기 직류 전원의 일단과 연결되는 충전 릴레이1,
    일단은 상기 충전 릴레이1과 연결되고, 타단은 상기 모터와 연결되는 충전 릴레이2,
    상기 직류 전원의 타단 및 상기 인버터와 연결되는 메인 릴레이2,
    상기 메인 릴레이1, 상기 메인 릴레이2 및 상기 인버터와 연결되는 DC-링크 커패시터,
    교류 전원을 정류하여 직류 전원을 출력하는 정류부,
    상기 모터와 상기 정류부 사이에 배치되어 상기 모터와 상기 정류부와 연결되어 스위치 동작을 하는 제1 입력 릴레이, 그리고
    상기 인버터 및 상기 정류부 사이에 배치되어 상기 인버터와 상기 정류부와 연결되어 스위치 동작을 하는 제2 입력 릴레이를 포함하고,
    모터 구동시에는 상기 메인 릴레이1, 상기 메인 릴레이2, 상기 충전 릴레이2는 온되고, 상기 충전 릴레이1 및 상기 제1 입력 릴레이와 상기 제2 입력 릴레이는 오프되어 상기 직류 전원은 상기 인버터를 통해 교류 전력으로 변환되어 상기 모터로 출력되어 상기 모터를 구동시키고,
    충전 동작시에는 상기 메인 릴레이1, 상기 충전 릴레이2는 오프되고, 상기 메인 릴레이2, 상기 충전 릴레이1, 상기 제1 입력 릴레이 및 상기 제2 입력 릴레이는 온 되어 상기 정류부가 출력하는 직류 전원은 상기 인버터의 3상 스위치 중 1상을 이용하여 부스트 제어를 하여 배터리 전압 이상으로 승압된 후, 상기 DC-링크 커패시터에 차징되는 충전 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 직류 전원과 병렬로 연결되고, 상기 충전 릴레이 및 상기 메인 릴레이 사이에 배치되어 상기 직류 전원에 충전되는 전원을 저장하는 보조 커패시터
    를 더 포함하는 충전 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 인버터와 외부 전원 사이에 설치되어 전압원간 직접적인 병렬연결을 방지하기 위한 보조 인덕터
    를 더 포함하는 충전 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 직류 전원 및 상기 충전 릴레이1 사이에 배치되어 상기 직류 전원 및 상기 충전 릴레이1과 연결되는 인덕터
    를 더 포함하는 충전 시스템.
  6. 삭제
  7. 직류 전원,
    상기 직류 전원의 일단에 연결되는 메인 릴레이1,
    상기 직류 전원의 타단에 연결되는 메인 릴레이2,
    상기 메인 릴레이1과 연결되는 제1 인버터,
    상기 인버터와 연결되는 제1 모터,
    상기 제1 모터와 연결되는 제1 입력 릴레이,
    상기 제1 입력 릴레이와 연결되는 정류부,
    상기 정류부와 연결되는 제2 입력 릴레이,
    상기 메인 릴레이2와 연결되는 제2 인버터,
    상기 제2 인버터와 연결되는 제2 모터,
    상기 제2 모터와 상기 직류 전원과 연결되는 충전 릴레이, 그리고
    상기 메인 릴레이1, 상기 메인 릴레이2와, 상기 제1 인버터 및 상기 제2 인버터와 연결되는 DC-링크 커패시터를 포함하고,
    모터 구동시에는 상기 메인 릴레이1, 상기 메인 릴레이2, 상기 입력 릴레이는 온되고, 상기 충전 릴레이1는 오프되어 상기 직류 전원은 상기 2개의 인버터를 통해 교류 전력으로 각각 변환되어 상기 2개의 모터 각각으로 출력되어 상기 2개의 모터를 각각 구동시키고,
    충전 동작시에는 상기 메인 릴레이1은 오프되고, 상기 메인 릴레이2, 상기 충전 릴레이1 및 상기 입력 릴레이는 온되어 교류 전원을 상기 2개의 인버터 중에서 상기 교류 전원과 정류부를 통해 연결된 상측 인버터의 스위치를 이용하여 부스트 제어를 하여 배터리 전압 이상으로 승압시킨 후, 상기 DC-Link 커패시터에 차장시키고, 상기 2개의 인버터 중에서 하측 인버터의 스위치를 이용하여 버크 제어를 하여 상기 DC-Link 커패시터에 저장된 전압을 목표 배터리 전압으로 강압시키며, 강압된 전압을 통해 직류 전원을 충전하는 충전 시스템.
  8. 삭제
  9. 제7항에 있어서,
    상기 직류 전원과 병렬로 연결되고, 상기 메인 릴레이1 및 상기 메인 릴레이2 사이에 배치되어 상기 직류 전원에 충전되는 전원을 저장하는 보조 커패시터
    를 더 포함하는 충전 시스템.
  10. 삭제
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제1 모터와 상기 입력 릴레이 사이에 배치되는 제1 보조 인덕터, 그리고
    상기 제2 모터와 상기 충전 릴레이 사이에 배치되는 제2 보조 인덕터
    를 포함하는 충전 시스템.
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