KR102322330B1 - 고효율 전기자동차 급속충전장치 - Google Patents

고효율 전기자동차 급속충전장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에서는, 교류 3상 4선식 전원부의 전원공급을 결정하는 입력단 3상 4선식 릴레이; 입력단 3상 4선식 릴레이의 전원을 공급받아서 직류 고전압을 출력하는 전력변환부; 전력변환부의 직류 고전압의 출력을 결정하는 출력단 고전압 DC 릴레이; 출력단 고전압 DC 릴레이의 출력전압을 공급받아서 충전하는 전기자동차 배터리; 전력변환부는 제1 내지 n의 복수의 전력변환장치로 구성되며; 제1 내지 n의 복수의 전력변환장치는 3상 역률개선 컨버터 및 DC-DC 컨버터로 구성되며; 교류 3상 4선식 전원부와 제1 극성으로 결합된 제1 입력단 3상 인덕터; 교류 3상 4선식 전원부와 제2 극성으로 결합된 제2 입력단 3상 인덕터; 제1 입력단 3상 인덕터와 제2 입력단 3상 인덕터는 결합인덕터로 자기적으로 결합되며; 3상 역률개선 컨버터의 접지부와 연결된 노이즈순환 다이오드부; 노이즈순환 다이오드부의 애노드는 역률개선 컨버터의 접지부와 연결되며, 노이즈순환 다이오드부의 캐소드는 입력단 R상, S상, T상과 연결되며; 교류 3상 4선식 전원부의 N상과 교류 3상 4선식 전원부의 R상, S상, T상과 연결된 제1 입력단 3상 Y형 커패시터; 교류 3상 4선식 전원부의 N상과 제1 입력단 3상 인덕터 및 제2 입력단 3상 인덕터의 연결점인 R상, S상, T상과 연결된 제2 입력단 3상 Y형 커패시터를 특징으로 하는 고효율 전기자동차 급속충전장치를 제안한다.

Description

고효율 전기자동차 급속충전장치{High-Efficiency Electric Vehicles Fast Charging Apparatus}
본 발명은 전기자동차를 빠르게 충전할 수 있는 고효율 전기자동차 급속충전장치에 관한 것이다. 무엇보다 최근 지구온난화 방지, 미세먼지 저감 및 탄소배출 저감을 위하여 전기자동차의 보급을 활발하게 되고 있으며, 전기자동차의 급속충전은 가장 중요한 핵심기술로 부각되고 있다, 본 발명은 100kW 내지 400kW급 급속충전장치에 적용할 수 있는 고효율 전기자동차 급속충전장치에 관한 것이다.
전기자동차는 지구온난화 방지, 미세먼지 저감 및 탄소배출 저감에 가장효과적인 것으로 세계적인 자동차 메이커에서 전기자동차 생산을 위해서 다각적인 노력을 기술이고 있다. 무엇보다, 급속충전을 위해서 대전력 3상 교류전원을 기반으로 고효율 급속충전장치를 통하여 안정적으로 전기자동차의 배터리를 충전하는 것이 가장 중요하며, 최근 다양한 연구 및 특허출원이 활발하게 이루어지고 있다.
관련된 선행문헌으로 대한민국 등록특허공보 제10-2095260호 (공고일 2020. 03. 31.)(이하 [특허문헌1]이라함)에서는, 배터리 관리 시스템; 차량 제어 유닛; 차량 전압분배 유닛; 충전가능 전류량 정보 산출하는 전기차의 급속 충전시간 단축을 위한 충전 제어장치 및 방법을 공개하였다.
또한, 대한민국 등록특허공보 제10-1857469호 (공고일 2018. 05. 14.)(이하 [특허문헌2]라함)에서는, 충전을 위해 연결된 복수의 충전기를 인지하는 단계; 상기 복수의 충전기로부터 아이디와 파라미터를 수신하는 단계; 상기 아이디와 상기 파라미터에 대응하여, 상기 복수의 충전기 각각마다 충전 상태를 제어하는 명령을 전달하는 단계; 상기 아이디와 상기 파라미터는 상기 복수의 충전기 각각에 대응하여 서로 다르게 설정된 저항값 또는 서로 다르게 전송되는 펄스폭변조 신호 중 적어도 하나에 대응하는 차량에 탑재된 복수의 충전기를 제어하는 방법을 공개하였다.
또한, 대한민국 등록특허공보 제10-1974356호 (공고일 2019. 05. 02.)(이하 [특허문헌3]이라함)에서는, 충전을 위해 기 설정된 예약 충전정보를 확인하는 단계; 차량과 연결된 충전장치를 감지하는 단계; 충전장치에 관한 충전정보가 예약 충전정보에 해당하는지에 따라 예약 충전여부를 판단하는 단계; 충전정보가 예약 충전정보에 벗어나는 경우, 기 설정된 사용자 선호 정보에 따라 자동충전 여부를 결정하는 단계; 예약 충전여부 및 자동충전 여부에 따라 충전을 수행하는 단계를 포함하는 교류 충전장치를 이용한 전기차 충전방법 및 장치를 공개하였다.
상기 [특허문헌1] 내지 [특허문헌3]은 전기자동차 급속충전, 복수충전, 예약충전 및 자동충전에 관한 기술을 공개하였다.
특허문헌1 : 대한민국 등록특허공보 제10-2095260호 (공고일 2020. 03. 31.) 특허문헌2 : 대한민국 등록특허공보 제10-1857469호 (공고일 2018. 05. 14.) 특허문헌3 : 대한민국 등록특허공보 제10-1974356호 (공고일 2019. 05. 02.)
본 발명에서는 기존의 전기자동차 충전장치보다 더욱 고효율 및 고역률의 충전을 위해서 새로운 역률개선 방식의 고효율 전기자동차 급속충전장치를 해결하고자 하는 과제로 한다. 기존에서는 경부하(Light Load)에서 역률이 나빠지는 문제점이 있지만, 본 발명에서는 중부하(Heavy Load)에서 경부하(Light Load)까지 모든 부하영역에서 역률 0.99의 고역률이 되며, 50kW 부하 이상에서 95% 이상의 고효율을 나타내는 전기차 급속충전용 고효율 전원장치를 해결하고자 하는 과제로 한다.
이상의 목적 및 다른 추가적인 목적들이, 첨부되는 청구항들에 의해 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서, 당업자들에게 명백히 인식될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제1 측면에 따르는 고효율 전기자동차 급속충전장치는, 교류 3상 4선식 전원부(210)의 전원공급을 결정하는 입력단 3상 4선식 릴레이(115); 상기 입력단 3상 4선식 릴레이(115)에서 3상4선의 전원을 공급받아서 직류 고전압을 출력하는 전력변환부(117); 상기 전력변환부(117)의 직류 고전압의 출력을 결정하는 출력단 고전압 DC 릴레이(116); 상기 출력단 고전압 DC 릴레이(116)의 출력전압을 공급받아서 충전하는 전기자동차 배터리(107); 상기 전력변환부(117)는 제1 내지 n의 복수의 전력변환장치(118-1 내지 118-n)로 구성되며; 상기 제1 내지 n의 복수의 전력변환장치(118-1 내지 118-n)는 3상 역률개선 컨버터(222) 및 DC-DC 컨버터(223)로 구성되며; 상기 교류 3상 4선식 전원부(210)와 제1 극성으로 결합된 제1 입력단 3상 인덕터(231); 상기 교류 3상 4선식 전원부(210)와 제2 극성으로 결합된 제2 입력단 3상 인덕터(232); 상기 제1 입력단 3상 인덕터(231)와 상기 제2 입력단 3상 인덕터(232)는 결합인덕터로 자기적으로 결합되며; 상기 3상 역률개선 컨버터(222)의 접지부(236)와 연결된 노이즈순환 다이오드부(237); 상기 노이즈순환 다이오드부(237)의 애노드(Anode)는 상기 역률개선 컨버터의 접지부(236)와 연결되며, 상기 노이즈순환 다이오드부(237)의 캐소드(Cathode)는 입력단 R상, S상, T상과 연결되며; 상기 교류 3상 4선식 전원부(210)의 N상과 상기 교류 3상 4선식 전원부(210)의 R상, S상, T상과 연결된 제1 입력단 3상 Y형 커패시터(234); 상기 교류 3상 4선식 전원부(210)의 N상과 상기 제1 입력단 3상 인덕터(231) 및 상기 제2 입력단 3상 인덕터(232)의 연결점인 R상, S상, T상과 연결된 제2 입력단 3상 Y형 커패시터(235)를 특징으로 하는 고효율 전기자동차 급속충전장치를 과제의 해결 수단으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제2 측면에 따르는 고효율 전기자동차 급속충전장치는, 교류 3상 4선식 전원부(210)의 전원공급을 결정하는 입력단 3상 4선식 릴레이(115); 상기 입력단 3상 4선식 릴레이(115)에서 3상4선의 전원을 공급받아서 직류 고전압을 출력하는 전력변환부(117); 상기 전력변환부(117)의 직류 고전압의 출력을 결정하는 출력단 고전압 DC 릴레이(116); 상기 출력단 고전압 DC 릴레이(116)의 출력전압을 공급받아서 충전하는 전기자동차 배터리(107); 상기 전력변환부(117)는 제1 내지 n의 복수의 전력변환장치(118-1 내지 118-n)로 구성되며; 상기 제1 내지 n의 복수의 전력변환장치(118-1 내지 118-n)는 3상 역률개선 컨버터(222) 및 DC-DC 컨버터(223)로 구성되며; 상기 3상 역률개선 컨버터(222)는 입력단 전압검출부(238)로부터 전압 정보를 검출하여, 이를 바탕으로 정현파 생성부(227-1)를 통해서 R상, S상, T상의 기준 전압파형을 생성하며; 상기 3상 역률개선 컨버터(222) 입력단 전류검출부(239)로부터 전류 정보를 검출하며, 이를 바탕으로 기준전류 ia, ib, ic를 생성하며; 상기 3상 역률개선 컨버터(222)의 뱅크 커패시터 전압검출부(242)로부터 뱅크 커패시터 전압(Vc)을 검출하며; 상기 R상, S상, T상의 기준 전압파형을 생성하는 정현파 생성부(227-1)와 상기 뱅크 커패시터 전압(Vc)와 상기 뱅크 커패시터 기준전압(Vcref)과 비교하는 PI 제어부(227-2); 상기 정현파 생성부(227-1)를 통해서 R상, S상, T상의 기준 전압파형과 상기 PI 제어부(227-2)의 출력을 곱하여 기준전류(Iref)를 발생하는 곱셈부(227-3); 상기 곱셈부(227-3)의 출력과 기준전류(Iref) 받아서 상기 3상 역률개선 컨버터(222)의 스위치를 제어하는 펄스폭변조(PWM) 신호발생부(241); 상기 3상 역률개선 컨버터(222)의 접지부(236)와 연결된 노이즈순환 다이오드부(237); 상기 노이즈순환 다이오드부(237)의 애노드(Anode)는 상기 역률개선 컨버터의 접지부(236)와 연결되며, 상기 노이즈순환 다이오드부(237)의 캐소드(Cathode)는 입력단 R상, S상, T상과 연결되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 노이즈순환 다이오드부(237)는 제1 내지 제3 노이즈순환 다이오드(237-1 내지 237-3)로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 노이즈순환 다이오드부(237)는 노이즈를 순환시킴을 통해서 역률을 향상시키는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 제1 입력단 3상 인덕터(231) 및 상기 제2 입력단 3상 인덕터(232)의 연결점에 상기 제2 입력단 3상 Y형 커패시터(235)를 통해서 상기 교류 3상 4선식 전원부(210)의 N상으로 노이즈를 순환시킴을 통해서 역률을 향상시키는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 전력변환부의 제1 내지 n 전력변환장치(118-1 내지 118-n)의 전압, 전류 및 온도 정보를 바탕으로 상기 입력단 3상 4선식 릴레이(115)를 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 전력변환부의 제1 내지 n 전력변환장치(118-1 내지 118-n)의 전압, 전류 및 온도 정보를 바탕으로 상기 출력단 고전압 DC 릴레이(116)를 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 전기자동차 배터리(107)는 Proximity 파일럿(212) 및 Control 파일럿(213)을 제어함을 통하여 상기 배터리(107)의 충전 전류를 제어하는 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는, 상기 Proximity 파일럿(212)은 전기차와 충전기 사이의 모니터링 통신의 연결 상태를 확인하는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 Control 파일럿(213)은 최대 전기차 충전전류(216)와 실제 전기차 충전전류(215)를 비교하여 펄스폭 변조신호(PWM)를 발생하는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 제1 극성으로 결합된 제1 입력단 3상 인덕터(231)와 제2 극성으로 결합된 제2 입력단 3상 인덕터(232)가 자기적으로 결합된 결합인덕터를 통하여 공통 모드(Common mode) 노이즈가 상쇄되며, 상기 제2 입력단 3상 Y형 커패시터(235)를 통해서 상기 교류 3상 4선식 전원부(210)의 N상으로 공통 모드(Common mode) 노이즈를 순환시킴으로 인하여 역률을 개선하는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 고효율 전기자동차 급속충전장치는 50kW급 이상의 출력에서 효율이 95%이상인 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 고효율 전기자동차 급속충전장치는 모든 부하에서 역률 0.99 이상인 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제3 측면에 따르는 고효율 전기자동차 급속충전장치는, 교류 3상 4선식 전원부(210)의 전원공급을 결정하는 입력단 3상 4선식 릴레이(115); 상기 입력단 3상 4선식 릴레이(115)에서 3상4선의 전원을 공급받아서 직류 고전압을 출력하는 전력변환부(117); 상기 전력변환부(117)의 직류 고전압의 출력을 결정하는 출력단 고전압 DC 릴레이(116); 상기 출력단 고전압 DC 릴레이(116)의 출력전압을 공급받아서 충전하는 전기자동차 배터리(107); 상기 전력변환부(117)는 제1 내지 n의 복수의 전력변환장치(118-1 내지 118-n)로 구성되며; 상기 제1 내지 n의 복수의 전력변환장치(118-1 내지 118-n)는 3상 역률개선 컨버터(222) 및 DC-DC 컨버터(223)로 구성되며; 상기 교류 3상 4선식 전원부(210)와 제1 극성으로 결합된 제1 입력단 3상 인덕터(231); 상기 교류 3상 4선식 전원부(210)와 제2 극성으로 결합된 제2 입력단 3상 인덕터(232); 상기 3상 역률개선 컨버터(222)의 접지부(236)와 연결된 노이즈순환 다이오드부(237); 상기 노이즈순환 다이오드부(237)의 애노드(Anode)는 상기 역률개선 컨버터의 접지부(236)와 연결되며, 상기 노이즈순환 다이오드부(237)의 캐소드(Cathode)는 입력단 R상, S상, T상과 연결되며; 상기 교류 3상 4선식 전원부(210)의 N상과 상기 교류 3상 4선식 전원부(210)의 R상, S상, T상과 연결된 제1 입력단 3상 Y형 커패시터(234); 상기 교류 3상 4선식 전원부(210)의 N상과 상기 제1 입력단 3상 인덕터(231) 및 상기 제2 입력단 3상 인덕터(232)의 연결점인 R상, S상, T상과 연결된 제2 입력단 3상 Y형 커패시터(235); 상기 3상 역률개선 컨버터(222)는 입력단 전압검출부(238)로부터 전압 정보를 검출하여, 이를 바탕으로 정현파 생성부(227-1)를 통해서 R상, S상, T상의 기준 전압파형을 생성하며; 상기 3상 역률개선 컨버터(222) 입력단 전류검출부(239)로부터 전류 정보를 검출하며, 이를 바탕으로 기준전류 ia, ib, ic를 생성하며; 상기 3상 역률개선 컨버터(222)의 뱅크 커패시터 전압검출부(242)로부터 뱅크 커패시터 전압(Vc)을 검출하며; 상기 R상, S상, T상의 기준 전압파형을 생성하는 정현파 생성부(227-1)와 상기 뱅크 커패시터 전압(Vc)와 상기 뱅크 커패시터 기준전압(Vcref)과 비교하는 PI 제어부(227-2); 상기 정현파 생성부(227-1)를 통해서 R상, S상, T상의 기준 전압파형과 상기 PI 제어부(227-2)의 출력을 곱하여 기준전류(Iref)를 발생하는 곱셈부(227-3); 상기 곱셈부(227-3)의 출력과 기준전류(Iref) 받아서 상기 3상 역률개선 컨버터(222)의 스위치를 제어하는 펄스폭변조(PWM) 신호발생부(241)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 제1 입력단 3상 인덕터(231) 및 상기 제2 입력단 3상 인덕터(232)의 연결점에 상기 제2 입력단 3상 Y형 커패시터(235)를 통해서 상기 교류 3상 4선식 전원부(210)의 N상으로 노이즈를 순환시킴을 통해서 역률을 향상시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 제안하는 전기자동차 급속충전장치는 첫째, 노이즈 순환경로의 확보를 통하여 노이즈를 최소로 저감시키며, 둘째, 입력전압, 입력전류 및 뱅크 커패시터 전압을 기준으로 가장 효율적인 역률개선을 수행하며, 셋째, 역률을 개선함을 통하여 모든 부하에서 역률 0.99이상의 확보가 가능하며, 넷째, 역률이 개선됨을 통하여 무효전력이 저감되므로 50kW급 이상에서 효율 95% 이상으로 고효율이라는 특별히 상승된 효과로 한다.
한편, 본 발명의 추가적인 특징 및 장점들은 이하의 설명을 통해 더욱 명확히 될 것이다.
도 1은 전기자동차 급속충전 개념도
도 2는 전기자동차 완속충전 개념도
도 3은 전기자동차 급속충전장치 운영시스템
도 4는 전기자동차 급속충전을 위한 통신시스템
도 5는 DC 콤보 타입1(TYPE1) 충전포트 구성도
도 6은 DC 콤보 타입2(TYPE2) 충전포트 구성도
도 7은 전기자동차 고효율 급속충전장치 전체시스템
도 8은 제안된 전기자동차 고효율 급속충전장치 개념도
도 9는 고효율 전력변환장치 세부 구성도
도 10은 고효율 전력변환장치 회로도
도 11은 제작된 고효율 전력변환장치
도 12는 부하에 따른 고효율 급속충전장치의 역률 및 효율분석 데이터
본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 하지만, 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정하여 해석되어서는 안 되며, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진자에게 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다.
도 1은 전기자동차 급속충전 개념도를 나타낸다. 전기차 급속충전장치(101)는 전기자동차(105)를 빠르게 충전하는 장치로서 50kW 이상으로 고전압의 직류(DC)[DC 450V 내지 500V, 최근에서는 DC 800V]로 전기자동차를 충전하는 충전장치를 의미한다. 상기 전기차 급속충전장치(101)는 급속충전장치 케이블(103)과 급속충전장치 커넥터(104)를 통하여 전기자동차(105)에 대전력을 공급하는 방식이며, 상기 급속충전장치 커넥터(104)는 커넥터 접속부(106)을 통하여 고전압의 직류(DC)를 전기자동차 배터리(107)로 직접적으로 전력을 공급하는 방식이다. 또한 상기 전기자동차 배터리(107)는 배터리 관린 시스템(BMS)(108)를 통해서 전기차 급속충전장치(101)와 통신함을 통하여 충전 전류를 제어하는 것을 기술적 특징으로 한다.
도 2는 전기자동차 완속충전 개념도를 나타낸다. 전기자동차(105)의 충전에서 전기차 완속충전기(111)는 일반적으로 10kW 이하의 교류(AC)[일반적으로 AC 220V 또는 AC 110V]의 충전장치를 의미하며, 완속충전기 케이블(113)은 완속충전기 커넥터(충전기 연결용)(112-1) 및 완속충전기 커넥터(전기차 연결용)(112-2)를 통하여 전기자동차(105)의 커넥터 접속부(106)과 연결된다. 무엇보다 완속충전은 상기 커넥터 접속부(106)를 통하여 교류(AC)가 공급되며, 상기 교류(AC) 전원을 전기자동차(105) 내부의 온보드 충전기(110)를 통하여 상기 전기자동차 배터리(107)를 충전하는 것을 기술적 특징으로 한다.
도 3은 전기자동차 급속충전장치 운영시스템을 나타낸다. 전기자동차(105)의 사용자(203)는 HMI(Human Machine Interface : 프로세서 시스템과 운영자간의 인터페이스)(201)를 통하여 전기자동차 충전을 수행한다. 먼저 RFID 카드(206)을 접속시킴을 통하여 사용자 정보를 확인하고, HMI 제어부(202)는 통하여 상기 전기자동차 배터리(107)와 연결된 배터리 관리 시스템(108)을 통하여 차량정보 및 충전기정보를 교환하며, 상기 HMI 제어부(202)는 전기차 급속충전장치 제어부(101-1)을 통하여 전기자동차 배터리(107)의 급속충전을 수행한다. 상기 전기차 급속충전장치(101)가 상기 전기자동차 배터리(107)에 급속충전을 수행하며, 상기 HMI 제어부(202)는 전력측정기(205)의 전력측정기의 제어부(205-1)를 통하여 교류전력의 계량정보를 받으며, 상기 계량정보를 바탕으로 과금 및 정산시스템(204)를 통하여 요금 및 결재정보를 주고받는다. 또한 상기의 모든 정보는 상기 HMI 제어부(202)가 운영시스템(207)을 통하여 모니터링 서버(208)를 통하여 상시 관리를 추구하고 있다.
도 4는 전기자동차 급속충전을 위한 통신시스템을 나타낸다. 일반적으로 전기자동차 금속충전에서는 Proximity 파일럿(Proximity Pilot)(212)과 Control 파일럿(Control Pilot)(213)의 2신호 파일럿(2 Signal Pilot)(211)이 사용되는 것이 일반적이다. 상기 2신호 파일럿(211) 중에서 Proximity 파일럿(212)은 전기차 급속충전장치(101)와 연결된 급속충전장치 커넥터(104)를 통하여 전기자동차(105)와 전기차와 충전기 사이의 모니터링 통신 연결(214)을 확인하는 통신을 수행한다.
또한, 상기 Control 파일럿(213)은 최대 전기차 충전전류(216)와 실제 전기차 충전전류(215)를 비교하여 펄스폭 변조신호(PWM)를 발생시킨다. 상기 Control 파일럿(213)은 전기자동차(105)의 배터리 관리 시스템(108)과 통신하면서 상기 최대 전기차 충전전류(216) ≥ 실제 전기차 충전전류(215)이며 펄스폭 변조 신호(PWM)의 듀티를 점차적으로 감소시키는 것을 기술적 특징으로 한다.
도 5는 DC 콤보 타입1(TYPE1) 충전포트 구성도를 나타낸다. 상기 DC 콤보 타입1(TYPE1) 충전포트는 주로 미국과 한국에서 가장 널리 이용되는 급속충전을 위한 충전포트이다. 상기 DC 콤보 타입1(TYPE1) 충전포트는 하부에 고전압 직류전원(DC+, DC-)을 공급받는 급속충전기 커넥터의 직류출력 단자(109)를 통해서 공급하며, Proximity 파일럿(212) 및 Control 파일럿(213)이 배치된다. 안전을 위하여 접지단자(Protective Earth)가 있으며, 완속충전은 단상 AC 220V(또는 AC 110V)가 인가되며 이는 완속충전을 위한 교류 제1,2 단자(L1, L2/N)을 통하여 공급되는 것을 특징으로 한다.
도 6은 DC 콤보 타입2(TYPE2) 충전포트 구성도를 나타낸다. 상기 DC 콤보 타입2(TYPE2) 충전포트는 주로 유럽에서 가장 널리 이용되는 급속충전을 위한 충전포트이다. 상기 DC 콤보 타입2(TYPE2) 충전포트는 하부에 고전압 직류전원(DC+, DC-)을 공급받는 급속충전기 커넥터의 직류출력 단자(109)를 통해서 공급하며, Proximity 파일럿(212) 및 Control 파일럿(213)이 배치된다. 안전을 위하여 접지단자(Protective Earth)가 있으며, 완속충전은 단상과 3상이 모두 사용할 수 있도록 완속충전을 위한 교류 제1,2,3 단자(L1, L2, L3)을 통하여 공급되는 것을 특징으로 한다. 특히 유럽의 경우, 대표적인 르노(Renault)社의 경우 급속충전 방식으로 AC 3상 방식을 고수하고 있기 때문에 유럽형의 DC 콤보 타입2(TYPE2) 충전포트는 완속충전을 위한 교류 제1,2,3 단자(L1, L2, L3)가 배치되는 것을 기술적 특징으로 한다.
도 7은 전기자동차 고효율 급속충전장치 전체시스템을 나타낸다. 일반적으로 급속충전장치 전체시스템은 교류 3상 4선식 전원부(AC 220/380V)(210) → 3상 변압기(219) → 전기차 급속충전장치(101) → 전기자동차(EV)(105)로 전기에너지를 공급하는 것을 기술적 특징으로 한다.
도 8은 제안된 전기자동차 고효율 급속충전장치 개념도를 나타낸다. 상기 제안된 전기자동차 고효율 급속충전장치(101)는 교류 3상 4선식 전원부(210)을 공급받으며, 전원공급을 결정하는 입력단 3상 4선식 릴레이(115)가 배치된다. 상기 입력단 3상 4선식 릴레이(115)에서 3상4선의 전원을 공급받아서 직류 고전압을 출력하는 전력변환부(117)가 위치하며, 상기 전력변환부(117)의 직류 고전압의 출력을 결정하는 출력단 고전압 DC 릴레이(116)가 배치된다. 상기 출력단 고전압 DC 릴레이(116)의 후단(後段)에는 상기 출력단 고전압 DC 릴레이(116)의 출력전압을 공급받아서 충전하는 전기자동차 배터리(107)가 위치한다. 상기 전력변환부(117)는 제1 내지 n의 복수의 전력변환장치(118-1 내지 118-n)로 구성되며, 상기 전기차 급속충전장치(101)의 제어부(101)은 상기 전력변환부의 제1 내지 n 전력변환장치(118-1 내지 118-n)의 전압, 전류 및 온도 정보와 상기 출력단 고전압 DC 릴레이(116)의 DC+ 및 DC- 온도센서의 온도정보를 바탕으로 입력단 3상 4선식 릴레이(115) 및 출력단 고전압 DC 릴레이(116)의 온(on)/오프(off) 동작을 제어하는 것을 기술적 특징으로 한다.
도 9는 고효율 전력변환장치 세부 구성도를 나타낸다. 전력변환장치(118)는 교류 3상 4선식 전원부(AC 220/380V)(210)의 공급을 받으며, 입력필터부(221) → 3상 역률개선 컨버터(222) → DC-DC 컨버터(223) → 출력필터부(224)를 통하여 고전압 직류출력(DC+, DC-)을 전기자동차 배터리(107)에 공급한다. 상기 입력필터부(221)의 전류센서(미도시)로부터 입력단 과전류를 검출하고, 역률개선 컨버터 제어부(227)를 통하여 상기 역률개선 컨버터(222)를 제어한다. 일정(一定) 기준값 이상의 입력단 과전류가 검출되는 경우, 상기 역률개선 컨버터(222)의 동작을 정지시킴을 통하여 전력공급을 차단시키는 것을 특징으로 한다. 상기 출력필터부(224)에서는 출력 전압/전류/온도를 검출하며 상기 출력 전압/전류/온도가 일정(一定) 기준값 이상이면, DC-DC 컨버터 제어부(228)을 통하여 상기 DC-DC 컨버터(223)의 동작을 정지시킴을 통하여 고전압 직류출력(DC+, DC-)을 차단시키는 것을 기술적 특징으로 한다. 상기 역률개선 컨버터 제어부(227)는 제어정보를 DC-DC 컨버터 제어부(228)로 제공하며, 상기 DC-DC 컨버터 제어부(228)는 외부통신부(230)를 통하여 전기차 급속충전장치 제어부(101)로 제공하는 것을 가장 큰 기술적 특징으로 한다.
도 10은 고효율 전력변환장치 회로도를 나타낸다. 상기 전력변환장치(118)는 교류 3상 4선식 전원부(AC 220/380V)(210)의 공급을 받으며, 상기 3상 역률개선 컨버터(222)는 입력단 전압검출부(238)로부터 전압 정보를 검출하여, 이를 바탕으로 정현파 생성부(227-1)를 통해서 R상, S상, T상의 기준 전압파형을 생성한다. 상기 3상 역률개선 컨버터(222) 입력단 전류검출부(239)로부터 전류 정보를 검출하며, 이를 바탕으로 기준전류 ia, ib, ic를 생성한다. 또한, 상기 3상 역률개선 컨버터(222)의 뱅크 커패시터 전압검출부(242)로부터 뱅크 커패시터 전압(Vc)을 검출하며, 상기 R상, S상, T상의 기준 전압파형을 생성하는 정현파 생성부(227-1)와 상기 뱅크 커패시터 전압(Vc)와 상기 뱅크 커패시터 기준전압(Vcref)과 비교하는 PI 제어부(227-2)가 배치된다. 상기 정현파 생성부(227-1)를 통해서 R상, S상, T상의 기준 전압파형과 상기 PI 제어부(227-2)의 출력을 곱하여 기준전류(Iref)를 발생하는 곱셈부(227-3), 상기 곱셈부(227-3)의 출력과 기준전류(Iref) 받아서 상기 3상 역률개선 컨버터(222)의 스위치를 제어하는 펄스폭변조(PWM) 신호발생부(241)가 배치된다.
상기 교류 3상 4선식 전원부(210)와 제1 극성으로 결합된 제1 입력단 3상 인덕터(231), 상기 교류 3상 4선식 전원부(210)와 제2 극성으로 결합된 제2 입력단 3상 인덕터(232), 상기 제1 입력단 3상 인덕터(231)와 상기 제2 입력단 3상 인덕터(232)는 결합인덕터로 자기적으로 결합된다.
상기 3상 역률개선 컨버터(222)의 접지부(236)와 연결된 노이즈순환 다이오드부(237), 상기 노이즈순환 다이오드부(237)의 애노드(Anode)는 상기 역률개선 컨버터의 접지부(236)와 연결되며, 상기 노이즈순환 다이오드부(237)의 캐소드(Cathode)는 입력단 R상, S상, T상과 연결된다. 상기 교류 3상 4선식 전원부(210)의 N상과 상기 교류 3상 4선식 전원부(210)의 R상, S상, T상과 연결된 제1 입력단 3상 Y형 커패시터(234), 상기 교류 3상 4선식 전원부(210)의 N상과 상기 제1 입력단 3상 인덕터(231) 및 상기 제2 입력단 3상 인덕터(232)의 연결점인 R상, S상, T상과 연결된 제2 입력단 3상 Y형 커패시터(235)가 배치되는 것을 가장 큰 기술적 특징으로 한다.
노이즈 순환에 대하여 상기 노이즈순환 다이오드부(237)는 노이즈를 순환시키며, 상기 제1 입력단 3상 인덕터(231) 및 상기 제2 입력단 3상 인덕터(232)의 연결점에 상기 제2 입력단 3상 Y형 커패시터(235)를 통해서 상기 교류 3상 4선식 전원부(210)의 N상으로 노이즈를 순환시킨다. 무엇보다 역률개선 컨버터 제어부(227)은 정현파 생성부(227-1), PI 제어부(227-2) 및 곱셈부(227-3)으로 구성되어 노이즈 값을 기반으로 역률을 개선시키는 것을 기술적 특징으로 한다.
따라서 본 발명에서 제안하는 전력변환장치(118)는 노이즈 순환 경로를 형성하며 가장 효율적으로 노이즈를 제어하므로 모든 부하에서 역률 0.99 이상이며, 50kW급 이상의 출력에서 효율이 95%이상인 매우 상승된 효과가 발생한다.
도 11은 제작된 고효율 전력변환장치를 나타낸다. 상기 도 11에서는 일부 기술적 노하우를 보호하기 위하여 모자이크로 처리하였다.
도 12는 부하에 따른 고효율 급속충전장치의 역률 및 효율분석 데이터를 나타낸다. 부하는 5kW, 25kW, 50kW, 75kW, 100kW의 총 5가지 데이터를 근거로 입력전압, 입력전력, 출력전압, 출력전류, 출력전력, 역률 및 효율을 각각 2회씩 측정하였다. 무엇보다 최고출력인 100kW급 부하에서는 배터리 관리 시스템(108)에서 출력전압이 약 445V(또는 약 442V)로 감소되므로 출력전력이 다소 감소함을 확인할 수 있었다. 본 발명에서 제안하는 전기차 급속충전장치(101)는 이상적인 노이즈 순환경로의 형성을 통하여 모든 부하에서 역률 0.99 이상이다. 따라서 고역률로 인하여 무효전력이 저감되며, 50kW급 이상의 출력에서 효율이 95%이상인 고효율 특성을 보임을 실험적으로 확인할 수 있었다.
이상, 본 발명을 일 실시예로서 설명하였으나, 본 발명의 기술 사상을 벗어나지 않고 여러가지 변형이 가능할 것이다. 즉, 이상에서는 본 발명의 일 실시예에 따라 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 변경 및 변형한 것도 본 발명에 속함은 당연하다.
101 : 전기차 급속충전장치
101-1 : 전기차 급속충전장치 제어부
102 : 디스플레이
102-1 : 디스플레이 제어신호부
103 : 급속충전장치 케이블
104 : 급속충전장치 커넥터
105 : 전기자동차(EV)
106 : 커넥터 접속부
107 : 배터리
108 : 배터리 관리시스템(BMS: Battery Management System)
109 : 급속충전기 커넥터의 직류출력 단자
110 : 온보드 충전기
111 : 전기차 완속충전기
112-1 : 완속충전기 커넥터(충전기 연결용)
112-2 : 완속충전기 커넥터(전기차 연결용)
113 : 완속충전기 케이블
115 : 입력단 3상 4선식 릴레이
115-1 : 입력단 3상 4선식 릴레이 제어신호부
116 : 출력단 고전압 DC 릴레이
116-1 : 출력단 고전압 DC 릴레이 제어신호부
117 : 전력변환부
117-1 : 전력변환부의 제1 내지 n 전력변환장치 제어신호부
117-2 : 전력변환부의 제1 내지 n 전력변환장치의 전압, 전류 및 온도검출부
118 : 전력변환장치
118-1 : 제1 전력변환장치
118-2 : 제2 전력변환장치
118-3 : 제3 전력변환장치
118-n : 제n 전력변환장치
120-1 : DC+ 온도센서
120-2 : DC- 온도센서
120-3 : 온도센서 신호수신부
201 : HMI(Human Machine Interface : 프로세서 시스템과 운영자간의 인터페이스)
202 : HMI 제어부
203 : 사용자
204 : 과금 및 정산시스템
205 : 전력측정기
205-1 : 전력측정기의 제어부
206 : RFID 카드
207 : 운영시스템
208 : 모니터링 서버
210 : 교류 3상 4선식 전원부(AC 220/380V)
211 : 2신호 파일럿(2 Signal Pilot)
212 : Proximity 파일럿(Proximity Pilot)
212-1 : Proximity 파일럿(Proximity Pilot) 제어신호부
213 : Control 파일럿(Control Pilot)
213-1 : Control 파일럿(Control Pilot) 제어신호부
214 : 전기차와 충전기 사이의 모니터링 통신 연결
215 : 실제 전기차 충전전류(IEV)
216 : 최대 전기차 충전전류(Imax)
217 : 접지단자(Protective Earth)
218 : 교류 3상의 중성점 단자
219 : 3상 변압기
221 : 입력필터부
222 : 3상 역률개선 컨버터
223 : DC-DC 컨버터
224 : 출력필터부
225 : 입력보호부
226 : 과온도보호부
227 : 역률개선 컨버터 제어부
227-1 : 정현파 생성부
227-2 : PI 제어부
227-3 : 곱셈부
228 : DC-DC 컨버터 제어부
229 : 보조전원
230 : 외부통신부
231 : 제1 입력단 3상 인덕터
232 : 제2 입력단 3상 인덕터
233 : 뱅크 커패시터
234 : 제1 입력단 3상 Y형 커패시터
235 : 제2 입력단 3상 Y형 커패시터
236 : 역률개선 컨버터의 접지부
237 : 노이즈순환 다이오드부
237-1 : 제1 노이즈순환 다이오드
237-2 : 제2 노이즈순환 다이오드
237-3 : 제3 노이즈순환 다이오드
238 : 입력단 전압검출부
239 : 입력단 전류검출부
240 : 3상 전류생성부
241 : 펄스폭변조(PWM) 신호발생부
242 : 뱅크 커패시터 전압검출부
DC+ : 급속충전기 커넥터의 직류출력 (+)단자
DC- : 급속충전기 커넥터의 직류출력 (-)단자
L1 : 완속충전을 위한 교류 제1 단자
L2 : 완속충전을 위한 교류 제2 단자
L3 : 완속충전을 위한 교류 제3 단자
N : 교류 3상 4선식 전원부의 중성점
R : 교류 3상 4선식 전원부의 R상
S : 교류 3상 4선식 전원부의 S상
T : 교류 3상 4선식 전원부의 T상
Vc : 뱅크 커패시터 전압
Vcref : 뱅크 커패시터 기준전압
Gc : 제어기 이득

Claims (15)

  1. 고효율 전기자동차 급속충전장치에 있어서,
    교류 3상 4선식 전원부(210)의 전원공급을 결정하는 입력단 3상 4선식 릴레이(115);
    상기 입력단 3상 4선식 릴레이(115)에서 3상4선의 전원을 공급받아서 직류 고전압을 출력하는 전력변환부(117);
    상기 전력변환부(117)의 직류 고전압의 출력을 결정하는 출력단 고전압 DC 릴레이(116);
    상기 출력단 고전압 DC 릴레이(116)의 출력전압을 공급받아서 충전하는 전기자동차 배터리(107);
    상기 전력변환부(117)는 제1 내지 n의 복수의 전력변환장치(118-1 내지 118-n)로 구성되며;
    상기 제1 내지 n의 복수의 전력변환장치(118-1 내지 118-n)는 3상 역률개선 컨버터(222) 및 DC-DC 컨버터(223)로 구성되며;
    상기 교류 3상 4선식 전원부(210)와 제1 극성으로 결합된 제1 입력단 3상 인덕터(231);
    상기 교류 3상 4선식 전원부(210)와 제2 극성으로 결합된 제2 입력단 3상 인덕터(232);
    상기 제1 입력단 3상 인덕터(231)와 상기 제2 입력단 3상 인덕터(232)는 결합인덕터로 자기적으로 결합되며;
    상기 3상 역률개선 컨버터(222)의 접지부(236)와 연결된 노이즈순환 다이오드부(237);
    상기 노이즈순환 다이오드부(237)의 애노드(Anode)는 상기 역률개선 컨버터의 접지부(236)와 연결되며, 상기 노이즈순환 다이오드부(237)의 캐소드(Cathode)는 입력단 R상, S상, T상과 연결되며;
    상기 교류 3상 4선식 전원부(210)의 N상과 상기 교류 3상 4선식 전원부(210)의 R상, S상, T상과 연결된 제1 입력단 3상 Y형 커패시터(234);
    상기 교류 3상 4선식 전원부(210)의 N상과 상기 제1 입력단 3상 인덕터(231) 및 상기 제2 입력단 3상 인덕터(232)의 연결점인 R상, S상, T상과 연결된 제2 입력단 3상 Y형 커패시터(235)를 특징으로 하는 고효율 전기자동차 급속충전장치.
  2. 고효율 전기자동차 급속충전장치에 있어서,
    교류 3상 4선식 전원부(210)의 전원공급을 결정하는 입력단 3상 4선식 릴레이(115);
    상기 입력단 3상 4선식 릴레이(115)에서 3상4선의 전원을 공급받아서 직류 고전압을 출력하는 전력변환부(117);
    상기 전력변환부(117)의 직류 고전압의 출력을 결정하는 출력단 고전압 DC 릴레이(116);
    상기 출력단 고전압 DC 릴레이(116)의 출력전압을 공급받아서 충전하는 전기자동차 배터리(107);
    상기 전력변환부(117)는 제1 내지 n의 복수의 전력변환장치(118-1 내지 118-n)로 구성되며;
    상기 제1 내지 n의 복수의 전력변환장치(118-1 내지 118-n)는 3상 역률개선 컨버터(222) 및 DC-DC 컨버터(223)로 구성되며;
    상기 3상 역률개선 컨버터(222)는 입력단 전압검출부(238)로부터 전압 정보를 검출하여, 이를 바탕으로 정현파 생성부(227-1)를 통해서 R상, S상, T상의 기준 전압파형을 생성하며;
    상기 3상 역률개선 컨버터(222) 입력단 전류검출부(239)로부터 전류 정보를 검출하며, 이를 바탕으로 기준전류 ia, ib, ic를 생성하며;
    상기 3상 역률개선 컨버터(222)의 뱅크 커패시터 전압검출부(242)로부터 뱅크 커패시터 전압(Vc)을 검출하며;
    상기 R상, S상, T상의 기준 전압파형을 생성하는 정현파 생성부(227-1)와 상기 뱅크 커패시터 전압(Vc)와 상기 뱅크 커패시터 기준전압(Vcref)과 비교하는 PI 제어부(227-2);
    상기 정현파 생성부(227-1)를 통해서 R상, S상, T상의 기준 전압파형과 상기 PI 제어부(227-2)의 출력을 곱하여 기준전류(Iref)를 발생하는 곱셈부(227-3);
    상기 곱셈부(227-3)의 출력과 기준전류(Iref) 받아서 상기 3상 역률개선 컨버터(222)의 스위치를 제어하는 펄스폭변조(PWM) 신호발생부(241);
    상기 3상 역률개선 컨버터(222)의 접지부(236)와 연결된 노이즈순환 다이오드부(237);
    상기 노이즈순환 다이오드부(237)의 애노드(Anode)는 상기 역률개선 컨버터의 접지부(236)와 연결되며, 상기 노이즈순환 다이오드부(237)의 캐소드(Cathode)는 입력단 R상, S상, T상과 연결되는 것을 특징으로 하는 고효율 전기자동차 급속충전장치.
  3. 청구항 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 노이즈순환 다이오드부(237)는 제1 내지 제3 노이즈순환 다이오드(237-1 내지 237-3)로 구성되는 것을 특징으로 하는 고효율 전기자동차 급속충전장치.
  4. 청구항 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 노이즈순환 다이오드부(237)는 노이즈를 순환시킴을 통해서 역률을 향상시키는 것을 특징으로 하는 고효율 전기자동차 급속충전장치.
  5. 청구항 제1항에 있어서,
    상기 제1 입력단 3상 인덕터(231) 및 상기 제2 입력단 3상 인덕터(232)의 연결점에 상기 제2 입력단 3상 Y형 커패시터(235)를 통해서 상기 교류 3상 4선식 전원부(210)의 N상으로 노이즈를 순환시킴을 통해서 역률을 향상시키는 것을 특징으로 하는 고효율 전기자동차 급속충전장치.
  6. 청구항 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 전력변환부의 제1 내지 n 전력변환장치(118-1 내지 118-n)의 전압, 전류 및 온도 정보를 바탕으로 상기 입력단 3상 4선식 릴레이(115)를 제어하는 것을 특징으로 하는 고효율 전기자동차 급속충전장치.
  7. 청구항 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 전력변환부의 제1 내지 n 전력변환장치(118-1 내지 118-n)의 전압, 전류 및 온도 정보를 바탕으로 상기 출력단 고전압 DC 릴레이(116)를 제어하는 것을 특징으로 하는 고효율 전기자동차 급속충전장치.
  8. 청구항 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 전기자동차 배터리(107)는 Proximity 파일럿(212) 및 Control 파일럿(213)을 제어함을 통하여 상기 배터리(107)의 충전 전류를 제어하는 것을 특징으로 하는 고효율 전기자동차 급속충전장치.
  9. 청구항 제8항에 있어서,
    상기 Proximity 파일럿(212)은 전기차와 충전기 사이의 모니터링 통신의 연결 상태를 확인하는 것을 특징으로 하는 고효율 전기자동차 급속충전장치.
  10. 청구항 제8항에 있어서,
    상기 Control 파일럿(213)은 최대 전기차 충전전류(216)와 실제 전기차 충전전류(215)를 비교하여 펄스폭 변조신호(PWM)를 발생하는 것을 특징으로 하는 고효율 전기자동차 급속충전장치.
  11. 청구항 제1항에 있어서,
    상기 제1 극성으로 결합된 제1 입력단 3상 인덕터(231)와 제2 극성으로 결합된 제2 입력단 3상 인덕터(232)가 자기적으로 결합된 결합인덕터를 통하여 공통 모드(Common mode) 노이즈가 상쇄되며, 상기 제2 입력단 3상 Y형 커패시터(235)를 통해서 상기 교류 3상 4선식 전원부(210)의 N상으로 공통 모드(Common mode) 노이즈를 순환시킴으로 인하여 역률을 개선하는 것을 특징으로 하는 고효율 전기자동차 급속충전장치.
  12. 청구항 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 고효율 전기자동차 급속충전장치는 50kW급 이상의 출력에서 효율이 95%이상인 것을 특징으로 하는 고효율 전기자동차 급속충전장치.
  13. 청구항 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 고효율 전기자동차 급속충전장치는 모든 부하에서 역률 0.99 이상인 것을 특징으로 하는 고효율 전기자동차 급속충전장치.
  14. 고효율 전기자동차 급속충전장치에 있어서,
    교류 3상 4선식 전원부(210)의 전원공급을 결정하는 입력단 3상 4선식 릴레이(115);
    상기 입력단 3상 4선식 릴레이(115)에서 3상4선의 전원을 공급받아서 직류 고전압을 출력하는 전력변환부(117);
    상기 전력변환부(117)의 직류 고전압의 출력을 결정하는 출력단 고전압 DC 릴레이(116);
    상기 출력단 고전압 DC 릴레이(116)의 출력전압을 공급받아서 충전하는 전기자동차 배터리(107);
    상기 전력변환부(117)는 제1 내지 n의 복수의 전력변환장치(118-1 내지 118-n)로 구성되며;
    상기 제1 내지 n의 복수의 전력변환장치(118-1 내지 118-n)는 3상 역률개선 컨버터(222) 및 DC-DC 컨버터(223)로 구성되며;
    상기 교류 3상 4선식 전원부(210)와 제1 극성으로 결합된 제1 입력단 3상 인덕터(231);
    상기 교류 3상 4선식 전원부(210)와 제2 극성으로 결합된 제2 입력단 3상 인덕터(232);
    상기 3상 역률개선 컨버터(222)의 접지부(236)와 연결된 노이즈순환 다이오드부(237);
    상기 노이즈순환 다이오드부(237)의 애노드(Anode)는 상기 역률개선 컨버터의 접지부(236)와 연결되며, 상기 노이즈순환 다이오드부(237)의 캐소드(Cathode)는 입력단 R상, S상, T상과 연결되며;
    상기 교류 3상 4선식 전원부(210)의 N상과 상기 교류 3상 4선식 전원부(210)의 R상, S상, T상과 연결된 제1 입력단 3상 Y형 커패시터(234);
    상기 교류 3상 4선식 전원부(210)의 N상과 상기 제1 입력단 3상 인덕터(231) 및 상기 제2 입력단 3상 인덕터(232)의 연결점인 R상, S상, T상과 연결된 제2 입력단 3상 Y형 커패시터(235);
    상기 3상 역률개선 컨버터(222)는 입력단 전압검출부(238)로부터 전압 정보를 검출하여, 이를 바탕으로 정현파 생성부(227-1)를 통해서 R상, S상, T상의 기준 전압파형을 생성하며;
    상기 3상 역률개선 컨버터(222) 입력단 전류검출부(239)로부터 전류 정보를 검출하며, 이를 바탕으로 기준전류 ia, ib, ic를 생성하며;
    상기 3상 역률개선 컨버터(222)의 뱅크 커패시터 전압검출부(242)로부터 뱅크 커패시터 전압(Vc)을 검출하며;
    상기 R상, S상, T상의 기준 전압파형을 생성하는 정현파 생성부(227-1)와 상기 뱅크 커패시터 전압(Vc)와 상기 뱅크 커패시터 기준전압(Vcref)과 비교하는 PI 제어부(227-2);
    상기 정현파 생성부(227-1)를 통해서 R상, S상, T상의 기준 전압파형과 상기 PI 제어부(227-2)의 출력을 곱하여 기준전류(Iref)를 발생하는 곱셈부(227-3);
    상기 곱셈부(227-3)의 출력과 기준전류(Iref) 받아서 상기 3상 역률개선 컨버터(222)의 스위치를 제어하는 펄스폭변조(PWM) 신호발생부(241)를 포함하는 것을 특징으로 하는 고효율 전기자동차 급속충전장치.
  15. 청구항 제14항에 있어서,
    상기 제1 입력단 3상 인덕터(231) 및 상기 제2 입력단 3상 인덕터(232)의 연결점에 상기 제2 입력단 3상 Y형 커패시터(235)를 통해서 상기 교류 3상 4선식 전원부(210)의 N상으로 노이즈를 순환시킴을 통해서 역률을 향상시키는 것을 특징으로 하는 고효율 전기자동차 급속충전장치.
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