KR102454222B1 - 전기 자동차 - Google Patents

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Abstract

전기 자동차가 개시된다. 본 발명은 충전 시설의 충전기와 전기 자동차의 배터리 사이에 전력 변환을 위한 컨버터를 마련하여 급속 충전기와 고전압 배터리 사이의 호환성 문제를 해결하는데 그 목적이 있다. 이를 위해 본 발명에 따른 전기 자동차는, 충전 소켓과; 제 1 전압으로 충전이 이루어지도록 마련되는 배터리와; 상기 충전 소켓을 통해 상기 제 1 전압보다 낮은 제 2 전압의 전력이 입력되면 상기 제 2 전압의 전력을 상기 제 1 전압으로 승압하여 상기 배터리로 전달함으로써 승압된 상기 제 1 전압의 전력에 의해 상기 배터리의 충전이 이루어지도록 하는 컨버터를 포함하고, 상기 충전 소켓을 통해 상기 제 1 전압의 전력이 입력되면 상기 제 1 전압의 전력이 그대로 상기 배터리로 전달되어 상기 배터리의 충전이 이루어진다.

Description

전기 자동차{ELECTRIC VEHICLE}
본 발명은 자동차에 관한 것으로, 모터의 동력만을 이용하여 주행하는 전기 자동차에 관한 것이다.
내연 기관 자동차가 화석 연료를 주 에너지원으로 사용하는 것과는 다르게, 전기 자동차는 전기 에너지를 주 에너지원으로 사용한다. 따라서 전기 자동차는 전기 에너지를 저장할 수 있는 고전압 배터리와, 동력원인 모터, 그리고 모터를 구동하기 위한 인버터가 필수적이다. 전기 자동차의 주행 거리 및 전력 소비 효율의 증가를 위해 배터리의 용량이 증가하는 추세이다. 뿐만 아니라 인버터 및 모터의 효율을 높이기 위한 노력도 활발히 이루어지고 있다.
인버터 및 모터의 효율을 향상시키기 위한 방법 가운데 하나로 배터리 전압을 높이는 방법이 있다. 예를 들어, 배터리 전압을 2배 높이면, P=VI 이므로, 동일한 출력 파워일 때 인버터 및 모터에 흐르는 전류는 1/2로 감소하고 도통 손실(I2R)은 1/4로 감소한다. 따라서 도통 손실이 감소하는 만큼 인버터와 모터의 효율은 상승한다. 도통 저항이 큰 파워 소자 및 전도체를 사용하면 인버터와 모터의 크기뿐만 아니라 배터리-인버터-모터 사이의 연결 커넥터의 크기 역시 줄일 수 있어서, 비용 절감에 유리하다.
다만, 배터리 전압을 높이는 것에는 한가지 제약이 따른다. 현재 시중에 설치되어 있는 대부분의 급속충전기는 약 200V~500V 전압의 배터리만을 충전할 수 있다. 따라서 고효율을 위해 배터리 전압을 800V 이상으로 높이더라도 200V~500V 전압의 배터리만을 충전할 수 있는 기존의 급속 충전기로는 충전이 불가하다. 이러한 상용 급속 충전기와의 호환성 문제가 전기 자동차의 배터리 전압을 높이는데 제한적인 요소로 작용하고 있다. 즉, 전기 자동차의 배터리 전압을 높이기 위해서는 고전압 출력(=충전)이 가능한 급속 충전기를 별도로 개발하여 시중에 추가로 설치해야 하는 문제가 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 충전 시설의 충전기와 전기 자동차의 배터리 사이에 전력 변환을 위한 컨버터를 마련하여 급속 충전기와 고전압 배터리 사이의 호환성 문제를 해결하는데 그 목적이 있다.
상술한 목적의 본 발명에 따른 전기 자동차는, 충전 소켓과; 제 1 전압으로 충전이 이루어지도록 마련되는 배터리와; 상기 충전 소켓을 통해 상기 제 1 전압보다 낮은 제 2 전압의 전력이 입력되면 상기 제 2 전압의 전력을 상기 제 1 전압으로 승압하여 상기 배터리로 전달함으로써 승압된 상기 제 1 전압의 전력에 의해 상기 배터리의 충전이 이루어지도록 하는 컨버터를 포함하고, 상기 충전 소켓을 통해 상기 제 1 전압의 전력이 입력되면 상기 제 1 전압의 전력이 그대로 상기 배터리로 전달되어 상기 배터리의 충전이 이루어진다.
상술한 전기 자동차는, 상기 충전 소켓을 통해 입력되는 상기 제 2 전압의 전력이 상기 컨버터 및 상기 배터리로 전달되는 경로를 단속하도록 상기 컨버터의 입력 측에 마련되는 스위치를 더 포함한다.
상술한 전기 자동차에서, 상기 스위치는, 상기 충전 소켓을 통해 상기 제 1 전압의 전력이 입력될 때 턴 온되어 상기 제 1 전압의 전력이 상기 배터리로 전달되도록 하는 제 1 스위치와; 상기 충전 소켓을 통해 상기 제 2 전압의 전력이 입력될 때 턴 온되어 상기 제 2 전압의 전력이 상기 컨버터에 의해 승압된 후 상기 배터리로 전달되도록 하는 제 2 스위치 및 제 3 스위치를 포함한다.
상술한 전기 자동차에서, 상기 스위치는, 상기 충전 소켓을 통해 입력되는 상기 제 1 전압의 전력이 상기 배터리로 직접 전달되도록 하는 다이오드와; 상기 충전 소켓을 통해 상기 제 2 전압의 전력이 입력될 때 턴 온되어 상기 제 2 전압의 전력이 상기 컨버터에 의해 승압된 후 상기 배터리로 전달되도록 하는 제 2 스위치 및 제 3 스위치를 포함한다.
상술한 전기 자동차에서, 상기 스위치는 상기 컨버터의 내부에 마련된다.
상술한 전기 자동차에서, 상기 스위치는 상기 컨버터의 외부에 마련된다.
상술한 목적의 본 발명에 따른 또 다른 전기 자동차는, 충전 소켓과; 제 1 전압으로 충전이 이루어지도록 마련되는 배터리와; 구동륜을 구동하도록 마련되는 모터와; 상기 배터리의 전력을 변환하여 상기 모터에 제공하는 인버터를 포함하고, 상기 충전 소켓을 통해 상기 제 1 전압보다 낮은 제 2 전압의 전력이 입력되면 상기 모터 및 상기 인버터를 컨버터로 동작시켜서 상기 제 2 전압의 전력을 상기 제 1 전압으로 승압하여 상기 배터리로 전달함으로써 승압된 상기 제 1 전압의 전력에 의해 상기 배터리의 충전이 이루어지고, 상기 충전 소켓을 통해 상기 제 1 전압의 전력이 입력되면 상기 제 1 전압의 전력이 그대로 상기 배터리로 전달되어 상기 배터리의 충전이 이루어진다.
상술한 전기 자동차는, 상기 충전 소켓을 통해 입력되는 상기 제 2 전압의 전력이 상기 인버터 및 상기 모터로 전달되는 경로를 단속하도록 마련되는 스위치를 더 포함한다.
상술한 전기 자동차에서, 상기 스위치는, 상기 충전 소켓을 통해 상기 제 1 전압의 전력이 입력될 때 턴 온되어 상기 제 1 전압의 전력이 상기 인버터를 통해 상기 배터리로 전달되도록 하는 제 1 스위치와; 상기 충전 소켓을 통해 상기 제 2 전압의 전력이 입력될 때 턴 온되어 상기 제 2 전압의 전력이 상기 인버터 및 상기 모터에 의해 승압된 후 상기 배터리로 전달되도록 하는 제 2 스위치 및 제 3 스위치를 포함한다.
상술한 전기 자동차에서, 상기 스위치는, 상기 충전 소켓을 통해 입력되는 상기 제 1 전압의 전력이 상기 인버터로 전달되도록 하는 다이오드와; 상기 충전 소켓을 통해 상기 제 2 전압의 전력이 입력될 때 턴 온되어 상기 제 2 전압의 전력이 상기 인버터 및 상기 모터에 의해 승압된 후 상기 배터리로 전달되도록 하는 제 2 스위치 및 제 3 스위치를 포함한다.
상술한 목적의 본 발명에 따른 또 다른 전기 자동차는, 충전 소켓과; 제 1 전압으로 충전이 이루어지도록 마련되는 배터리와; 구동륜을 구동하도록 마련되는 모터와; 상기 배터리의 전력을 변환하여 상기 모터에 제공하는 인버터와; 상기 충전 소켓을 통해 입력되는 전력이 상기 인버터 및 상기 모터로 전달되는 경로를 단속하도록 마련되는 스위치와; 상기 스위치와 상기 모터 사이를 연결하는 외부 인덕터를 포함하고, 상기 충전 소켓을 통해 상기 제 1 전압보다 낮은 제 2 전압의 전력이 입력되면 상기 모터 및 상기 인버터를 컨버터로 동작시켜서 상기 제 2 전압의 전력을 상기 제 1 전압으로 승압하여 상기 배터리로 전달함으로써 승압된 상기 제 1 전압의 전력에 의해 상기 배터리의 충전이 이루어지고, 상기 충전 소켓을 통해 상기 제 1 전압의 전력이 입력되면 상기 제 1 전압의 전력이 그대로 상기 배터리로 전달되어 상기 배터리의 충전이 이루어진다.
상술한 전기 자동차에서, 상기 스위치는, 상기 충전 소켓을 통해 상기 제 1 전압의 전력이 입력될 때 턴 온되어 상기 제 1 전압의 전력이 상기 인버터를 통해 상기 배터리로 전달되도록 하는 제 1 스위치와; 상기 충전 소켓을 통해 상기 제 2 전압의 전력이 입력될 때 턴 온되어 상기 제 2 전압의 전력이 상기 인버터 및 상기 모터에 의해 승압된 후 상기 배터리로 전달되도록 하는 제 2 스위치 및 제 3 스위치를 포함한다.
상술한 전기 자동차에서, 상기 스위치는, 상기 충전 소켓을 통해 입력되는 상기 제 1 전압의 전력이 상기 인버터로 전달되도록 하는 다이오드와; 상기 충전 소켓을 통해 상기 제 2 전압의 전력이 입력될 때 턴 온되어 상기 제 2 전압의 전력이 상기 인버터 및 상기 모터에 의해 승압된 후 상기 배터리로 전달되도록 하는 제 2 스위치 및 제 3 스위치를 포함한다.
상술한 전기 자동차에서, 상기 외부 인덕터는 상기 모터의 중성점에 연결된다.
상술한 목적의 본 발명에 따른 또 다른 전기 자동차는, 충전 소켓과; 제 1 전압으로 충전이 이루어지도록 마련되는 배터리와; 구동륜을 구동하도록 마련되는 모터와; 상기 배터리의 전력을 변환하여 상기 모터에 제공하는 인버터와; 상기 충전 소켓을 통해 입력되는 전력이 상기 인버터 및 상기 모터로 전달되는 경로를 단속하도록 상기 인버터 내부에 상기 인버터와 일체로 마련되는 스위치와; 상기 충전 소켓을 통해 상기 제 1 전압보다 낮은 제 2 전압의 전력이 입력되면 상기 모터 및 상기 인버터를 컨버터로 동작시켜서 상기 제 2 전압의 전력을 상기 제 1 전압으로 승압하여 상기 배터리로 전달함으로써 승압된 상기 제 1 전압의 전력에 의해 상기 배터리의 충전이 이루어지고, 상기 충전 소켓을 통해 상기 제 1 전압의 전력이 입력되면 상기 제 1 전압의 전력이 그대로 상기 배터리로 전달되어 상기 배터리의 충전이 이루어진다.
상술한 목적의 본 발명에 따른 또 다른 전기 자동차는, 충전 소켓과; 제 1 전압으로 충전이 이루어지도록 마련되는 배터리와; 상기 충전 소켓을 통해 상기 제 1 전압보다 낮은 제 2 전압의 전력이 입력되면 상기 제 2 전압의 전력을 상기 제 1 전압으로 승압하여 상기 배터리로 전달하는 컨버터를 포함한다.
상술한 목적의 본 발명에 따른 또 다른 전기 자동차는, 충전 소켓과; 제 1 전압으로 충전이 이루어지도록 마련되는 배터리와; 구동륜을 구동하도록 마련되는 모터와; 상기 배터리의 전력을 변환하여 상기 모터에 제공하는 인버터를 포함하고, 상기 충전 소켓을 통해 상기 제 1 전압보다 낮은 제 2 전압의 전력이 입력되면 상기 모터 및 상기 인버터를 컨버터로 동작시켜서 상기 제 2 전압의 전력을 상기 제 1 전압으로 승압하여 상기 배터리로 전달한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 충전 시설의 충전기와 전기 자동차의 배터리 사이에 전력 변환을 위한 컨버터를 마련하여 급속 충전기와 고전압 배터리 사이의 호환성 문제를 해결할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기 자동차를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차의 전력 공급 장치를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차의 충전 장치를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 전기 자동차의 충전 장치의 제 1 실시 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 컨버터의 전기적 특성을 나타낸 도면이다.
도 6은 도 4에 나타낸 컨버터의 전력 대비 효율의 관계를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 전기 자동차의 충전 장치의 제 2 실시 예를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 전기 자동차의 충전 장치의 제 3 실시 예를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차의 또 다른 형태의 충전 장치를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 전기 자동차의 충전 장치의 제 4 실시 예를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 모터 및 인버터의 전기적 특성을 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차의 또 다른 형태의 충전 장치를 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명에 따른 전기 자동차의 충전 장치의 제 5 실시 예를 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명에 따른 전기 자동차의 충전 장치의 제 6 실시 예를 나타낸 도면이다.
도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차의 또 다른 형태의 충전 장치를 나타낸 도면이다.
도 16은 본 발명에 따른 전기 자동차의 충전 장치의 제 7 실시 예를 나타낸 도면이다.
도 17은 도 16에 나타낸 외부 인덕터의 작용을 나타낸 도면이다.
도 18은 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차의 또 다른 형태의 충전 장치를 나타낸 도면이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기 자동차를 나타낸 도면이다.
도 1에 나타낸 전기 자동차(100)는 모터(도 2의 212 참조)를 구비한다. 따라서 모터(212)를 구동하기 위한 전력을 저장할 고전압 배터리(102)가 필요하다. 일반적인 내연 기관 자동차에도 엔진 룸의 한쪽에 보조 배터리(도 2의 208 참조)가 마련된다. 하지만 전기 자동차(100)의 경우 크기가 큰 대용량의 고전압 배터리(102)가 요구된다. 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차(100)에서는 2열 승객석 하부 공간에 고전압 배터리(102)를 설치한다. 고전압 배터리(102)에 저장되는 전력은 모터(212)를 구동하여 동력을 발생시키는데 사용될 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 고전압 배터리(102)는 리튬 배터리일 수 있다.
전기 자동차(100)에는 충전 소켓(104)이 마련된다. 충전 소켓(104)에는 외부의 충전 시설의 충전 커넥터(152)가 연결됨으로써 고전압 배터리(102)의 충전이 이루어질 수 있다. 즉 충전 시설의 충전 커넥터(152)를 전기 자동차(100)의 충전 소켓(104)에 연결하면 전기 자동차(100)의 고전압 배터리(102)가 충전된다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차의 전력 공급 장치를 나타낸 도면이다. 도 2에 나타낸 전력 공급 장치는 모터(212)와 전장 부하(214)에 전력을 공급하기 위한 것이다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차(100)의 전력 공급 장치는, 고전압 배터리(102)와 저전압 직류-직류 변환부(Low Voltage DC-DC Converter, 이하 LDC)(204), 인버터(206), 보조 배터리(208) 및 제어부(210)를 포함한다.
LDC(204)는 고전압 배터리(102)의 고압의 직류 전압을 더 낮은 전압의 직류로 변환한다. LDC(204)는 고전압 배터리(102)의 높은 직류 전압(DC)을 교류로 만들고 이 교류를 코일과 트랜스, 커패시터 등을 통해 강압한 후 정류하여 더 낮은 전압의 직류(DC)로 변환한다. LDC(204)에 의해 강압된 직류 전압은 저전압을 필요로 하는 각 전장 부하(214)에 공급된다.
고전압 배터리(102)의 직류 전압은 인버터(206)에 의해 소정의 위상 및 주파수를 갖는 교류 전압으로 변환된 후 모터(212)에 공급된다. 모터(212)의 회전력 및 속도는 인버터(206)의 출력 전압에 의해 결정된다. 제어부(210)는 전력 공급 장치의 동작 전반을 제어한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차의 충전 장치를 나타낸 도면이다.
전기 자동차(100)의 고전압 배터리(102)를 충전하기 위해 제 1 급속 충전기(352)와 제 2 급속 충전기(354), 완속 충전기(356)를 포함하는 다양한 형태의 외부 충전기가 사용될 수 있다. 고전압 배터리(102)는 500V~800V의 충전 전압을 갖는다.
제 1 급속 충전기(352)는 제 1 전압(예를 들면 800V의 높은 직류 전압)으로 고전압 배터리(102)를 충전할 수 있다. 제 1 급속 충전기(352)는 상용 교류 전력을 800V의 직류 전압으로 변환하여 전기 자동차(100)로 공급한다.
제 2 급속 충전기(354)는 제 1 전압(800V)보다 낮은 제 2 전압(예를 들면 400V의 직류 전압)으로 고전압 배터리(102)를 충전할 수 있다. 제 2 급속 충전기(354)는 상용 교류 전력을 400V의 직류 전압으로 변환하여 전기 자동차(100)로 공급한다.
완속 충전기(356)는 상용 교류 전력(AC)을 교류 전력 형태 그대로 전기 자동차(100)로 공급한다. 완속 충전기(356)를 통해 공급되는 교류 전력은 전기 자동차(100) 내부에서 미리 설정된 레벨의 직류 전압으로 변환된다.
전기 자동차(100)의 내부에서는 차량 탑재 충전기(On Board Charger, OBC)(302)와 컨버터(304)가 고전압 배터리(102)의 충전에 관여한다.
OBC라 불리는 차량 탑재 충전기(302)는 완속 충전기(356)로부터 공급되는 상용 교류 전력을 800V의 직류 전압으로 변환하여 고전압 배터리(102)를 충전한다. 제 1 급속 충전기(352)와 제 2 급속 충전기(354)가 교류 전압을 직류 전압으로 변환하여 전기 자동차(100)로 공급하는 것과 달리, 완속 충전기(356)는 상용 교류 전력을 교류 형태 그대로 전기 자동차(100)로 공급한다. 완속 충전기(356)로부터 공급되는 교류 전압은 전기 자동차(100)의 내부에서 차량 탑재 충전기(302)에 의해 직류 전압으로 변환된 후 고전압 배터리(102)를 충전하는데 사용된다.
컨버터(304)는 외부 충전기의 전압이 고전압 배터리(102)를 충전하기에는 너무 낮을 때 외부 충전기로부터 공급되는 전압을 고전압 배터리(102)를 충전하기에 충분한 레벨로 승압한다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 고전압 배터리(102)의 충전 전압이 500V~800V로 매우 높을 때, 400V의 직류 전압을 제공하는 제 2 급속 충전기(354)로는 전기 자동차(100)의 고전압 배터리(102)를 충전할 수 없다. 이와 같은 경우, 본 발명의 실시 예에서는 400V의 직류 전압을 800V로 승압하기 위한 컨버터(304)(Boosting Converter)를 이용하여 제 2 급속 충전기(354)의 400V 전압을 800V로 승압한다. 컨버터(304)에 의해 승압된 전압은 고전압 배터리(102)를 충전하는데 사용된다.
제 1 급속 충전기(352)로부터 공급되는 800V의 직류 전압은 그대로 고전압 배터리(102)로 공급된다. 고전압 배터리(102)의 충전 전압이 500V~800V이므로 제 1 급속 충전기(352)로부터 공급되는 800V의 직류 전압을 승압하지 않더라도 고전압 배터리(102)를 충전할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 전기 자동차의 충전 장치의 제 1 실시 예를 나타낸 도면이다. 도 4의 컨버터(304)는 도 3의 컨버터(304)처럼 차량 외부의 제 2 급속 충전기(354)로부터 제공되는 400V의 직류 전압을 800V로 승압하여 고전압 배터리(102)를 충전한다.
컨버터(304)의 입력단에 병렬 연결되는 캐패시터(C)는 컨버터(304)에 입력되는 직류 전압의 리플을 제거한다.
인덕터(L1)(L2)(L3)와 다이오드(D1)(D2)(D3), 스위치(S1)(S2)(S3)의 조합은 부스트(Boost) 방식의 승압 회로를 구성하여 입력 전압 400V를 승압하여 800V의 출력 전압을 생성한다. L1과 D1, S1이 하나의 그룹을 이루어 입력 전압을 승압한다. 즉, 스위치(S1)가 턴 오프 상태일 때 인덕터(L1)에 전류가 흘러 에너지가 저장된다. 이 상태에서 스위치(S1)가 턴 온되면 인덕터(L1)로의 전류 흐름이 차단되어 인덕터(L1)에 저장되어 있던 에너지가 다이오드(D1)를 통해 고전압 배터리(102) 측으로 전달된다. 컨버터(304)의 출력 전압은 컨버터(304)의 입력 전압보다 항상 높다. L2와 D2, S2가 또 하나의 그룹을 이루고, L3와 D3, S3가 또 하나의 그룹을 이루어 L1과 D1, S1 그룹과 동일하게 동작한다.
이와 같은 컨버터(304)의 특성을 도 5에 나타내었다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 컨버터(304)의 전기적 특성을 나타낸 도면이다. 도 5의 (A)(B)(C)는 스위치(S1)(S2)(S3)의 온/오프를 제어하기 위한 신호이고, (D)는 인덕터(L1)(L2)(L3)에 흐르는 전류를 나타낸 도면이다. 도 5의 (A)(B)(C)에 나타낸 것과 같은 제어 신호에 의해 스위치(S1)(S2)(S3)가 온/오프되면, 이에 응답하여 인덕터(L1)(L2)(L3)에서는 도 5의 (D)에 나타낸 것과 같은 전류 특성이 나타난다. 도 5의 (D)에 나타낸 것과 같은 인덕터(L1)(L2)(L3)의 전류 특성에 의해 컨버터(304)에서 입력 전압의 승압(Boost)이 이루어진다.
도 6은 도 4에 나타낸 컨버터의 전력 대비 효율의 관계를 나타낸 도면이다.
앞서 설명한 도 4에서 L1와 D1, S1의 제 1 그룹, L2와 D2, S2의 제 2 그룹, L3와 D3, S3의 제 3 그룹이 승압에 관여함을 설명하였다. 즉 병렬 연결된 세 그룹이 승압에 관여함을 알 수 있다. 이와 같이 병렬 구성된 세 그룹 중 일부 또는 전부를 목적하는 파워에 따라 선택적으로 동작시키면, 낮은 출력 파워에서 높은 출력 파워까지 항상 높은 효율로 동작시킬 수 있다. 도 4의 컨버터(304)는 3병렬에 해당하므로, 스위치(S1)(S2)(S3)의 선택적 온/오프를 통해 1병렬에서 3병렬까지 구현할 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 전기 자동차의 충전 장치의 제 2 실시 예를 나타낸 도면이다.
도 7에 나타낸 컨버터(304)의 기본적인 구성과 동작은 앞서 설명한 도 4의 컨버터(304)와 동일하다. 도 4의 컨버터(304)와 마찬가지로, 차량 외부의 제 2 급속 충전기(354)로부터 제공되는 400V의 직류 전압을 800V로 승압하여 고전압 배터리(102)를 충전한다.
단, 도 7의 컨버터(304)는 입력 측에 스위칭 수단인 급속 충전 스위치(702)가 더 추가된다. 급속 충전 스위치(702)는 세 개의 릴레이(R1)(R2)(R3)로 구성된다. 급속 충전 스위치(702)는 전기 자동차(100)에 제 1 급속 충전기(352)와 제 2 급속 충전기(354) 가운데 어느 것이 연결되더라도 고전압 배터리(102)가 충전될 수 있도록 한다.
예를 들면, 제 2 급속 충전기(354)가 컨버터(304)에 연결되는 경우에는 급속 충전 스위치(702)의 제 2 릴레이(R2)와 제 3 릴레이(R3)를 턴 온 시키고 제 1 릴레이(R1)을 턴 오프시킨 상태로 컨버터(304)를 동작시킨다. 이 경우 도 7의 컨버터(304)는 앞서 설명한 도 4의 컨버터(304)와 동일하게 동작하여 고전압 배터리(102)를 충전할 수 있다.
만약 제 1 급속 충전기(352)가 컨버터(304)에 연결되는 경우에는 급속 충전 스위치(702)의 제 2 릴레이(R2)와 제 3 릴레이(R3)를 턴 오프시키고 제 1 릴레이(R1)를 턴 온시키되, 컨버터(304)는 동작시키지 않는다. 이 경우 충전 전류는 제 1 릴레이(R1)만을 통해 고전압 배터리(102)로 흐른다. 도 4의 컨버터(304)의 경우 인덕터(L1)(L2)(L3)와 다이오드(D1)(D3)(D3)를 통해 전류가 흐르지만, 도 7의 컨버터(304)는 턴 온되는 제 1 릴레이(R1)를 통해 고전압 배터리(102)로 직접 전류가 흐르기 때문에, 도 4의 컨버터(304)보다 도 7의 컨버터(304)에서 더 높은 효율을 얻을 수 있다(저항 요소가 작음).
도 8은 본 발명에 따른 전기 자동차의 충전 장치의 제 3 실시 예를 나타낸 도면이다.
도 8에 나타낸 컨버터(304)의 기본적인 구성과 동작은 앞서 설명한 도 7의 컨버터(304)와 동일하다. 도 7의 컨버터(304)와 마찬가지로, 차량 외부의 제 2 급속 충전기(354)로부터 제공되는 400V의 직류 전압을 800V로 승압하여 고전압 배터리(102)를 충전하되, 컨버터(304)의 입력 측에 마련되는 급속 충전 스위치(802)을 통해 전기 자동차(100)에 제 1 급속 충전기(352)와 제 2 급속 충전기(354) 가운데 어느 것이 연결되더라도 고전압 배터리(102)가 충전될 수 있도록 한다.
도 8의 컨버터(304)에 마련되는 급속 충전 스위치(802)는 다이오드(D4)와 제 2 릴레이(R2), 제 3 릴레이(R3)로 구성된다. 도 7의 급속 충전 스위치(702)와 비교하면 제 1 릴레이(R1)를 다이오드(D4)로 대체한 것과 같다.
만약 제 2 급속 충전기(354)가 컨버터(304)에 연결되는 경우에는 급속 충전 스위치(802)의 제 2 릴레이(R2)와 제 3 릴레이(R3)를 턴 온 시킨 상태로 컨버터(304)를 동작시킨다. 이 경우 도 8의 컨버터(304)는 앞서 설명한 도 4의 컨버터(304)와 동일하게 동작하여 고전압 배터리(102)를 충전할 수 있다.
만약 제 1 급속 충전기(352)가 컨버터(304)에 연결되는 경우에는 급속 충전 스위치(802)의 제 2 릴레이(R2)와 제 3 릴레이(R3)를 턴 오프시키되, 컨버터(304)는 동작시키지 않는다. 이 경우 충전 전류는 다이오드(D4)만을 통해 고전압 배터리(102)로 흐른다. 도 4의 컨버터(304)의 경우 인덕터(L1)(L2)(L3)와 다이오드(D1)(D3)(D3)를 통해 전류가 흐르지만, 도 7의 컨버터(304)는 턴 온되는 제 1 릴레이(R1)를 통해 고전압 배터리(102)로 직접 전류가 흐르기 때문에, 도 4의 컨버터(304)보다 도 7의 컨버터(304)에서 더 높은 효율을 얻을 수 있다(저항 요소가 작음).
특히, 도 8의 컨버터(304)는 제 1 릴레이(R1) 대신 다이오드(D4)를 사용하기 때문에 제 1 릴레이(R1)를 제어할 필요가 없으므로 제어 로직을 더 단순화할 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차의 또 다른 형태의 충전 장치를 나타낸 도면이다.
도 9에 나타낸 충전 장치는 도 3에 나타낸 충전 장치와 비교할 때 다음과 같은 다른 특징을 갖는다. 즉, 도 3의 충전 장치에서는 제 2 급속 충전기(354)로부터 제공되는 400V의 직류 전압이 별도의 컨버터(304)에 의해 승압된 후 고전압 배터리(102)를 충전하는데 사용된다. 이와 달리 도 9의 충전 장치는 별도의 컨버터(304)를 구비하지 않고, 대신 전기 자동차(100)에 이미 마련되어 있는 모터(212) 및 인버터(206)를 컨버터처럼 사용하여 400V의 직류 전압을 800V로 승압한다.
도 9에서, 모터(212) 및 인버터(206)를 컨버터처럼 사용될 때, 모터(212)는 인덕터로 동작하고 인버터(206)는 다이오드 및 스위치로 동작한다. 제 2 급속 충전기(354)로부터 제공되는 400V의 직류 전압은 인버터(206) 및 모터(212)로 제공된다. 또한, 이 경우 모터(212)의 중성점이 제 2 급속 충전기(354)에 연결된다. 도 9에 나타낸 것과 같은 제 2 급속 충전기(354)와 모터(212), 인버터(206)의 구조에 의해 제 2 급속 충전기(354)로부터 제공되는 400V의 직류 전압이 800V의 직류 전압으로 승압되어 고전압 배터리(102)를 충전하는데 사용된다.
도 9와 같이 충전 장치를 구성하는 경우 별도의 컨버터가 필요하지 않기 때문에 충전 장치의 구조의 단순화 및 제조 원가 절감의 효과를 얻을 수 있다.
완속 충전기(356)에 의한 충전과 제 1 급속 충전기(352)에 의한 충전은 앞서 설명한 도 3의 경우와 동일하게 이루어진다. 즉, 완속 충전기(356)로부터 제공되는 상용 교류 전력은 차량 탑재 충전기(OBC)(302)에 의해 800V의 직류 전압을 변환 및 승압된 후 고전압 배터리(102)를 충전하는데 사용된다. 제 1 급속 충전기(352)로부터 공급되는 800V의 직류 전압은 그대로 고전압 배터리(102)로 공급된다. 고전압 배터리(102)의 충전 전압이 500V~800V이므로 제 1 급속 충전기(352)로부터 공급되는 800V의 직류 전압을 승압하지 않더라도 고전압 배터리(102)를 충전할 수 있다.
도 10은 본 발명에 따른 전기 자동차의 충전 장치의 제 4 실시 예를 나타낸 도면이다. 도 10의 모터(212)와 인버터(206)는 컨버터(304)로 동작하여 차량 외부의 제 2 급속 충전기(354)로부터 제공되는 400V의 직류 전압을 800V로 승압하여 고전압 배터리(102)를 충전한다.
도 10에서, 인덕터(L1)(L2)(L3)는 모터(212)의 코일일 수 있다. 도 10에서, 스위치(S1)(S2)(S3)(S4)(S5)(S6)는 인버터(206)의 구성 요소일 수 있다. 모터(212)의 인덕터(L1)(L2)(L3)와 인버터(206)의 스위치(S1)(S2)(S3)(S4)(S5)(S6)의 조합은 부스트(Boost) 방식의 승압 회로를 구성하여 입력 전압 400V를 승압하여 800V의 출력 전압을 생성한다. L1과 S1, S4가 하나의 그룹을 이루어 입력 전압을 승압한다. L2와 S2, S5가 또 하나의 그룹을 이루고, L3와 S3, S6가 또 하나의 그룹을 이루어 L1과 S1, S4 그룹과 동일하게 동작한다. 쌍을 이루는 S1과 S2, S3와 S4, S5와 S6는 온/오프 서로 교번으로 이루어진다. 이와 같은 스위칭 동작은 도 11을 통해 자세히 설명하고자 한다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 모터(212) 및 인버터(206)의 전기적 특성을 나타낸 도면이다.
도 11의 (A)(B)(C)는 스위치(S1)(S2)(S3)(S4)(S5)(S6)의 온/오프를 제어하기 위한 신호이고, (D)는 인덕터(L1)(L2)(L3)에 흐르는 전류를 나타낸 도면이다. 도 11의 (A)(B)(C)에 나타낸 것과 같은 제어 신호에 의해 스위치(S1)(S2)(S3)(S4)(S5)(S6)가 온/오프되면, 이에 응답하여 인덕터(L1)(L2)(L3)에서는 도 11의 (D)에 나타낸 것과 같은 전류 특성이 나타난다. 도 11의 (D)에 나타낸 것과 같은 인덕터(L1)(L2)(L3)의 전류 특성에 의해 입력 전압의 승압(Boost)이 이루어진다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차의 또 다른 형태의 충전 장치를 나타낸 도면이다.
도 12에 나타낸 충전 장치는 도 9에 나타낸 충전 장치와 비교할 때 다음과 같은 다른 특징을 갖는다. 즉, 도 9의 충전 장치에서는 별도의 급속 충전 스위치를 사용하지 않지만, 도 12의 충전 장치에서는 별도의 급속 충전 스위치(1202)를 사용한다.
도 12의 급속 충전 스위치(1202)는 앞서 설명한 도 7의 급속 충전 스위치(702) 또는 도 8의 급속 충전 스위치(802)와 동일하게 동작한다. 다만, 도 7 또는 도 8의 경우와 달리 급속 충전 스위치(1202)가 인버터(206)의 외부에 별도의 구성 요소로서 마련된다.
도 12처럼 외부에 급속 충전 스위치(1202)를 부가하여 사용하면, 전기 자동차(100)이 이미 마련되어 있는 모터(212) 및 인버터(206)를 이용하여 컨버터처럼 사용하는 경우에도 도 7 및 도 8의 실시 예와 동일한 급속 충전 스위치(1202)의 작용 효과를 얻을 수 있다.
도 13은 본 발명에 따른 전기 자동차의 충전 장치의 제 5 실시 예를 나타낸 도면이다. 도 13의 모터(212)와 인버터(206)는 컨버터(304)로 동작하여 차량 외부의 제 2 급속 충전기(354)로부터 제공되는 400V의 직류 전압을 800V로 승압하여 고전압 배터리(102)를 충전한다.
도 13에서, 인덕터(L1)(L2)(L3)는 모터(212)의 코일일 수 있다. 도 13에서, 스위치(S1)(S2)(S3)(S4)(S5)(S6)는 인버터(206)의 구성 요소일 수 있다. 모터(212)의 인덕터(L1)(L2)(L3)와 인버터(206)의 스위치(S1)(S2)(S3)(S4)(S5)(S6)의 조합은 부스트(Boost) 방식의 승압 회로를 구성하여 입력 전압 400V를 승압하여 800V의 출력 전압을 생성한다.
급속 충전 스위치(1302)는 세 개의 릴레이(R1)(R2)(R3)로 구성된다. 급속 충전 스위치(1302)는 전기 자동차(100)에 제 1 급속 충전기(352)와 제 2 급속 충전기(354) 가운데 어느 것이 연결되더라도 고전압 배터리(102)가 충전될 수 있도록 한다.
예를 들면, 제 2 급속 충전기(354)가 급속 충전 스위치(1302)에 연결되는 경우에는 급속 충전 스위치(1302)의 제 2 릴레이(R2)와 제 3 릴레이(R3)를 턴 온 시키고 제 1 릴레이(R1)을 턴 오프시킨 상태로 모터(212) 및 인버터(206)를 동작시킨다. 이 경우 도 13의 모터(212) 및 인버터(206)는 앞서 설명한 도 4의 컨버터(304)와 동일하게 동작하여 고전압 배터리(102)를 충전할 수 있다.
만약 제 1 급속 충전기(352)가 급속 충전 스위치(1302)에 연결되는 경우에는 급속 충전 스위치(1302)의 제 2 릴레이(R2)와 제 3 릴레이(R3)를 턴 오프시키고 제 1 릴레이(R1)를 턴 온시키되, 모터(212) 및 인버터(206)는 동작시키지 않는다. 이 경우 충전 전류는 제 1 릴레이(R1)만을 통해 고전압 배터리(102)로 흐른다. 도 10의 경우 인덕터(L1)(L2)(L3)와 다이오드(D1)(D3)(D3)(D4)(D5)(D6)를 통해 전류가 흐르지만, 도 13의 경우에는 턴 온되는 제 1 릴레이(R1)를 통해 고전압 배터리(102)로 직접 전류가 흐르기 때문에, 도 10의 경우보다 도 13의 경우가 더 높은 효율을 얻을 수 있다(저항 요소가 작음).
도 14는 본 발명에 따른 전기 자동차의 충전 장치의 제 6 실시 예를 나타낸 도면이다.
도 14에 나타낸 실시 예의 기본적인 구성과 동작은 앞서 설명한 도 13의 실시 예와 동일하다. 도 13의 경우와 마찬가지로, 차량 외부의 제 2 급속 충전기(354)로부터 제공되는 400V의 직류 전압을 800V로 승압하여 고전압 배터리(102)를 충전하되, 급속 충전 스위치(1404)를 통해 전기 자동차(100)에 제 1 급속 충전기(352)와 제 2 급속 충전기(354) 가운데 어느 것이 연결되더라도 고전압 배터리(102)가 충전될 수 있도록 한다.
도 14의 급속 충전 스위치(1402)는 다이오드(D4)와 제 2 릴레이(R2), 제 3 릴레이(R3)로 구성된다. 도 13의 급속 충전 스위치(1302)와 비교하면 제 1 릴레이(R1)를 다이오드(D4)로 대체한 것과 같다.
만약 제 2 급속 충전기(354)가 연결되는 경우에는 급속 충전 스위치(1402)의 제 2 릴레이(R2)와 제 3 릴레이(R3)를 턴 온 시킨 상태로 모터(212) 및 인버터(206)를 동작시킨다. 이 경우 도 14의 모터(212) 및 인버터(206)는 앞서 설명한 도 10의 경우와 동일하게 동작하여 고전압 배터리(102)를 충전할 수 있다.
만약 제 1 급속 충전기(352)가 연결되는 경우에는 급속 충전 스위치(802)의 제 2 릴레이(R2)와 제 3 릴레이(R3)를 턴 오프시키되, 모터(212) 및 인버터(206)는 동작시키지 않는다. 이 경우 충전 전류는 다이오드(D4)만을 통해 고전압 배터리(102)로 흐른다. 도 10의 경우 인덕터(L1)(L2)(L3)와 다이오드(D1)(D3)(D3)를 통해 전류가 흐르지만, 도 14의 컨버터(304)는 턴 온되는 제 1 릴레이(R1)를 통해 고전압 배터리(102)로 직접 전류가 흐르기 때문에, 도 10의 컨버터(304)보다 도 14의 컨버터(304)에서 더 높은 효율을 얻을 수 있다(저항 요소가 작음).
특히, 도 14의 급속 충전 스위치(1402)는 제 1 릴레이(R1) 대신 다이오드(D4)를 사용하기 때문에 제 1 릴레이(R1)를 제어할 필요가 없으므로 제어 로직을 더 단순화할 수 있다.
도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차의 또 다른 형태의 충전 장치를 나타낸 도면이다.
도 15에 나타낸 충전 장치는 도 12에 나타낸 충전 장치와 비교할 때 다음과 같은 다른 특징을 갖는다. 즉, 도 12의 충전 장치에서는 별도의 급속 충전 스위치(1502)와 모터(212) 사이에 외부 인덕터(L4)가 추가된다. 추가된 외부 인덕터(L4)는 모터(212)의 인덕터(L1)(L2)(L3)와는 구분된다.
도 15의 급속 충전 스위치(1202)는 앞서 설명한 도 12의 급속 충전 스위치(1202)와 동일하게 동작한다. 다만, 급속 충전 스위치(1502)와 모터(212) 사이에 추가되는 외부 인덕터(L4)로 인해 급속 충전 스위치(1502)에 흐르는 전류의 리플이 감소된다.
도 16은 본 발명에 따른 전기 자동차의 충전 장치의 제 7 실시 예를 나타낸 도면이다. 도 16의 모터(212)와 인버터(206)는 컨버터(304)로 동작하여 차량 외부의 제 2 급속 충전기(354)로부터 제공되는 400V의 직류 전압을 800V로 승압하여 고전압 배터리(102)를 충전한다.
도 16에서, 인덕터(L1)(L2)(L3)는 모터(212)의 코일일 수 있다. 도 16에서, 스위치(S1)(S2)(S3)(S4)(S5)(S6)는 인버터(206)의 구성 요소일 수 있다. 모터(212)의 인덕터(L1)(L2)(L3)와 인버터(206)의 스위치(S1)(S2)(S3)(S4)(S5)(S6)의 조합은 부스트(Boost) 방식의 승압 회로를 구성하여 입력 전압 400V를 승압하여 800V의 출력 전압을 생성한다.
급속 충전 스위치(1502)는 세 개의 릴레이(R1)(R2)(R3)로 구성된다. 급속 충전 스위치(1302)는 전기 자동차(100)에 제 1 급속 충전기(352)와 제 2 급속 충전기(354) 가운데 어느 것이 연결되더라도 고전압 배터리(102)가 충전될 수 있도록 한다. 급속 충전 스위치(1502)는 세 개의 릴레이(R1)(R2)(R3) 대신 두 개의 릴레이(R2)(R3)와 한 개의 다이오드(D4)로 대체될 수 있다.
외부 인덕터(L4)는 제 2 릴레이(R2)와 .모터(212)의 중성점 사이에 연결될 수 있다. 이와 같은 외부 인덕터(L4)의 작용을 도 17에 나타내었다.
도 17은 도 16에 나타낸 외부 인덕터(L4)의 작용을 나타낸 도면이다.
도 17에서, 외부 인덕터(L4)가 존재하지 않을 때의 스위치 전류의 리플보다 외부 인덕터(L4)가 존재할 때의 스위치 전류의 리플이 상대적으로 더 작은 것을 알 수 있다.
외부 인덕터(L4)를 추가할 경우, 외부 인덕터(L4)와 모터(212)의 인덕터(L1)(L2)(L3)가 직렬로 연결되어 전체 인덕턴스는 증가한다. 이로 인해 스위치(S1)(S2)(S3)(S4)(S5)(S6)에 흐르는 전류의 리플(peak to peak)이 감소한다. 외부 인덕터(L4)에 의한 리플 감소는 스위치(S1)(S2)(S3)(S4)(S5)(S6)의 온/오프 스위칭 손실뿐만 아니라 RMS 전류(Root Mean Square Current)의 감소로 인한 도통 손실도 감소하게 되어 전력 변환 효율 및 스위치 발열 저감의 효과가 있다.
도 18은 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차의 또 다른 형태의 충전 장치를 나타낸 도면이다.
도 18에 나타낸 충전 장치는 도 12에 나타낸 충전 장치와 비교할 때 다음과 같은 다른 특징을 갖는다. 즉, 도 12의 충전 장치에서는 인버터(206)의 외부에 별도의 급속 충전 스위치(1202)를 구비하지만, 도 18의 충전 장치에서는 인버터(1806) 내부에 급속 충전 스위치(1802)가 마련된다.
도 18의 급속 충전 스위치(1802)는 앞서 설명한 도 12의 급속 충전 스위치(1202) 와 동일하게 동작한다. 다만, 도 12의 경우와 달리 도 18의 경우에는 급속 충전 스위치(1802)가 인버터(1806)의 내부에 마련되기 때문에 인버터(1806)와 급속 충전 스위치(1802)가 하나의 통합된 모듈로 구현될 수 있어서 급속 충전 스위치(1802) 및 인버터(1806)의 스위칭 제어가 하나의 제어부에 의해 이루어질 수 있다(제어 로직의 간편화).
위의 설명은 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서 위에 개시된 실시 예 및 첨부된 도면들은 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 기술적 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 전기 자동차
104 : 충전 소켓
152 : 충전 커넥터
204 : 저전압 직류-직류 변환부
206 : 인버터
208 : 보조 배터리
210 : 제어부
212 : 모터
214 : 전장 부하
302 : 차량 탑재 충전기
304 : 컨버터
354 : 제 1 급속 충전기
356 : 제 2 급속 충전기
702, 802, 1202, 1302, 1402, 1502, 1802 : 급속 충전 스위치
L4 : 외부 인덕터

Claims (17)

  1. 단일의 충전 소켓과;
    제 1 전압으로 충전이 이루어지도록 마련되는 배터리와;
    상기 단일의 충전 소켓을 통해 상기 제 1 전압보다 낮은 제 2 전압의 전력이 입력되면 상기 제 2 전압의 전력을 상기 제 1 전압으로 승압하여 상기 배터리로 전달함으로써 승압된 상기 제 1 전압의 전력에 의해 상기 배터리의 충전이 이루어지도록 하는 컨버터를 포함하고,
    상기 단일의 충전 소켓을 통해 상기 제 1 전압의 전력이 입력되면 상기 제 1 전압의 전력이 그대로 상기 배터리로 전달되어 상기 배터리의 충전이 이루어지는 전기 자동차.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 단일의 충전 소켓을 통해 입력되는 상기 제 2 전압의 전력이 상기 컨버터 및 상기 배터리로 전달되는 경로를 단속하도록 상기 컨버터의 입력 측에 마련되는 스위치를 더 포함하는 전기 자동차.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 스위치는,
    상기 단일의 충전 소켓을 통해 상기 제 1 전압의 전력이 입력될 때 턴 온되어 상기 제 1 전압의 전력이 상기 배터리로 전달되도록 하는 제 1 스위치와;
    상기 단일의 충전 소켓을 통해 상기 제 2 전압의 전력이 입력될 때 턴 온되어 상기 제 2 전압의 전력이 상기 컨버터에 의해 승압된 후 상기 배터리로 전달되도록 하는 제 2 스위치 및 제 3 스위치를 포함하는 전기 자동차.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 스위치는,
    상기 단일의 충전 소켓을 통해 입력되는 상기 제 1 전압의 전력이 상기 배터리로 직접 전달되도록 하는 다이오드와;
    상기 단일의 충전 소켓을 통해 상기 제 2 전압의 전력이 입력될 때 턴 온되어 상기 제 2 전압의 전력이 상기 컨버터에 의해 승압된 후 상기 배터리로 전달되도록 하는 제 2 스위치 및 제 3 스위치를 포함하는 전기 자동차.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 스위치가 상기 컨버터의 내부에 마련되는 전기 자동차.
  6. 제 2 항에 있어서, 상기 스위치가 상기 컨버터의 외부에 마련되는 전기 자동차.
  7. 단일의 충전 소켓과;
    제 1 전압으로 충전이 이루어지도록 마련되는 배터리와;
    구동륜을 구동하도록 마련되는 모터와;
    상기 배터리의 전력을 변환하여 상기 모터에 제공하는 인버터를 포함하고,
    상기 단일의 충전 소켓을 통해 상기 제 1 전압보다 낮은 제 2 전압의 전력이 입력되면 상기 모터 및 상기 인버터를 컨버터로 동작시켜서 상기 제 2 전압의 전력을 상기 제 1 전압으로 승압하여 상기 배터리로 전달함으로써 승압된 상기 제 1 전압의 전력에 의해 상기 배터리의 충전이 이루어지고,
    상기 단일의 충전 소켓을 통해 상기 제 1 전압의 전력이 입력되면 상기 제 1 전압의 전력이 그대로 상기 배터리로 전달되어 상기 배터리의 충전이 이루어지는 전기 자동차.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 단일의 충전 소켓을 통해 입력되는 상기 제 2 전압의 전력이 상기 인버터 및 상기 모터로 전달되는 경로를 단속하도록 마련되는 스위치를 더 포함하는 전기 자동차.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 스위치는,
    상기 단일의 충전 소켓을 통해 상기 제 1 전압의 전력이 입력될 때 턴 온되어 상기 제 1 전압의 전력이 상기 인버터를 통해 상기 배터리로 전달되도록 하는 제 1 스위치와;
    상기 단일의 충전 소켓을 통해 상기 제 2 전압의 전력이 입력될 때 턴 온되어 상기 제 2 전압의 전력이 상기 인버터 및 상기 모터에 의해 승압된 후 상기 배터리로 전달되도록 하는 제 2 스위치 및 제 3 스위치를 포함하는 전기 자동차.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 스위치는,
    상기 단일의 충전 소켓을 통해 입력되는 상기 제 1 전압의 전력이 상기 인버터로 전달되도록 하는 다이오드와;
    상기 단일의 충전 소켓을 통해 상기 제 2 전압의 전력이 입력될 때 턴 온되어 상기 제 2 전압의 전력이 상기 인버터 및 상기 모터에 의해 승압된 후 상기 배터리로 전달되도록 하는 제 2 스위치 및 제 3 스위치를 포함하는 전기 자동차.
  11. 단일의 충전 소켓과;
    제 1 전압으로 충전이 이루어지도록 마련되는 배터리와;
    구동륜을 구동하도록 마련되는 모터와;
    상기 배터리의 전력을 변환하여 상기 모터에 제공하는 인버터와;
    상기 단일의 충전 소켓을 통해 입력되는 전력이 상기 인버터 및 상기 모터로 전달되는 경로를 단속하도록 마련되는 스위치와;
    상기 스위치와 상기 모터 사이를 연결하는 외부 인덕터를 포함하고,
    상기 단일의 충전 소켓을 통해 상기 제 1 전압보다 낮은 제 2 전압의 전력이 입력되면 상기 모터 및 상기 인버터를 컨버터로 동작시켜서 상기 제 2 전압의 전력을 상기 제 1 전압으로 승압하여 상기 배터리로 전달함으로써 승압된 상기 제 1 전압의 전력에 의해 상기 배터리의 충전이 이루어지고,
    상기 단일의 충전 소켓을 통해 상기 제 1 전압의 전력이 입력되면 상기 제 1 전압의 전력이 그대로 상기 배터리로 전달되어 상기 배터리의 충전이 이루어지는 전기 자동차.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 스위치는,
    상기 단일의 충전 소켓을 통해 상기 제 1 전압의 전력이 입력될 때 턴 온되어 상기 제 1 전압의 전력이 상기 인버터를 통해 상기 배터리로 전달되도록 하는 제 1 스위치와;
    상기 단일의 충전 소켓을 통해 상기 제 2 전압의 전력이 입력될 때 턴 온되어 상기 제 2 전압의 전력이 상기 인버터 및 상기 모터에 의해 승압된 후 상기 배터리로 전달되도록 하는 제 2 스위치 및 제 3 스위치를 포함하는 전기 자동차.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 스위치는,
    상기 단일의 충전 소켓을 통해 입력되는 상기 제 1 전압의 전력이 상기 인버터로 전달되도록 하는 다이오드와;
    상기 단일의 충전 소켓을 통해 상기 제 2 전압의 전력이 입력될 때 턴 온되어 상기 제 2 전압의 전력이 상기 인버터 및 상기 모터에 의해 승압된 후 상기 배터리로 전달되도록 하는 제 2 스위치 및 제 3 스위치를 포함하는 전기 자동차.
  14. 제 11 항에 있어서, 상기 외부 인덕터가 상기 모터의 중성점에 연결되는 전기 자동차.
  15. 단일의 충전 소켓과;
    제 1 전압으로 충전이 이루어지도록 마련되는 배터리와;
    구동륜을 구동하도록 마련되는 모터와;
    상기 배터리의 전력을 변환하여 상기 모터에 제공하는 인버터와;
    상기 단일의 충전 소켓을 통해 입력되는 전력이 상기 인버터 및 상기 모터로 전달되는 경로를 단속하도록 상기 인버터 내부에 상기 인버터와 일체로 마련되는 스위치와;
    상기 단일의 충전 소켓을 통해 상기 제 1 전압보다 낮은 제 2 전압의 전력이 입력되면 상기 모터 및 상기 인버터를 컨버터로 동작시켜서 상기 제 2 전압의 전력을 상기 제 1 전압으로 승압하여 상기 배터리로 전달함으로써 승압된 상기 제 1 전압의 전력에 의해 상기 배터리의 충전이 이루어지고,
    상기 단일의 충전 소켓을 통해 상기 제 1 전압의 전력이 입력되면 상기 제 1 전압의 전력이 그대로 상기 배터리로 전달되어 상기 배터리의 충전이 이루어지는 전기 자동차.
  16. 단일의 충전 소켓과;
    제 1 전압으로 충전이 이루어지도록 마련되는 배터리와;
    상기 단일의 충전 소켓을 통해 상기 제 1 전압보다 낮은 제 2 전압의 전력이 입력되면 상기 제 2 전압의 전력을 상기 제 1 전압으로 승압하여 상기 배터리로 전달하는 컨버터를 포함하는 전기 자동차.
  17. 단일의 충전 소켓과;
    제 1 전압으로 충전이 이루어지도록 마련되는 배터리와;
    구동륜을 구동하도록 마련되는 모터와;
    상기 배터리의 전력을 변환하여 상기 모터에 제공하는 인버터를 포함하고,
    상기 단일의 충전 소켓을 통해 상기 제 1 전압보다 낮은 제 2 전압의 전력이 입력되면 상기 모터 및 상기 인버터를 컨버터로 동작시켜서 상기 제 2 전압의 전력을 상기 제 1 전압으로 승압하여 상기 배터리로 전달하는 전기 자동차.
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