KR102512192B1 - 멀티 충전 인버터 시스템 및 그 제어 방법 - Google Patents

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임종석
박한용
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비테스코 테크놀로지스 게엠베하
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Abstract

본 발명은 멀티 충전 인버터 시스템에 관한 것으로, 제1 인버터부; 제2 인버터부; 상기 제1 인버터부와 상기 제2 인버터부 사이에 연결되는 모터; AC 충전구와 DC 충전구를 포함하는 충전 소켓부; 복수의 스위치(SW1 ~ SW13)를 포함하는 모드 스위칭부; 및 상기 모드 스위칭부의 각 스위치(SW1 ~ SW13)를 제어하여, 상기 제1 인버터부, 상기 제2 인버터부, 상기 모터 및 상기 충전 소켓부간의 회로 구성을 변경함으로써, 멀티 충전 인버터 시스템을, 모터 구동, DC 충전을 위한 DC/DC 컨버터, 또는 AC 충전을 위한 AC/DC 컨버터 모드로 사용할 수 있도록 하는 제어부;를 포함한다.

Description

멀티 충전 인버터 시스템 및 그 제어 방법{MULTI CHARGING INVERTER SYSTEM AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 멀티 충전 인버터 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 개방권선형 모터 시스템을 기반으로 하는 멀티 충전 인버터 시스템의 스위치 제어를 통하여 모드를 변경함으로써, 모터 구동, DC 충전을 위한 DC/DC 컨버터, 또는 AC 충전을 위한 AC/DC 컨버터로 전환하여 사용할 수 있도록 하는, 멀티 충전 인버터 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로 배터리에 저장된 에너지를 이용하여 모터를 구동함으로써 차량의 구동출력을 발생시키는 친환경 차량의 경우, 배터리의 직류 전기에너지를 이용하여 교류모터의 구동출력을 발생시키거나, 차량의 운동에너지를 이용하여 교류모터의 회생제동출력을 발생시켜 직류 전력으로 변환하여 배터리를 충전하는 제어를 수행하기 위하여 인버터와 같은 전력변환장치를 사용한다.
또한 DC 혹은 AC 충전기를 이용해 친환경 차량 내 배터리를 충전하기 위하여 고전압 DC/DC 컨버터와 AC 온보드 차져(OBC)가 차량내부에 추가로 적용된다.
그런데 상기 친환경 차량에 적용되는 배터리, 모터, 인버터, 고전압 DC/DC 컨버터, 및 AC 온보드 차져 등의 고전압 부품들은, 가격이 고가이며, 개별로 적용 시 시스템 부피와 복잡도가 증가되는 문제점이 있다. 또한 개별 시스템간의 전기적인 연결을 위해 적용되는 고전압 케이블 또한 시스템 가격 및 무게를 증가시키는 문제점이 있다.
한편 최근 한정된 배터리의 전압을 이용하여 모터의 출력밀도를 향상시킬 수 있는 장점으로 인해 모터의 3상 권선의 양단이 개방된 개방권선형 모터 시스템(Open-End Winding (OEW) Motor System)의 개발이 활발히 진행되고 있다.
예컨대 도 1은 종래의 듀얼 인버터를 포함하는 개방형선형 모터 시스템을 보인 예시도로서, 이에 도시된 바와 같이 종래의 개방형선형 모터 시스템의 듀얼 인버터(즉, 제1 인버터부와 제2 인버터부)는 각기 6개의 스위칭 소자(IGBT 혹은 MOSFET)를 포함하며, 모터(OEW Motor) 코일 3상의 양단이 각기 상기 듀얼 인버터(Inverter 1, Inverter 2)의 각 스위칭 소자 사이에 연결된다.
그런데 상기와 같은 종래의 개방권선형 모터 시스템(OEW Motor System)은 모터 구동만 가능하며, 외부 충전기를 통한 배터리 충전을 위해서는 별도의 DC/DC 컨버터와 AC 온보드 차져(OBC)를 추가로 포함해야 하는 문제점이 있다. 즉, 모터의 출력밀도를 향상시킬 수 있는 장점이 있는 개방권선형 모터 시스템(OEW Motor System)이 개발되었으나, 상술한 친환경 차량이 갖는 문제점이 여전히 존재하는 문제점이 있다.
이에 따라, 모터 구동, DC 충전을 위한 DC/DC 컨버터, 또는 AC 충전을 위한 AC/DC 컨버터로 전환하여 사용할 수 있도록 함으로써 기존 친환경 차량이 갖는 문제점을 개선할 수 있도록 하는 개방권선형 모터 시스템을 기반으로 하는 멀티 충전 인버터 시스템이 필요한 상황이다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 10-2015-0031828호(2015.03.25. 공개, 이중 인버터 시스템 및 그 제어 방법)에 개시되어 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 개방권선형 모터 시스템을 기반으로 하는 멀티 충전 인버터 시스템의 스위치 제어를 통하여 모드를 변경함으로써, 모터 구동, DC 충전을 위한 DC/DC 컨버터, 또는 AC 충전을 위한 AC/DC 컨버터로 전환하여 사용할 수 있도록 하는, 멀티 충전 인버터 시스템 및 그 제어 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 멀티 충전 인버터 시스템은, 제1 인버터부; 제2 인버터부; 상기 제1 인버터부와 상기 제2 인버터부 사이에 연결되는 모터; AC 충전구와 DC 충전구를 포함하는 충전 소켓부; 복수의 스위치(SW1 ~ SW13)를 포함하는 모드 스위칭부; 및 상기 모드 스위칭부의 각 스위치(SW1 ~ SW13)를 제어하여, 상기 제1 인버터부, 상기 제2 인버터부, 상기 모터 및 상기 충전 소켓부 간의 회로 구성을 변경함으로써, 멀티 충전 인버터 시스템을, 모터 구동, DC 충전을 위한 DC/DC 컨버터, 또는 AC 충전을 위한 AC/DC 컨버터 모드로 사용할 수 있도록 하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제2 인버터부의 충전 소켓부측 양단인 전원 라인과 접지 라인 사이에는 DC 링크 커패시터가 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 모드 스위칭부는, 상기 제1 및 제2 인버터부 사이의 전원 라인에 형성되는 제1 스위치(SW1); 상기 모터의 3상(U, V, W) 코일의 일 측 끝단과 상기 제2 인버터부의 각 상(U, V, W)별 스위칭 소자의 사이에 각기 형성되는 제2 내지 제4 스위치(SW2 ~ SW4); 제1 접점과 제2 접점이 상기 모터의 3상(U, V, W) 코일 중 각기 U상과 V상 사이의 끝단에 형성되는 제5 스위치(SW5); 제1 접점과 제2 접점이 상기 모터의 3상(U, V, W) 코일 중 V상과 W상 사이의 끝단에 형성되는 제6 스위치(SW6); 상기 제5 스위치(SW5)의 제1 접점, 및 상기 제2 인버터부의 제8 스위치(SW8)와 제10 스위치(SW10)의 사이에 형성되는 제7 스위치(SW7); 상기 제2 인버터부의 DC 링크 커패시터의 (+)전압단과 DC 충전구측 (+)전원 라인의 사이에 형성되는 제8 스위치(SW8); 상기 제2 인버터부의 DC 링크 커패시터의 (-)전압단과 DC 충전구측 (-)전원 라인의 사이에 형성되는 제9 스위치(SW9); 상기 제2 인버터부의 (+)전압단과 DC 링크 커패시터의 (+)전압단의 사이에 형성되는 제10 스위치(SW10); 및 상기 AC 충전구의 3개의 각 단자(L3, L2(or N), L1)와 상기 제2 인버터부의 각 상(U, V, W)별 스위칭 소자의 사이에 각기 형성되는 제11 내지 제13 스위치(SW11 ~ SW13);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 제1 내지 제4 스위치(SW1 ~ SW4)는 클로즈(Close)시키고, 제5 내지 제13 스위치(SW5 ~ SW13)는 오픈(Open)시킴으로써, 개방권선형(OEW) 모터 구동회로를 형성하여, 상기 멀티 충전 인버터 시스템을 차량 주행을 위한 모터 구동 모드로 구동하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 제2 내지 제4 스위치(SW2 ~ SW4)는 클로즈(Close)시키고, 제1 및 제5 내지 제13 스위치(SW1, SW5 ~ SW13)는 오픈(Open)시키며, 제2 인버터부의 상위 스위칭 소자(S7, S8, S9)는 모두 클로즈(Close)시키고 하위 스위칭 소자(S10, S11, S12)는 모드 오픈(Open)시킴으로써, Y 결선의 모터 구동회로를 형성하여, 상기 멀티 충전 인버터 시스템을 차량 주행을 위한 모터 구동 모드로 구동하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 제5, 6 스위치(SW5, SW6)는 클로즈(Close)시키고, 제1-4 및 제7-13 스위치(SW1 ~ SW4, SW7 ~ SW13)는 오픈(Open)시킴으로써, Y 결선의 모터 구동회로를 형성하여, 상기 멀티 충전 인버터 시스템을 차량 주행을 위한 모터 구동 모드로 구동하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 제2-4 및 8-10 스위치(SW2 ~ SW4, SW8 ~ SW10)를 클로즈(Close)시키고, 제1, 5-7, 및 11-13 스위치(SW1, SW5 ~ SW7, SW11 ~ SW13)를 오픈(Open)시킴으로써, 상기 멀티 충전 인버터 시스템을 양방향 3상 DC/DC 벅 또는 부스트 컨버터로 작동이 가능하게 하는 DC/DC 컨버터 모드로 구동하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 제5-9 스위치(SW5 ~ SW9)를 클로즈(Close)시키고 제1-4, 및 제10-13 스위치(SW10 ~ SW13)를 오픈(Open)시킴으로써, 상기 멀티 충전 인버터 시스템을 DC 충전구에서 배터리로의 부스트(Boost) 컨버터와 배터리에서 DC 충전구로의 벅(Buck) 컨버터로 작동이 가능하게 하는 DC/DC 컨버터 모드로 구동하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 제5-7, 및 제10-13 스위치(SW5 ~ SW7, SW10 ~ SW13)를 클로즈(Close)시키고, 제1-4, 및 제8-9 스위치(SW1 ~ SW4, SW8 ~ SW9)를 오픈(Open)시킴으로써, 상기 멀티 충전 인버터 시스템을 AC 충전을 위한 AC/DC 컨버터 모드로 구동하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 멀티 충전 인버터 시스템의 제어 방법은, 멀티 충전 인버터 시스템의 제어부가 모드를 선택받는 단계; 및 상기 제어부가, 상기 모드에 따라, 모드 스위칭부의 각 스위치(SW1 ~ SW13)를 제어하여, 제1 인버터부, 제2 인버터부, 모터 및 충전 소켓부간의 회로 구성을 변경하는 단계;를 포함하고, 상기 회로 구성을 변경하는 단계를 통하여, 상기 제어부는, 상기 멀티 충전 인버터 시스템을, 모터 구동, DC 충전을 위한 DC/DC 컨버터, 또는 AC 충전을 위한 AC/DC 컨버터 모드로 구동하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 회로 구성을 변경하는 단계에서, 상기 제어부는, 제1 내지 제4 스위치(SW1 ~ SW4)는 클로즈(Close)시키고, 제5 내지 제13 스위치(SW5 ~ SW13)는 오픈(Open)시킴으로써, 개방권선형(OEW) 모터 구동회로를 형성하여, 상기 멀티 충전 인버터 시스템을 차량 주행을 위한 모터 구동 모드로 구동하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 회로 구성을 변경하는 단계에서, 상기 제어부는, 제2 내지 제4 스위치(SW2 ~ SW4)는 클로즈(Close)시키고, 제1 및 제5 내지 제13 스위치(SW1, SW5 ~ SW13)는 오픈(Open)시키며, 제2 인버터부의 상위 스위칭 소자(S7, S8, S9)는 모두 클로즈(Close)시키고 하위 스위칭 소자(S10, S11, S12)는 모드 오픈(Open)시킴으로써, Y 결선의 모터 구동회로를 형성하여, 상기 멀티 충전 인버터 시스템을 차량 주행을 위한 모터 구동 모드로 구동하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 회로 구성을 변경하는 단계에서, 상기 제어부는, 제5, 6 스위치(SW5, SW6)는 클로즈(Close)시키고, 제1-4 및 제7-13 스위치(SW1 ~ SW4, SW7 ~ SW13)는 오픈(Open)시킴으로써, Y 결선의 모터 구동회로를 형성하여, 상기 멀티 충전 인버터 시스템을 차량 주행을 위한 모터 구동 모드로 구동하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 회로 구성을 변경하는 단계에서, 상기 제어부는, 제2-4 및 8-10 스위치(SW2 ~ SW4, SW8 ~ SW10)를 클로즈(Close)시키고, 제1, 5-7, 및 11-13 스위치(SW1, SW5 ~ SW7, SW11 ~ SW13)를 오픈(Open)시킴으로써, 상기 멀티 충전 인버터 시스템을 양방향 3상 DC/DC 벅/부스트 컨버터로 작동이 가능하게 하는 DC/DC 컨버터 모드로 구동하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 회로 구성을 변경하는 단계에서, 상기 제어부는, 제5-9 스위치(SW5 ~ SW9)를 클로즈(Close)시키고 제1-4, 및 제10-13 스위치(SW10 ~ SW13)를 오픈(Open)시킴으로써, 상기 멀티 충전 인버터 시스템을 DC 충전구에서 배터리로의 부스트(Boost) 컨버터와 배터리에서 DC 충전구로의 벅(Buck) 컨버터로 작동이 가능하게 하는 DC/DC 컨버터 모드로 구동하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 회로 구성을 변경하는 단계에서, 상기 제어부는, 제5-7, 및 제10-13 스위치(SW5 ~ SW7, SW10 ~ SW13)를 클로즈(Close)시키고, 제1-4, 및 제8-9 스위치(SW1 ~ SW4, SW8 ~ SW9)를 오픈(Open)시킴으로써, 상기 멀티 충전 인버터 시스템을 AC 충전을 위한 AC/DC 컨버터 모드로 구동하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 개방권선형 모터 시스템을 기반으로 하는 멀티 충전 인버터 시스템의 스위치 제어를 통하여 모드를 변경함으로써, 모터 구동, DC 충전을 위한 DC/DC 컨버터, 또는 AC 충전을 위한 AC/DC 컨버터로 전환하여 사용할 수 있도록 한다.
도 1은 종래의 듀얼 인버터를 포함하는 개방형선형 모터 시스템을 보인 예시도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티 충전 인버터 시스템의 개략적인 구성을 보인 예시도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티 충전 인버터 시스템의 차량 주행을 위한 모터 구동 모드에 대응하는 각 스위치의 동작 상태를 보인 다른 예시도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티 충전 인버터 시스템의 차량 주행을 위한 모터 구동 모드에 대응하는 각 스위치의 동작 상태를 보인 또 다른 예시도.
도 5는 본 실시 예에 따른 멀티 충전 인버터 시스템이 DC 충전을 위한 DC/DC 컨버터 모드로 작동될 때의 각 스위치의 동작 상태를 보인 예시도.
도 6은 본 실시 예에 따른 멀티 충전 인버터 시스템이 DC 충전을 위한 DC/DC 컨버터 모드로 작동될 때의 각 스위치의 동작 상태를 보인 다른 예시도.
도 7은 본 실시 예에 따른 멀티 충전 인버터 시스템이 AC 충전을 위한 AC/DC 컨버터(인버터) 모드로 작동 될 때의 각 스위치의 동작 상태를 보인 예시도.
도 8은 상기 도 7에 대한 등가 회로를 보인 예시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 멀티 충전 인버터 시스템 및 그 제어 방법의 일 실시예를 설명한다.
이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티 충전 인버터 시스템의 개략적인 구성을 보인 예시도로서, 제1 인버터부(10), 제2 인버터부(20), 개방권선형 모터(MTR)(이하 간단히 모터로 기재할 수 있음), 충전 소켓부(30), 모드 스위칭부(110) 및 제어부(120)를 포함한다.
상기 제2 인버터부(20)의 충전 소켓부(30)측 양단(즉, 전원 라인과 접지 라인) 사이에는 DC 링크 커패시터가 형성된다.
상기 충전 소켓부(30)는 3개의 단자(L1, L2(or N), L3)를 갖는 AC 충전구(32)와 (+),(-)의 2개의 단자를 갖는 DC 충전구(31)를 포함한다.
상기 모드 스위칭부(110)는 복수의 스위치(SW1 ~ SW13)를 포함한다.
상기 각 스위치(SW1 ~ SW13)는 IGBT, MOSFET, Relay 등을 포함하며, 다만 이를 한정하는 것은 아니다.
상기 제어부(120)는 상기 모드 스위칭부(110)의 각 스위치(SW1 ~ SW12)를 제어하여, 상기 제1 인버터부, 상기 제2 인버터부, 상기 모터 및 상기 충전 소켓부간의 회로 구성을 변경함으로써, 멀티 충전 인버터 시스템을 모터 구동, DC 충전을 위한 DC/DC 컨버터, 또는 AC 충전을 위한 AC/DC 컨버터 모드로 사용할 수 있도록 한다.
상기 모드 스위칭부(110)의 제1 스위치(SW1)는 제1 인버터부(10)와 제2 인버터부(20) 사이의 전원 라인에 형성되고, 제2 내지 제4 스위치(SW2 ~ SW4)는 상기 모터(MTR)의 3상(U, V, W) 코일의 일 측 끝단과 제2 인버터부(20)의 각 상(U, V, W)별 스위칭 소자의 사이(예 : (S7와 S10 사이), (S8과 S11 사이), (S9와 S12 사이))에 각기 형성되며, 제5 스위치(SW5)는 제1 접점과 제2 접점이 상기 모터(MTR)의 3상(U, V, W) 코일 중 각기 U상과 V상 사이의 끝단에 형성되고, 제6 스위치(SW6)는 제1 접점과 제2 접점이 상기 모터(MTR)의 3상(U, V, W) 코일 중 V상과 W상 사이의 끝단에 형성되며, 제7 스위치(SW7)은 상기 제5 스위치(SW5)의 제1 접점, 및 제2 인버터부(20)의 제8 스위치(SW8)와 제10 스위치(SW10)의 사이에 형성되며, 제8 스위치(SW8)는 제2 인버터부(20)의 DC 링크 커패시터의 (+)전압단과 DC 충전구(31)측 (+)전원 라인의 사이에 형성되고, 제9 스위치(SW9)는 제2 인버터부(20)의 DC 링크 커패시터의 (-)전압단과 DC 충전구(31)측 (-)전원 라인의 사이에 형성되며, 제10 스위치(SW10)는 제2 인버터부(20)의 (+)전압단과 DC 링크 커패시터의 (+)전압단 사이에 형성되고, 제11 내지 제13 스위치(SW11 ~ SW13)는 AC 충전구(31)의 3개의 각 단자(L3, L2(or N), L1)와 제2 인버터부(20)의 각 상(U, V, W)별 스위칭 소자의 사이(예 : (S7와 S10 사이), (S8과 S11 사이), (S9와 S12 사이))에 형성된다.
한편 본 실시 예에서는 구체적으로 도시되어 있지 않지만, PFC 회로, EMC 필터 및 안전성 향상을 위한 구성요소들이 추가로 포함될 수도 있다.
도 2 내지 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티 충전 인버터 시스템의 동작 모드에 따른 모드 스위칭부의 각 스위치의 동작 상태를 설명하기 위하여 보인 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티 충전 인버터 시스템의 차량 주행을 위한 모터 구동 모드에 대응하는 각 스위치의 동작 상태를 보인 예시도로서, 제어부가(120)가 제1 내지 제4 스위치(SW1 ~ SW4)는 클로즈(Close)시키고, 제5 내지 제13 스위치(SW5 ~ SW13)는 오픈(Open) 시킨다. 이에 따라 도 1에 도시된 바와 같은 모터 구동 회로와 같이 개방권선형(OEW) 모터 구동회로가 형성된다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티 충전 인버터 시스템의 차량 주행을 위한 모터 구동 모드에 대응하는 각 스위치의 동작 상태를 보인 다른 예시도로서, 제어부(120)가 제2 내지 제4 스위치(SW2 ~ SW4)는 클로즈(Close)시키고, 제1, 및 제5 내지 제13 스위치(SW1, SW5 ~ SW13)는 오픈(Open)시킨다. 그리고 제2 인버터부(20)의 상위 스위칭 소자(S7, S8, S9)는 모두 클로즈(Close)시키고, 하위 스위칭 소자(S10, S11, S12)는 모드 오픈(Open)시킨다. 이에 따라 도 1에 도시된 바와 같은 모터 구동 회로에서 변형된 Y 결선의 모터 구동회로가 구성된다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티 충전 인버터 시스템의 차량 주행을 위한 모터 구동 모드에 대응하는 각 스위치의 동작 상태를 보인 또 다른 예시도로서, 제어부(120)가 제5, 6 스위치(SW5, SW6)는 클로즈(Close)시키고, 제1-4 및 제7-13 스위치(SW1 ~ SW4, SW7 ~ SW13)는 오픈(Open)시킨다. 이에 따라 도 1에 도시된 바와 같은 모터 구동 회로에서 변경된 Y 결선의 모터 구동회로가 구성된다.
상기 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명한 바와 같이, 모터의 운전영역에 따라서 상술한 개방권선형(OEW) 모터나 Y 결선 모터 구동 모드로 변경하여 모터의 성능을 개선(또는 변경)할 수 있도록 한다.
도 5는 본 실시 예에 따른 멀티 충전 인버터 시스템이 DC 충전을 위한 DC/DC 컨버터 모드로 작동될 때의 각 스위치의 동작 상태를 보인 예시도로서, 제어부(120)가 제2-4, 및 8-10 스위치(SW2 ~ SW4, SW8 ~ SW10)를 클로즈(Close)시키고, 제1, 5-7, 및 11-13 스위치(SW1, SW5 ~ SW7, SW11 ~ SW13)를 오픈(Open)시킨다. 이에 따라 제1 인버터부(10), 제2 인버터부(20) 및 OEW 모터(MTR)의 코일은 배터리(BAT)와 DC 충전구(31) 사이에 위치한 양방향 3상 DC/DC Buck/Boost 컨버터로 작동이 가능하다.
도 6은 본 실시 예에 따른 멀티 충전 인버터 시스템이 DC 충전을 위한 DC/DC 컨버터 모드로 작동될 때의 각 스위치의 동작 상태를 보인 다른 예시도로서, 제어부(120)가 제5-9 스위치(SW5 ~ SW9)를 클로즈(Close)시키고 제1-4, 및 제10-13 스위치(SW10 ~ SW13)를 오픈(Open)시킨다. 이에 따라 제1 인버터부(10) 및 OEW 모터(MTR)의 코일은 DC 충전구(31)에서 배터리(BAT)로의 Boost 컨버터와 배터리(BAT)에서 DC 충전구(31)로의 Buck 컨버터로 작동이 가능하다.
따라서 외부 충전기의 공급전압이 배터리 전압과 다른 경우(예 : 400V 외부 충전기, 800V Battery)에도 제1 인버터부(10)와 제2 인버터부(20)의 스위칭 소자들을 제어하여 배터리 충전에 필요한 전압으로 제어가 가능하다. 또한 차량의 배터리에 저장된 에너지를 외부에 공급하는 V2X 기능 적용 시 배터리 전압레벨과 상관없이 DC 충전구(31)에 필요한 DC 전압으로 제어하여 외부로 전력을 공급할 수 있다.
도 7은 본 실시 예에 따른 멀티 충전 인버터 시스템이 AC 충전을 위한 AC/DC 컨버터(인버터) 모드로 작동 될 때의 각 스위치의 동작 상태를 보인 예시도로서, 제어부가 제5-7, 및 제10-13 스위치(SW5 ~ SW7, SW10 ~ SW13)를 클로즈(Close)시키고, 제1-4, 및 제8-9 스위치(SW1 ~ SW4, SW8 ~ SW9)를 오픈(Open)시킴으로써, 본 실시 예에 따른 멀티 충전 인버터 시스템이 AC 충전을 위한 AC/DC 컨버터(인버터) 모드로 작동된다.
도 8은 상기 도 7에 대한 등가 회로를 보인 예시도로서, AC 충전구(32) 각 상의 AC 입력값이 제2 인버터부(20)의 각 상(U, V, W)별 상위 스위칭 소자(S7, S8, S9)와 하위 스위칭 소자(S10, S11, S12) 사이에 연결되며, 제2 인버터부(20)의 출력부에는 DC 링크 커패시터가 연결되어 제2 인버터부(20)는 AC/DC 컨버터가 되고, 제1 인버터부(10)와 OEW 모터(MTR)의 코일은 DC/DC 컨버터가 된다. 이에 따라 AC 충전구(32) 각 상의 AC 입력값은 제2 인버터부(20)를 통해 DC 전압으로 변환되고, 모터 코일 및 제1 인버터부(10)를 통해 배터리 충전에 적합한 전압으로 DC Boost 제어가 가능하다.
따라서 AC 충전구(32)의 단상 혹은 3상의 AC 입력값은 배터리 충전을 위한 DC 전압 출력으로 변환되어 배터리를 충전할 수 있다. 또한 차량의 배터리에 저장된 에너지를 외부에 공급하는 V2X 기능 적용 시 배터리의 DC 전압을 Buck 전압 제어 하여 AC 충전구(32)에 필요한 각 상의 AC 전압 출력으로 제어하여 외부로 전력을 공급할 수 있다. 본 발명의 멀티 충전 인버터 시스템의 AC/DC 컨버터 기능의 경우 전술한 구성요소 외에 PFC 회로, EMC Filter 및 Safety 등을 위한 요소들이 추가될 수 있으나, 본 발명의 개념을 설명하는 내용에서는 생략하였다.
상기와 같이 본 실시 예에 따른 멀티 충전 인버터 시스템은 듀얼 인버터(10, 20)의 모드를 변경(전환)함으로써, 모터 구동, DC 충전을 위한 DC/DC 컨버터, 또는 AC 충전을 위한 AC/DC 컨버터로 사용할 수 있도록 함으로써, 기존의 고전압 DC/DC 컨버터 및 AC 온보드 차져(OBC)를 하나의 시스템으로 통합할 수 있기 때문에 시스템의 가격 및 부피를 최소화 할 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한 본 실시 예는 종래의 OEW 모터 시스템에 추가로 Y-결선 모터로 모드 변경이 가능하므로 모터 운전영역에 따른 적절한 모드 변경을 통해 모터의 성능 개선을 얻을 수 있으며, 또한 배터리와 외부 DC 충전기의 충전 전력 전압 레벨이 다르더라도 적절한 전압으로 배터리 충전이 가능하게 하는 효과가 있다.
또한 본 실시 예는 다양한 외부 AC 충전기 종류(단상, 3상 등)로부터 충전이 가능하며, 종래의 시스템 대비 더 높은 AC 충전 전력으로 배터리 충전이 가능하고, 배터리의 저장 에너지를 원하는 타입의 출력으로 변환하여 외부로 제공할 수 있으므로 다양한 V2X 기능(예 : V2V 기능을 위한 DC 출력, V2L/V2G 기능을 위한 AC 출력 등)의 적용이 가능한 효과가 있다.
아울러 본 실시 예에 따른 멀티 충전 인버터 시스템은 친환경 차량에 한정되지 않고 듀얼 인버터를 포함하는 개방권선형 모터가 적용된 모든 시스템에 적용하는 것도 가능하다.
이상으로 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다. 또한 본 명세서에서 설명된 구현은, 예컨대, 방법 또는 프로세스, 장치, 소프트웨어 프로그램, 데이터 스트림 또는 신호로 구현될 수 있다. 단일 형태의 구현의 맥락에서만 논의(예컨대, 방법으로서만 논의)되었더라도, 논의된 특징의 구현은 또한 다른 형태(예컨대, 장치 또는 프로그램)로도 구현될 수 있다. 장치는 적절한 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어 등으로 구현될 수 있다. 방법은, 예컨대, 컴퓨터, 마이크로프로세서, 집적 회로 또는 프로그래밍 가능한 로직 디바이스 등을 포함하는 프로세싱 디바이스를 일반적으로 지칭하는 프로세서 등과 같은 장치에서 구현될 수 있다. 프로세서는 또한 최종-사용자 사이에 정보의 통신을 용이하게 하는 컴퓨터, 셀 폰, 휴대용/개인용 정보 단말기(personal digital assistant: "PDA") 및 다른 디바이스 등과 같은 통신 디바이스를 포함한다.
10 : 제1 인버터부 20 : 제2 인버터부
30 : 충전 소켓부 31 : DC 충전구
32 : AC 충전구 110 : 모드 스위칭부
120 : 제어부 MTR : 개방권선형 모터

Claims (16)

  1. 제1 인버터부;
    제2 인버터부;
    상기 제1 인버터부와 상기 제2 인버터부 사이에 연결되는 모터;
    AC 충전구와 DC 충전구를 포함하는 충전 소켓부;
    복수의 스위치(SW1 ~ SW13)를 포함하는 모드 스위칭부; 및
    상기 모드 스위칭부의 각 스위치(SW1 ~ SW13)를 제어하여, 상기 제1 인버터부, 상기 제2 인버터부, 상기 모터 및 상기 충전 소켓부 간의 회로 구성을 변경함으로써, 멀티 충전 인버터 시스템을, 모터 구동, DC 충전을 위한 DC/DC 컨버터, 또는 AC 충전을 위한 AC/DC 컨버터 모드로 사용할 수 있도록 하는 제어부;를 포함하되,
    상기 제어부는,
    제1 내지 제4 스위치(SW1 ~ SW4)는 클로즈(Close)시키고, 제5 내지 제13 스위치(SW5 ~ SW13)는 오픈(Open)시킴으로써,
    개방권선형(OEW) 모터 구동회로를 형성하여, 상기 멀티 충전 인버터 시스템을 차량 주행을 위한 모터 구동 모드로 구동하는 것을 특징으로 하는 멀티 충전 인버터 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 인버터부의 충전 소켓부측 양단인 전원 라인과 접지 라인 사이에는 DC 링크 커패시터가 형성되는 것을 특징으로 하는 멀티 충전 인버터 시스템.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 모드 스위칭부는,
    상기 제1 및 제2 인버터부 사이의 전원 라인에 형성되는 제1 스위치(SW1);
    상기 모터의 3상(U, V, W) 코일의 일 측 끝단과 상기 제2 인버터부의 각 상(U, V, W)별 스위칭 소자의 사이에 각기 형성되는 제2 내지 제4 스위치(SW2 ~ SW4);
    제1 접점과 제2 접점이 상기 모터의 3상(U, V, W) 코일 중 각기 U상과 V상 사이의 끝단에 형성되는 제5 스위치(SW5);
    제1 접점과 제2 접점이 상기 모터의 3상(U, V, W) 코일 중 V상과 W상 사이의 끝단에 형성되는 제6 스위치(SW6);
    상기 제5 스위치(SW5)의 제1 접점, 및 상기 제2 인버터부의 제8 스위치(SW8)와 제10 스위치(SW10)의 사이에 형성되는 제7 스위치(SW7);
    상기 제2 인버터부의 DC 링크 커패시터의 (+)전압단과 DC 충전구측 (+)전원 라인의 사이에 형성되는 제8 스위치(SW8);
    상기 제2 인버터부의 DC 링크 커패시터의 (-)전압단과 DC 충전구측 (-)전원 라인의 사이에 형성되는 제9 스위치(SW9);
    상기 제2 인버터부의 (+)전압단과 DC 링크 커패시터의 (+)전압단 사이에 형성되는 제10 스위치(SW10); 및
    상기 AC 충전구의 3개의 각 단자(L3, L2(or N), L1)와 상기 제2 인버터부의 각 상(U, V, W)별 스위칭 소자의 사이에 각기 형성되는 제11 내지 제13 스위치(SW11 ~ SW13);를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 충전 인버터 시스템.
  4. 삭제
  5. 제1 인버터부;
    제2 인버터부;
    상기 제1 인버터부와 상기 제2 인버터부 사이에 연결되는 모터;
    AC 충전구와 DC 충전구를 포함하는 충전 소켓부;
    복수의 스위치(SW1 ~ SW13)를 포함하는 모드 스위칭부; 및
    상기 모드 스위칭부의 각 스위치(SW1 ~ SW13)를 제어하여, 상기 제1 인버터부, 상기 제2 인버터부, 상기 모터 및 상기 충전 소켓부 간의 회로 구성을 변경함으로써, 멀티 충전 인버터 시스템을, 모터 구동, DC 충전을 위한 DC/DC 컨버터, 또는 AC 충전을 위한 AC/DC 컨버터 모드로 사용할 수 있도록 하는 제어부;를 포함하되, 상기 제어부는,
    제2 내지 제4 스위치(SW2 ~ SW4)는 클로즈(Close)시키고, 제1 및 제5 내지 제13 스위치(SW1, SW5 ~ SW13)는 오픈(Open)시키며, 제2 인버터부의 상위 스위칭 소자(S7, S8, S9)는 모두 클로즈(Close)시키고 하위 스위칭 소자(S10, S11, S12)는 모두 오픈(Open)시킴으로써,
    Y 결선의 모터 구동회로를 형성하여, 상기 멀티 충전 인버터 시스템을 차량 주행을 위한 모터 구동 모드로 구동하는 것을 특징으로 하는 멀티 충전 인버터 시스템.
  6. 제1 인버터부;
    제2 인버터부;
    상기 제1 인버터부와 상기 제2 인버터부 사이에 연결되는 모터;
    AC 충전구와 DC 충전구를 포함하는 충전 소켓부;
    복수의 스위치(SW1 ~ SW13)를 포함하는 모드 스위칭부; 및
    상기 모드 스위칭부의 각 스위치(SW1 ~ SW13)를 제어하여, 상기 제1 인버터부, 상기 제2 인버터부, 상기 모터 및 상기 충전 소켓부 간의 회로 구성을 변경함으로써, 멀티 충전 인버터 시스템을, 모터 구동, DC 충전을 위한 DC/DC 컨버터, 또는 AC 충전을 위한 AC/DC 컨버터 모드로 사용할 수 있도록 하는 제어부;를 포함하되, 상기 제어부는,
    제5, 6 스위치(SW5, SW6)는 클로즈(Close)시키고, 제1-4 및 제7-13 스위치(SW1 ~ SW4, SW7 ~ SW13)는 오픈(Open)시킴으로써,
    Y 결선의 모터 구동회로를 형성하여, 상기 멀티 충전 인버터 시스템을 차량 주행을 위한 모터 구동 모드로 구동하는 것을 특징으로 하는 멀티 충전 인버터 시스템.
  7. 제1 인버터부;
    제2 인버터부;
    상기 제1 인버터부와 상기 제2 인버터부 사이에 연결되는 모터;
    AC 충전구와 DC 충전구를 포함하는 충전 소켓부;
    복수의 스위치(SW1 ~ SW13)를 포함하는 모드 스위칭부; 및
    상기 모드 스위칭부의 각 스위치(SW1 ~ SW13)를 제어하여, 상기 제1 인버터부, 상기 제2 인버터부, 상기 모터 및 상기 충전 소켓부 간의 회로 구성을 변경함으로써, 멀티 충전 인버터 시스템을, 모터 구동, DC 충전을 위한 DC/DC 컨버터, 또는 AC 충전을 위한 AC/DC 컨버터 모드로 사용할 수 있도록 하는 제어부;를 포함하되, 상기 제어부는,
    제2-4 및 8-10 스위치(SW2 ~ SW4, SW8 ~ SW10)를 클로즈(Close)시키고, 제1, 5-7, 및 11-13 스위치(SW1, SW5 ~ SW7, SW11 ~ SW13)를 오픈(Open)시킴으로써,
    상기 멀티 충전 인버터 시스템을 양방향 3상 DC/DC 벅 또는 부스트 컨버터로 작동이 가능하게 하는 DC/DC 컨버터 모드로 구동하는 것을 특징으로 하는 멀티 충전 인버터 시스템.
  8. 제1 인버터부;
    제2 인버터부;
    상기 제1 인버터부와 상기 제2 인버터부 사이에 연결되는 모터;
    AC 충전구와 DC 충전구를 포함하는 충전 소켓부;
    복수의 스위치(SW1 ~ SW13)를 포함하는 모드 스위칭부; 및
    상기 모드 스위칭부의 각 스위치(SW1 ~ SW13)를 제어하여, 상기 제1 인버터부, 상기 제2 인버터부, 상기 모터 및 상기 충전 소켓부 간의 회로 구성을 변경함으로써, 멀티 충전 인버터 시스템을, 모터 구동, DC 충전을 위한 DC/DC 컨버터, 또는 AC 충전을 위한 AC/DC 컨버터 모드로 사용할 수 있도록 하는 제어부;를 포함하되, 상기 제어부는,
    제5-9 스위치(SW5 ~ SW9)를 클로즈(Close)시키고 제1-4, 및 제10-13 스위치(SW10 ~ SW13)를 오픈(Open)시킴으로써,
    상기 멀티 충전 인버터 시스템을 DC 충전구에서 배터리로의 부스트(Boost) 컨버터와 배터리에서 DC 충전구로의 벅(Buck) 컨버터로 작동이 가능하게 하는 DC/DC 컨버터 모드로 구동하는 것을 특징으로 하는 멀티 충전 인버터 시스템.
  9. 제1 인버터부;
    제2 인버터부;
    상기 제1 인버터부와 상기 제2 인버터부 사이에 연결되는 모터;
    AC 충전구와 DC 충전구를 포함하는 충전 소켓부;
    복수의 스위치(SW1 ~ SW13)를 포함하는 모드 스위칭부; 및
    상기 모드 스위칭부의 각 스위치(SW1 ~ SW13)를 제어하여, 상기 제1 인버터부, 상기 제2 인버터부, 상기 모터 및 상기 충전 소켓부 간의 회로 구성을 변경함으로써, 멀티 충전 인버터 시스템을, 모터 구동, DC 충전을 위한 DC/DC 컨버터, 또는 AC 충전을 위한 AC/DC 컨버터 모드로 사용할 수 있도록 하는 제어부;를 포함하되, 상기 제어부는,
    제5-7, 및 제10-13 스위치(SW5 ~ SW7, SW10 ~ SW13)를 클로즈(Close)시키고, 제1-4, 및 제8-9 스위치(SW1 ~ SW4, SW8 ~ SW9)를 오픈(Open)시킴으로써,
    상기 멀티 충전 인버터 시스템을 AC 충전을 위한 AC/DC 컨버터 모드로 구동하는 것을 특징으로 하는 멀티 충전 인버터 시스템.
  10. 멀티 충전 인버터 시스템의 제어부가 모드를 선택받는 단계; 및
    상기 제어부가, 상기 모드에 따라, 모드 스위칭부의 각 스위치(SW1 ~ SW13)를 제어하여, 제1 인버터부, 제2 인버터부, 모터 및 충전 소켓부간의 회로 구성을 변경하는 단계;를 포함하고,
    상기 회로 구성을 변경하는 단계를 통하여,
    상기 제어부는,
    상기 멀티 충전 인버터 시스템을, 모터 구동, DC 충전을 위한 DC/DC 컨버터, 또는 AC 충전을 위한 AC/DC 컨버터 모드로 구동하되,
    상기 회로 구성을 변경하는 단계에서,
    상기 제어부는,
    제1 내지 제4 스위치(SW1 ~ SW4)는 클로즈(Close)시키고, 제5 내지 제13 스위치(SW5 ~ SW13)는 오픈(Open)시킴으로써,
    개방권선형(OEW) 모터 구동회로를 형성하여, 상기 멀티 충전 인버터 시스템을 차량 주행을 위한 모터 구동 모드로 구동하는 것을 특징으로 하는 멀티 충전 인버터 시스템의 제어 방법.
  11. 삭제
  12. 멀티 충전 인버터 시스템의 제어부가 모드를 선택받는 단계; 및
    상기 제어부가, 상기 모드에 따라, 모드 스위칭부의 각 스위치(SW1 ~ SW13)를 제어하여, 제1 인버터부, 제2 인버터부, 모터 및 충전 소켓부간의 회로 구성을 변경하는 단계;를 포함하고,
    상기 회로 구성을 변경하는 단계를 통하여,
    상기 제어부는,
    상기 멀티 충전 인버터 시스템을, 모터 구동, DC 충전을 위한 DC/DC 컨버터, 또는 AC 충전을 위한 AC/DC 컨버터 모드로 구동하되,
    상기 회로 구성을 변경하는 단계에서,
    상기 제어부는,
    제2 내지 제4 스위치(SW2 ~ SW4)는 클로즈(Close)시키고, 제1 및 제5 내지 제13 스위치(SW1, SW5 ~ SW13)는 오픈(Open)시키며, 제2 인버터부의 상위 스위칭 소자(S7, S8, S9)는 모두 클로즈(Close)시키고 하위 스위칭 소자(S10, S11, S12)는 모두 오픈(Open)시킴으로써,
    Y 결선의 모터 구동회로를 형성하여, 상기 멀티 충전 인버터 시스템을 차량 주행을 위한 모터 구동 모드로 구동하는 것을 특징으로 하는 멀티 충전 인버터 시스템의 제어 방법.
  13. 멀티 충전 인버터 시스템의 제어부가 모드를 선택받는 단계; 및
    상기 제어부가, 상기 모드에 따라, 모드 스위칭부의 각 스위치(SW1 ~ SW13)를 제어하여, 제1 인버터부, 제2 인버터부, 모터 및 충전 소켓부간의 회로 구성을 변경하는 단계;를 포함하고,
    상기 회로 구성을 변경하는 단계를 통하여,
    상기 제어부는,
    상기 멀티 충전 인버터 시스템을, 모터 구동, DC 충전을 위한 DC/DC 컨버터, 또는 AC 충전을 위한 AC/DC 컨버터 모드로 구동하되,
    상기 회로 구성을 변경하는 단계에서,
    상기 제어부는,
    제5, 6 스위치(SW5, SW6)는 클로즈(Close)시키고, 제1-4 및 제7-13 스위치(SW1 ~ SW4, SW7 ~ SW13)는 오픈(Open)시킴으로써,
    Y 결선의 모터 구동회로를 형성하여, 상기 멀티 충전 인버터 시스템을 차량 주행을 위한 모터 구동 모드로 구동하는 것을 특징으로 하는 멀티 충전 인버터 시스템의 제어 방법.
  14. 멀티 충전 인버터 시스템의 제어부가 모드를 선택받는 단계; 및
    상기 제어부가, 상기 모드에 따라, 모드 스위칭부의 각 스위치(SW1 ~ SW13)를 제어하여, 제1 인버터부, 제2 인버터부, 모터 및 충전 소켓부간의 회로 구성을 변경하는 단계;를 포함하고,
    상기 회로 구성을 변경하는 단계를 통하여,
    상기 제어부는,
    상기 멀티 충전 인버터 시스템을, 모터 구동, DC 충전을 위한 DC/DC 컨버터, 또는 AC 충전을 위한 AC/DC 컨버터 모드로 구동하되,
    상기 회로 구성을 변경하는 단계에서,
    상기 제어부는,
    제2-4 및 8-10 스위치(SW2 ~ SW4, SW8 ~ SW10)를 클로즈(Close)시키고, 제1, 5-7, 및 11-13 스위치(SW1, SW5 ~ SW7, SW11 ~ SW13)를 오픈(Open)시킴으로써,
    상기 멀티 충전 인버터 시스템을 양방향 3상 DC/DC 벅/부스트 컨버터로 작동이 가능하게 하는 DC/DC 컨버터 모드로 구동하는 것을 특징으로 하는 멀티 충전 인버터 시스템의 제어 방법.
  15. 멀티 충전 인버터 시스템의 제어부가 모드를 선택받는 단계; 및
    상기 제어부가, 상기 모드에 따라, 모드 스위칭부의 각 스위치(SW1 ~ SW13)를 제어하여, 제1 인버터부, 제2 인버터부, 모터 및 충전 소켓부간의 회로 구성을 변경하는 단계;를 포함하고,
    상기 회로 구성을 변경하는 단계를 통하여,
    상기 제어부는,
    상기 멀티 충전 인버터 시스템을, 모터 구동, DC 충전을 위한 DC/DC 컨버터, 또는 AC 충전을 위한 AC/DC 컨버터 모드로 구동하되,
    상기 회로 구성을 변경하는 단계에서,
    상기 제어부는,
    제5-9 스위치(SW5 ~ SW9)를 클로즈(Close)시키고 제1-4, 및 제10-13 스위치(SW10 ~ SW13)를 오픈(Open)시킴으로써,
    상기 멀티 충전 인버터 시스템을 DC 충전구에서 배터리로의 부스트(Boost) 컨버터와 배터리에서 DC 충전구로의 벅(Buck) 컨버터로 작동이 가능하게 하는 DC/DC 컨버터 모드로 구동하는 것을 특징으로 하는 멀티 충전 인버터 시스템의 제어 방법.
  16. 멀티 충전 인버터 시스템의 제어부가 모드를 선택받는 단계; 및
    상기 제어부가, 상기 모드에 따라, 모드 스위칭부의 각 스위치(SW1 ~ SW13)를 제어하여, 제1 인버터부, 제2 인버터부, 모터 및 충전 소켓부간의 회로 구성을 변경하는 단계;를 포함하고,
    상기 회로 구성을 변경하는 단계를 통하여,
    상기 제어부는,
    상기 멀티 충전 인버터 시스템을, 모터 구동, DC 충전을 위한 DC/DC 컨버터, 또는 AC 충전을 위한 AC/DC 컨버터 모드로 구동하되,
    상기 회로 구성을 변경하는 단계에서,
    상기 제어부는,
    제5-7, 및 제10-13 스위치(SW5 ~ SW7, SW10 ~ SW13)를 클로즈(Close)시키고, 제1-4, 및 제8-9 스위치(SW1 ~ SW4, SW8 ~ SW9)를 오픈(Open)시킴으로써,
    상기 멀티 충전 인버터 시스템을 AC 충전을 위한 AC/DC 컨버터 모드로 구동하는 것을 특징으로 하는 멀티 충전 인버터 시스템의 제어 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101684064B1 (ko) * 2015-02-12 2016-12-07 현대자동차주식회사 전기 자동차의 충전 시스템
KR20210050555A (ko) * 2018-08-31 2021-05-07 더 가버닝 카운슬 오브 더 유니버시티 오브 토론토 이중 인버터 구동부를 갖는 자동차용 통합 3상 ac 충전기

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101684064B1 (ko) * 2015-02-12 2016-12-07 현대자동차주식회사 전기 자동차의 충전 시스템
KR20210050555A (ko) * 2018-08-31 2021-05-07 더 가버닝 카운슬 오브 더 유니버시티 오브 토론토 이중 인버터 구동부를 갖는 자동차용 통합 3상 ac 충전기

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