KR102663664B1 - 모터 구동 시스템을 이용한 멀티 입력 충전 시스템 및 방법 - Google Patents

모터 구동 시스템을 이용한 멀티 입력 충전 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

충전과정에서 중성점 전압을 형성하는 중성점 커패시터 및 인버터와 배터리 사이의 직류 커패시터에 형성된 고압의 충전 전압을 신속하게 강제 방전시킬 수 있는 모터 구동 시스템을 이용한 멀티 입력 충전 시스템 및 방법이 개시된다.

Description

모터 구동 시스템을 이용한 멀티 입력 충전 시스템 및 방법{MULTI-INPUT CHARGING SYSTEM AND METHOD USING MOTOR DRIVING SYSTEM}
본 발명은 모터 구동 시스템을 이용한 멀티 입력 충전 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배터리 충전 과정에서 특정 전압을 형성하기 위해 사용된 커패시터를 충전이 종료된 이후 신속하게 방전시킬 수 있는 모터 구동 시스템을 이용한 멀티 입력 충전 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 전기 자동차 또는 플러그인 하이브리드 자동차는 외부의 충전 설비에서 제공되는 전력을 차량 내 배터리 충전에 적합한 상태로 변환하여 배터리로 제공하여 배터리 충전을 실시하고 있다.
예를 들어, 종래에 급속 충전을 위한 충전 설비는 400V의 단일한 전압 규격을 출력하도록 제작되었으나, 차량 내에 사용되는 배터리는 효율, 주행 가능 거리 향상을 위해 800V 혹은 그 이상의 전압을 가지도록 배터리가 설계되는 추세이다. 따라서, 급속 충전 설비는 여전히 400V의 충전 전압을 제공하고 있으나 차량 내 사용되는 배터리는 800V 이상의 전압 사양을 가지므로, 배터리의 충전을 위해서는 외부의 충전 설비에서 제공된 전압을 승압하기 위한 승압 컨버터가 요구된다.
그러나, 큰 범위의 전압 승압을 위한 대용량의 컨버터는 무게와 부피가 매우 크고 가격 또한 고가로서 차량 내 구비하기 어려울 뿐만 아니라 차량의 가격을 상승시키는 원인이 될 수 있다.
이에 당 기술분야에는 기존 인프라로 구축되어 있는 상대적으로 낮은 전압의 충전 전압을 제공하는 충전 설비의 전압을 제공 받아 추가적 장치 및 추가적 비용 상승 없이 승압하여 배터리로 제공하여 충전할 수 있는 모터 중성점을 이용한 배터리 충전 기법이 제안되었다.
모터 중성점을 이용한 배터리 충전 기법은 모터 중성점으로 외부 충전 전력을 인가 받고 모터의 코일과 인버터의 스위칭 소자를 이용하여 모터 중성점의 전압을 배터리 충전 가능 전압 레벨로 승압하여 배터리로 인가하는 충전 방식이다. 만약 외부 충전 전압이 배터리 충전 전압으로 적절한 크기를 갖는다면 모터 중성점으로 외부 전력을 인가 받는 대신 외부 충전 전압을 직접 배터리에 인가되게 할 수도 있다. 이와 같이, 외부 충전 전압이 배터리 충전 전압 보다 낮은 경우 모터 및 인버터를 이용하여 승압하거나, 외부 충전 전압에 배터리 충전 전압으로 적절한 경우 외부 충전 전력을 직접 배터리로 제공하는 충전 시스템은 다양한 외부 충전 전압을 인가 받아 배터리를 충전이 가능한 점에서 멀티 입력 충전 시스템이라 명명할 수 있다.
이러한 멀티 입력 충전 시스템에서, 외부 충전 전력이 인가되는 경우 모터의 중성점의 전압을 형성하기 위한 커패시터나 배터리로 제공되는 전압을 형성하기 위한 커패시터 등 여러 커패시터가 적용될 수 있다. 배터리의 충전 과정에서 이 커패시터들에는 매우 높은 전압에 의한 충전이 이루어진다. 예를 들어, 중성점 전압을 형성하는 커패시터 및 인버터 출력 전압을 형성하는 커패시터에는 적어도 400 내지 800V의 고전압이 형성되며, 배터리 충전이 진행되는 동안 이 고전압에 의해 커패시터에 저장된 전하가 충전 이후 신속하게 강제 방전되지 못하면 운전자나 작업자 등이 감전될 수 있는 위험이 존재한다.
따라서, 모터 중성점을 이용한 배터리의 멀티 입력 충전 기법을 안정적으로 구현하기 위해서는 반드시 충전이 종료된 이후 신속하게 커패시터를 강제 방전시키는 방안이 요구되고 있다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
한국특허출원 제10-2018-0043152호 한국특허출원 제10-2018-0154797호 한국특허출원 제10-2018-0160200호
이에 본 발명은, 모터의 중성점으로 직류 전력을 제공받고 모터의 인덕터와 인버터 내 스위칭 소자의 제어를 통해 원하는 전압의 충전 전압을 생성하는 과정에서 모터의 중성점 전압을 형성하는 커패시터 및 인버터 출력 전압을 형성하는 커패시터를 충전 종료 후 신속하게 강제 방전시킬 수 있는 모터 구동 시스템을 이용한 멀티 입력 충전 시스템 및 방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서 본 발명은,
충전 대상인 배터리;
상기 배터리와 연결되며, 복수의 스위칭 소자를 구비하는 인버터;
상기 인버터와 연결되며 중성점에 제공되는 전력을 상기 인버터로 제공하는 모터;
상기 배터리에 일단이 연결되며 외부로부터 직류 충전 전력이 입력되는 충전 전력 입력단에 타단이 연결된 제1 릴레이;
상기 중성점에 일단이 연결되며 상기 충전전력 입력단에 타단이 연결된 제2 릴레이;
상기 제1 릴레이 타단 및 상기 제2 릴레이의 타단에 연결되어 입력 충전 전압을 형성하는 중성점 커패시터;
상기 중성점 커패시터에 일단이 연결되고 상기 충전전력 입력단에 타단이 연결된 제3 릴레이; 및
상기 배터리를 충전하는 충전 모드에서, 상기 제3 릴레이를 온시키고 상기 직류 충전 전력의 전압 크기에 기반하여 상기 제1 릴레이 및 상기 제2 릴레이를 선택적으로 온시켜 상기 직류 충전 전력을 상기 배터리로 공급하고, 상기 배터리의 충전이 완료되면 상기 인버터의 복수의 스위칭 소자를 제어하여 상기 중성점 커패시터를 강제 방전시키는 컨트롤러;
를 포함하는 모터 구동 시스템을 이용한 멀티 입력 충전 시스템을 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 컨트롤러는, 상기 충전 모드에서 상기 직류 충전 전력의 전압 크기가 상기 배터리를 충전할 수 있는 크기를 갖는 경우, 상기 제1 릴레이를 온시키고 상기 제2 릴레이를 오프시켜 상기 직류 충전 전력을 상기 배터리로 직접 제공되게 할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 컨트롤러는, 상기 배터리의 충전이 완료되면 상기 직류 충전 전력을 차단한 후 상기 제1 릴레이의 온 상태를 유지하고, 상기 인버터에서 상기 모터로 제공되는 전류의 d축 성분이 0이 아닌 설정값을 갖고 q축 성분이 0이 되도록 상기 복수의 스위칭 소자를 제어하는 영토크 제어를 실시할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태는, 상기 배터리에 일단이 연결되고 상기 제1 릴레이의 일단에 타단이 연결된 메인 릴레이 및 상기 메인 릴레이의 타단에 연결되어 상기 인버터의 상기 배터리 측 출력단의 직류 전압을 형성하는 직류 커패시터를 더 포함하며, 상기 컨트롤러는, 상기 배터리의 충전이 완료되면 상기 직류 충전 전력을 차단한 후 상기 메인 릴레이를 오프시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 충전 모드에서 상기 직류 충전 전력의 전압 크기가 상기 배터리의 전압 보다 작은 경우, 상기 제2 릴레이를 온시키고 상기 제1 릴레이를 오프시켜 상기 모터의 중성점으로 직류 충전 전력을 공급하며, 상기 인버터의 스위칭 소자를 제어하여 상기 중성점의 전압을 승압시켜 상기 배터리로 인가함으로써 상기 배터리로 충전 전력을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 컨트롤러는, 상기 배터리의 충전이 완료되면 상기 직류 충전 전력을 차단한 후 상기 제2 릴레이의 온 상태를 유지하고, 상기 인버터에서 상기 모터로 제공되는 전류의 d축 성분이 0이 아닌 설정값을 갖고 q축 성분이 0이 되도록 상기 복수의 스위칭 소자를 제어하는 영토크 제어 기법; 상기 인버터의 복수의 스위칭 소자 중 상기 모터와 상기 배터리의 음단자 측 사이에 연결된 복수의 하부 스위칭 소자 중 적어도 일부를 온 시키는 기법; 및 상기 인버터의 복수의 스위칭 소자 중 상기 배터리의 양단자 측 사이에 연결된 복수의 상부 스위칭 소자 중 적어도 일부를 온 시키는 기법 중 적어도 하나의 제어를 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 컨트롤러는, 상기 영토크 제어만 실시하거나, 상기 영토크 제어를 실시한 후 상기 배터리의 음단자 측 사이에 연결된 복수의 하부 스위칭 소자 중 적어도 일부를 온 시키는 기법을 실시하거나, 상기 배터리의 양단자 측 사이에 연결된 복수의 상부 스위칭 소자 중 적어도 일부를 온 시키는 기법만 실시할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태는, 상기 배터리에 일단이 연결되고 상기 제1 릴레이의 일단에 타단이 연결된 메인 릴레이 및 상기 메인 릴레이의 타단에 연결되어 상기 인버터의 상기 배터리 측 출력단의 직류 전압을 형성하는 직류 커패시터를 더 포함하며, 상기 컨트롤러는, 상기 배터리의 충전이 완료되면 상기 직류 충전 전력을 차단한 후 상기 메인 릴레이를 오프시킬 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 다른 수단으로서 본 발명은,
전술한 멀티 입력 충전 시스템을 이용한 충전 방법에 있어서,
상기 배터리의 충전이 완료되었는지 판단하는 단계;
상기 배터리의 충전이 완료된 것으로 판단되면, 상기 직류 충전 전력의 공급을 차단하는 단계; 및
상기 직류 충전 전력의 크기에 기반하여 상기 중성점 커패시터를 방전시키기 위한 상기 인버터 제어 방식을 결정하고 결정된 제어 방식으로 상기 인버터 내 복수의 스위칭 소자를 제어하여 상기 중성점 커패시터를 방전시키는 단계;
를 포함하는 모터 구동 시스템을 이용한 멀티 입력 충전 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 차단하는 단계는, 상기 충전전력 입력단의 전압을 확인하는 단계 및 상기 충전전력 입력단의 전압이 0이 아닌 경우 상기 제3 릴레이를 오프 시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 차단하는 단계는, 상기 충전전력 입력단의 전압을 확인하는 단계 및 상기 충전전력 입력단의 전압이 0인 경우 상기 제3 릴레이의 상태를 유지하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 방전시키는 단계는, 상기 제1 릴레이를 온시키고 상기 제2 릴레이를 오프시켜 상기 직류 충전 전력을 상기 배터리로 직접 제공되게 하여 상기 배터리를 충전한 경우, 상기 직류 충전 전력을 차단한 후 상기 제1 릴레이의 온 상태를 유지하는 단계; 및 상기 인버터에서 상기 모터로 제공되는 전류의 d축 성분이 0이 아닌 설정값을 갖고 q축 성분이 0이 되도록 상기 복수의 스위칭 소자를 제어하는 영토크 제어를 실시하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 멀티 입력 충전 시스템은, 상기 배터리에 일단이 연결되고 상기 제1 레이의 일단에 타단이 연결된 메인 릴레이 및 상기 메인 릴레이의 타단에 연결되어 상기 인버터의 상기 배터리 측 출력단의 직류 전압을 형성하는 직류 커패시터를 더 포함할 수 있으며, 상기 유지하는 단계는 상기 직류 충전 전력을 차단한 후 상기 제1 릴레이의 온 상태를 유지하고 상기 메인 릴레이를 오프 시키는 단계일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 방전시키는 단계는, 상기 제2 릴레이를 온시키고 상기 제1 릴레이를 오프시켜 상기 모터의 중성점으로 직류 충전 전력을 공급하며, 상기 인버터의 스위칭 소자를 제어하여 상기 중성점의 전압을 승압시켜 상기 배터리로 인가함으로써 상기 배터리를 충전한 경우, 상기 직류 충전 전력을 차단한 후 상기 제2 릴레이의 온 상태를 유지하는 단계; 및 상기 인버터에서 상기 모터로 제공되는 전류의 d축 성분이 0이 아닌 설정값을 갖고 q축 성분이 0이 되도록 상기 복수의 스위칭 소자를 제어하는 영토크 제어 기법과 상기 인버터의 복수의 스위칭 소자 중 상기 모터와 상기 배터리의 음단자 측 사이에 연결된 복수의 하부 스위칭 소자 중 적어도 일부를 온 시키는 제어 기법 및 상기 인버터의 복수의 스위칭 소자 중 상기 배터리의 양단자 측 사이에 연결된 복수의 상부 스위칭 소자 중 적어도 일부를 온 시키는 제어 기법 중 적어도 하나의 제어 기법을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 적어도 하나의 제어를 수행하는 단계는, 상기 영토크 제어만 실시하거나, 상기 영토크 제어를 실시한 후 상기 인버터의 복수의 스위칭 소자 중 상기 모터와 상기 배터리의 음단자 측 사이에 연결된 복수의 하부 스위칭 소자 중 적어도 일부를 온 시키는 제어 기법을 수행하거나, 상기 인버터의 복수의 스위칭 소자 중 상기 배터리의 양단자 측 사이에 연결된 복수의 상부 스위칭 소자 중 적어도 일부를 온 시키는 제어 기법만 실시할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 적어도 하나의 제어를 수행하는 단계에서, 상기 인버터의 복수의 스위칭 소자 중 상기 모터와 상기 배터리의 음단자 측 사이에 연결된 복수의 하부 스위칭 소자 중 적어도 일부를 온 시키는 제어 기법을 수행하는 경우, 상기 복수의 하부 스위칭 소자 중 하나를 온 시킨 후 온 상태의 하부 스위칭 소자의 발열이 발생하면 발열이 발생한 하부 스위칭 소자를 오프시키고 다른 하부 스위칭 소자를 온 시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 적어도 하나의 제어를 수행하는 단계에서, 상기 인버터의 복수의 스위칭 소자 중 상기 모터와 상기 배터리의 양단자 측 사이에 연결된 복수의 상부 스위칭 소자 중 적어도 일부를 온 시키는 제어 기법을 수행하는 경우, 상기 복수의 상부 스위칭 소자 중 하나를 온 시킨 후 온 상태의 상부 스위칭 소자의 발열이 발생하면 발열이 발생한 상부 스위칭 소자를 오프시키고 다른 상부 스위칭 소자를 온 시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 멀티 입력 충전 시스템은, 상기 배터리에 일단이 연결되고 상기 제1 릴레이의 일단에 타단이 연결된 메인 릴레이 및 상기 메인 릴레이의 타단에 연결되어 상기 인버터의 상기 배터리 측 출력단의 직류 전압을 형성하는 직류 커패시터를 더 포함할 수 있으며, 상기 유지하는 단계는 상기 직류 충전 전력을 차단한 후 상기 제2 릴레이의 온 상태를 유지하고 상기 메인 릴레이를 오프 시키는 단계일 수 있다.
상기 모터 구동 시스템을 이용한 멀티 입력 충전 시스템 및 방법에 따르면, 충전과정에서 중성점 전압을 형성하는 중성점 커패시터 및 인버터와 배터리 사이의 직류 커패시터에 형성된 고압의 충전 전압을 신속하게 강전 방전시킴으로써 운전자나 정비자 등이 감전될 수 있는 위험을 제거할 수 있으며, 법규에서 요구하는 여러 안전 기준들을 충족시킬 수 있는 우수한 효과가 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 모터 구동 시스템을 이용한 멀티 입력 충전 시스템의 회로도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 모터 구동 시스템을 이용한 멀티 입력 충전 시스템이 제1 충전전압으로 배터리를 충전하는 경우의 릴레이 상태를 설명하기 위한 회로도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 모터 구동 시스템을 이용한 멀티 입력 충전 시스템이 제2 충전전압으로 배터리를 충전하는 경우의 릴레이 상태를 설명하기 위한 회로도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 모터 구동 시스템을 이용한 멀티 입력 충전 방법을 도시한 흐름도이다.
이하, 첨부의 도면을 참조하여 다양한 실시 형태에 따른 모터 구동 시스템을 이용한 멀티 입력 충전 시스템을 상세하게 설명하기로 한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 충전 시스템(10)은, 외부 충전 설비(Electric Vehicle Supply Equipment: EVSE)(20)에서 제공되는 충전 전력이 갖는 전압의 크기에 따라 릴레이(R1, R2)의 연결 상태를 적절하게 제어하여, 외부 충전 설비(20)의 전력을 직접 배터리(11)로 공급하거나 모터(13)의 구동을 위해 마련된 인버터(12)를 활용하여 전압의 크기를 변환한 후 배터리(11)로 공급하여 배터리(11)를 충전하는 시스템이다.
일반적으로, 모터(13)를 구동하기 위한 시스템은, 모터(13)를 구동하기 위한 전력을 저장하는 에너지 저장 장치인 배터리(11)와 배터리(11)에 저장된 직류 전력을 3상의 교류로 변환하여 모터(13)로 제공하는 인버터(12)를 포함할 수 있다. 인버터(12)는 배터리(11)의 양(+)단자와 음(-)단자에 상호 병렬 관계로 연결되는 세 개의 레그를 가지며, 각 레그(L1-L3)에는 두 개의 스위칭 소자(S1 내지 S6 중 두 개)가 서로 직렬 연결되고 두 스위칭 소자의 연결 노드에서 모터(13)로 한 상의 구동 전력이 제공된다. 이와 같이, 모터(13)를 구동하는 모터 구동 모드에서는 도 1의 배터리(11)에서 모터(13) 방향으로 에너지 흐름이 이루어진다.
반면, 배터리(11)를 충전하는 충전모드에서는 전술한 모터 구동을 위한 에너지 흐름과는 달리, 외부 충전 설비(20)로부터 배터리(11)의 방향으로 에너지의 흐름이 발생한다. 외부 충전 설비(20)가 제공하는 충전 전력이 갖는 전압의 크기에 따라, 외부 충전 설비(20)와 배터리(11)가 직결되어 배터리(11)로 충전 전력이 제공되거나, 모터(13)의 중성점(N)으로 제공되는 외부 충전 전력을 인버터(11)의 각 상에 대응되는 레그로 제공받고, 각 레그의 스위칭 소자를 제어하여 승압한 후 배터리(11)로 제공하여 배터리(11)의 충전이 이루어지게 할 수 있다.
여기에서, 충전 설비(20)에서 배터리(11)로 에너지가 흐르는 충전 모드에서, 모터(13)의 3 상 코일 하나와 그에 연결된 인버터(12)의 레그(L1-L3) 내 스위칭 소자(S1-S6)는 하나의 승압회로를 구성할 수 있다. 다시 말해, 3상 모터와 3상 인버터에 의해 총 세 개의 승압회로가 모터(13)의 중성점(N)과 배터리(11) 사이에 병렬로 연결된 것과 같은 회로가 구성된다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 모터 구동 시스템에서, 컨트롤러(100)는 충전 설비(20)에서 제공되는 충전 전력의 전압 크기에 따라 릴레이(R1, R2)의 연결 상태를 제어할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 모터 구동 시스템을 이용한 멀티 입력 충전 시스템이 제1 충전전압으로 배터리를 충전하는 경우의 릴레이 상태를 설명하기 위한 회로도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 모터 구동 시스템을 이용한 멀티 입력 충전 시스템이 제2 충전전압으로 배터리를 충전하는 경우의 릴레이 상태를 설명하기 위한 회로도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 충전 설비(20)가 제공하는 직류 전력의 전압이 배터리를 충전할 수 있는 크기를 갖는 경우, 컨트롤러(100)는 충전전력 입력단(30)과 모터(13)의 중성점(N) 사이의 전기적 연결 상태를 결정하는 제3 릴레이(R3)를 온 시켜 단락 상태로 만든 후 제1 릴레이(R1)을 단락 상태로 제어하여 충전 설비(20)가 제공하는 직류 전력을 직접 배터리(11)로 인가되게 할 수 있다.
또한, 도 3에 도시한 바와 같이, 충전 설비(20)가 제공하는 직류 전력의 전압이 배터리(11)의 전압 보다 작은 크기를 갖는 경우, 컨트롤러(100)는 충전전력 입력단(30)과 모터(13)의 중성점(N) 사이의 전기적 연결 상태를 결정하는 제3 릴레이(R3)를 온 시켜 제2 릴레이(R2)를 단락상태로 제어하고, 모터(13)를 구성하는 코일들에 의한 인덕턴스와 인버터(12)의 스위칭 소자(S1-S6)로 구현되는 승압회로를 이용하여 스위칭 소자(S1-S6)의 듀티 제어를 통해 충전 설비(20)의 직류 전력의 전압을 원하는 승압하여 배터리(11)로 인가할 수 있다.
이미 설명한 바와 같이, 제1 릴레이(R1)는 배터리(11) 측과 충전 설비(20)로부터 충전 전력을 입력 받는 충전전력 입력단(30) 측 사이에 전기적 연결 상태를 결정하는 릴레이이고, 제2 릴레이(R2)는 모터(13)의 중성점(N)과 충전 전력 입력단(30) 측 사이의 전기적 연결 상태를 결정하는 릴레이이다.
컨트롤러(100)는 위와 같은 릴레이(R1-R3) 상태 제어 및 인버터(12) 제어를 통해 배터리(11)를 충전하는 과정이 종료된 경우, 중성점 커패시터(Cnp)에 충전된 전압을 강제 방전하기 위한 제어기법을 제공한다. 컨트롤러(100)에 의해 수행되는 커패시터 강제 방전을 위한 다양한 제어 기법은 후술하는 본 발명의 일 실시형태에 따른 모터 구동 시스템을 이용한 멀티 입력 충전 방법에 대한 설명을 통해 더욱 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 모터 구동 시스템을 이용한 멀티 입력 충전 시스템은, 메인 릴레이(Rm), 제3 릴레이(R3)를 더 포함할 수 있다. 메인 릴레이(Rm)는 배터리(11)와 인버터(12) 사이에 연결되어 배터리(11)와 인버터(12) 사이의 전기적 연결관계를 결정하는 릴레이이고, 이미 설명한 것과 같이 제3 릴레이(R3)는 충전 전력 입력단(30)과 중성점 커패시터(Cnp) 사이의 전기적 연결관계를 결정하는 릴레이이다.
더하여, 본 발명의 일 실시형태에 따른 모터 구동 시스템을 이용한 멀티 입력 충전 시스템은, 이미 설명한 바와 같이, 충전 설비(20)로부터 충전 전력을 입력 받는 충전 전력 입력단(30)의 양(+)단자와 음(-)단자 사이에 연결되어 직류 전압(Vnp)을 형성하는 중성점 커패시터(Cnp)와, 인버터(12)의 배터리(11) 측 입력단에 마련되는 직류 커패시터(Cdc)를 더 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 모터 구동 시스템을 이용한 멀티 입력 충전 방법을 도시한 흐름도이다.
도 4는 충전 종료 이후 본 발명의 일 실시형태에 따른 모터 구동 시스템을 이용함 멀티 입력 충전 방법을 도시한 것으로, 충전이 종료된 것으로 확인된 경우(S11), 컨트롤러(100)는 충전 시 외부 충전 설비(20)에서 충전전력 입력단(30)으로 입력된 충전 전압의 크기에 따라(S12) 그에 대응되는 적절한 강제 방전 기법을 적용할 수 있다.
여기서, 충전 종료의 판단은 충전 대상인 배터리(11)의 충전 상태(State Of Charge: SOC)가 사전 설정된 충전 설정값에 도달한 경우 컨트롤러(100)에 의해 이루어질 수 있다.
외부 충전 설비(20)에서 입력된 충전 전압이 배터리(100)를 충전시킬 수 있는 크기의 전압인 제1 충전전압인 경우, 도 2에 도시된 것과 같이 충전시에는 제1 릴레이(R1)가 온 상태가 되어 외부충전 전력이 제1 릴레이(R1) 및 메인 릴레이(Rmain)을 통해 배터리(11)로 직접 제공된다. 이러한 제1 충전전압에 의해 배터리(11)를 충전하는 과정이 종료되면, 컨트롤러(100)는 외부 충전 설비(20)와 차량 시스템(10) 사이의 전기적 연결을 형성하는 제3 릴레이(R3)가 오프 상태인지 확인한 후(S21) 오프 상태가 아니면 외부 충전 설비(20)에서 충전 전압이 인가되는지 확인한다(S23).
이어, 컨트롤러(100)는 외부 충전 설비(S23)에서 충전 전압이 공급되지 않는 경우 제3 릴레이(R3)를 오프 시키는 제어를 생략할 수 있으며, 외부 충전 설비(S23)에서 충전 전압이 공급되는 경우 제3 릴레이(R3)를 오프 시키는 제어를 수행할 수 있다(S24).
배터리의 충전 과정에서 차량 시스템(10)의 컨트롤러(100)와 충전 설비(20)에 구비된 컨트롤러(200)는 별도의 통신선 등을 이용하여 상호 통신을 할 수 있다. 차량 시스템(10)의 컨트롤러(100)가 배터리(11)의 충전이 완료된 것으로 판단한 경우 이를 충전 설비(20) 내 컨트롤러(200)로 제공하여 컨트롤러(200)가 충전 전력 공급을 중단되게 할 수 있다. 이러한 경우에, 외부 충전 설비(20)에서 충전 전력 입력단(30)으로 충전 전압이 인가되지 않을 수 있으므로 제3 릴레이(R3)를 오프할 필요 없이 바로 커패시터 강제 방전 제어를 수행할 수 있다.
만약, 외부 충전 설비(20)가 컨트롤러(200)에 의한 자체적인 충전 전력 공급 제어가 불가능하거나 컨트롤러(100)와의 통신 오류 등에 의해 충전 전압이 계속 공급되는 경우에는 반드시 제3 릴레이(R3)를 오프 시킬 필요가 있다.
이어, 외부 충전 설비(20) 자체의 충전 전력 공급 중단 또는 제3 릴레이(R3)의 오프 등에 의해 충전 전력 입력단으로 외부 충전 전압이 인가되지 않는 상태에서, 컨트롤러(100)는 제1 릴레이(R1)가 온인 상태를 계속 유지하면서(S25), 인버터(12) 내의 스위칭 소자를 영토크 제어한다(S26).
인버터(12)의 영토크 제어는 인버터(12)에서 모터(13)로 출력되는 전류의 d축 성분이 0이 아닌 사전 설정값을 갖고 q축 성분이 0이 되도록 제어하는 것으로, 인버터(12)를 제어하기 위한 전류 지령 중 q축 전류 지령을 0으로 설정하고, d축 전류 지령을 0이 아닌 일정한 설정값이 되게 제어하는 것이다. 이러한 영토크 제어에 의해 모터(13)의 토크는 발생하지 않고 모터(13)에 제공되는 전력은 모터(13)의 발열에 의해 소모될 수 있다.
즉, 단계(S25)에서 제1 릴레이(R1)이 온 상태를 유지하므로 중성점 커패시터(Cnp)는 인버터(12)의 배터리 입력단 직류 커패시터(Cdc)와 병렬 연결 관계를 형성하게 되며, 중성점 커패시터(Cnp)와 직류 커패시터(Cdc)는 인버터(12)의 배터리 입력단에 일정 전압을 형성하게 된다. 단계(S26)에서, 컨트롤러(100)는 인버터(12)의 전류 지령 중 d축 전류 지령을 0이 아닌 일정한 값을 갖게 하고 q축 전류 지령을 0으로 설정함으로써 모터(13)에서 토크를 발생시키지 않고 발열로 중성점 커패시터(Cnp)와 직류 커패시터(Cdc) 중성점 커패시터(Cnp)와 직류 커패시터(Cdc) 커패시터(Cnp)와 직류 커패시터(Cdc)의 충전 전압을 소모하게 하여 중성점 커패시터(Cnp)와 직류 커패시터(Cdc)를 강제 방전시킬 수 있게 된다.
인버터(12)의 영토크 제어를 위한 스위칭 소자(S1-S6)의 스위칭 방식은 인버터(12)를 제어하기 위해 적용되는 변조 방식 등에 따라 변경될 수 있으며 당 기술 분야에서 인버터(12)를 영토크 제어하기 위한 여러 기법들이 알려져 있으므로 구체적인 스위칭 소자(S1-S6)의 온/오프 상태 제어에 대한 설명을 생략하기로 한다.
물론, 단계(S25)에서 컨트롤러(100)는 충전이 완료된 배터리(11)와 인버터(12) 사이의 연결을 차단하여 배터리(11)에 의해 커패시터들이 충전되는 것을 차단하여야 한다.
한편, 외부 충전 설비(20)에서 입력된 충전 전압이 배터리(100)의 전압 보다 작은 크기인 제2 충전전압인 경우, 도 3에 도시된 것과 같이 충전시에는 제2 릴레이(R2)가 온 상태가 되어 외부충전 전력이 제2 릴레이(R1) 및 인버터(12)의 승압 제어를 통해 배터리(11)로 제공된다. 이러한 제2 충전전압에 의해 배터리(11)를 충전하는 과정이 종료되면, 컨트롤러(100)는 전술한 단계(S21 내지 S23)과 실질적으로 동일한 과정을 수행할 수 있다. 즉, 컨트롤러(100) 외부 충전 설비(20)에서 인가되는 충전 전압의 크기를 확인하고 제3 릴레이(R3)를 선택적으로 오프 상태로 만들어, 충전 전력 입력단(30)에 외부 충전 전압이 인가되지 않는 상태로 만드는 과정을 수행할 수 있다(S31 내지 S33).
이어, 컨트롤러(100)는 메인 릴레이(Rmain)을 오프시키고 제2 릴레이(R2)를 온 상태로 계속 유지하면서(S34), 인버터(12) 내의 스위칭 소자를 다양한 방식으로 제어할 수 있다(S35).
제2 릴레이(R2)가 온 상태인 경우에는 인버터(12)를 다양한 방식으로 제어하여 커패시터들을 강제 방전시킬 수 있다. 이 강제 방전 방식에 적용되는 인버터 제어 방법은 먼저, 전술한 단계(S26)과 같이 인버터(12)의 q축 전류 지령을 0으로 만들고 d축 전류 지령을 0이 아닌 일정한 값이 되게 하는 영토크 제어 방식과, 인버터(12)의 각 상에 대응되는 레그에 포함된 스위칭 소자 중 모터(13)와 배터리(11)의 양단자 측 사이에 연결된 상부 스위칭 소자(S1, S3, S5) 중 적어도 하나를 온시키는 방식과, 인버터(12)의 각 상에 대응되는 레그에 포함된 스위칭 소자 중 모터(13)와 배터리(11)의 음단자 측 사이에 연결된 하부 스위칭 소자(S2, S4, S6) 중 적어도 하나를 온시키는 방식을 포함할 수 있다.
단계(S35)에서 컨트롤러(100)는 영토크 제어, 상부 스위칭 소자(S1, S3, S5) 중 적어도 하나를 온시키는 방식 및 하부 스위칭 소자(S2, S4, S6) 중 적어도 하나를 온시키는 방식 중 적절한 제어 방법을 선택적으로 적용하여 커패시터를 강제 장전 시킬 수 있다.
먼저, 단계(S35)에서 컨트롤러(100)는 단계(S26)과 같이 영토크 제어를 실시하여 커패시터들을 강제 방전시킬 수 있다. 이 경우 인버터(12)의 배터리(11) 측 입력단에 연결된 직류 커패시터(Cdc)는 모터(13)의 발열에 의해 방전되고 이 과정에서 중성점 커패시터(Cnp) 역시 스위칭 소자들의 온/오프 제어 시 형성되는 전류 경로에 의해 방전될 수 있다.
다음으로, 단계(S35)에서 컨트롤러(100)는 단계(S26)과 같이 영토크 제어를 실시하여 인버터(12)의 배터리(11) 측 입력단에 연결된 직류 커패시터(Cdc)를 방전시킨 후 모터(13)와 배터리(11)의 음단자 측 사이에 연결된 하부 스위칭 소자(S2, S4, S6) 중 적어도 하나를 온시키는 방식을 수행하여 중성점 커패시터(Cnp)를 강제 방전시킬 수 있다. 영토크 제어는 주로 직류 커패시터(Cdc)의 방전을 위한 제어로 직류 커패시터(Cdc)의 방전이 완료된 이후에도 중성점 커패시터(Cnp)는 완전히 방전되지 않은 상태일 수 있다. 따라서, 단계(S35)에서는 일정 시간 인버터(12)를 영토크 제어한 이후 인버터(12)의 하부 스위치(S2, S4, S6) 중 적어도 하나를 온 시켜 '중성점 커패시터(Cnp)-제2 릴레이(R2)-하부 스위칭 소자(S2, S4, S6)-중성점 커패시터(Cnp)'로 이어지는 전류 경로를 형성하여 중성점 커패시터(Cnp)를 방전시킬 수 있다.
이러한 방식에서는 각 레그의 하부 스위칭 소자를 모두 온시키거나, 각 레그의 하부 스위칭 소자들 중 일부만 먼저 온시킬 수 있다. 만약, 먼저 온 시킨 하부 스위칭 소자의 발열이 설정 수준 이상 발생하는 경우 등과 같이 온시킨 하부 스위칭 소자의 소손 또는 소손 가능성이 발생하는 경우 다른 레그의 하부 스위칭 소자를 온시키고 발열된 하부 스위칭 소자를 오프 시키는 방식을 적용할 수도 있다. 물론, 온상태에서 소손 가능성으로 인해 오프된 스위칭 소자가 정상상태를 회복하는 경우(발열 감소 등) 다시 온시킬 수 있다.
다음으로, 단계(S35)에서 컨트롤러(100)는 인버터(12)의 상부 스위칭 소자(S1, S3, S5) 중 적어도 하나를 온시키는 방식을 적용하여 직류 커패시터(Cdc)와 중성점 커패시터(Cnp)를 동시에 방전시킬 수 있다. 이러한 방식을 적용하는 경우, '직류 커패시터(Cdc)-중성점 커패시터(Cnp)- 제2 릴레이(R2)-상부 스위칭 소자(S1, S3, S5)-직류 커패시터(Cdc)'로 이어지는 전류 경로가 형성됨으로써 직류 커패시터(Cdc)와 중성점 커패시터(Cnp)를 함께 방전시킬 수 있다.
이러한 방식에서 상부 스위칭 소자(S1, S3, S5)를 모두 온시키거나, 각 상부 스위칭 소자들 중 일부만 먼저 온시키는 방식이 적용될 수 있다. 만약, 먼저 온 시킨 상부 스위칭 소자의 발열이 설정 수준 이상 발생하는 경우 등과 같이 온시킨 상부 스위칭 소자의 소손 또는 소손 가능성이 발생하는 경우 다른 레그의 상부 스위칭 소자를 온시키고 발열된 상부 스위칭 소자를 오프 시키는 방식을 적용할 수도 있다. 물론, 온상태에서 소손 가능성으로 인해 오프된 스위칭 소자가 정상상태를 회복하는 경우(발열 감소 등) 다시 온시킬 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 여러 실시형태에 따른 모터 구동 시스템을 이용한 멀티 입력 충전 시스템 및 방법은, 외부 충전 설비에서 제공되는 충전 전압이 충전 대상인 배터리의 전압과 다른 경우에도 기구비된 시스템을 활용하여 배터리를 충전할 수 있을 뿐만 아니라, 충전과정에서 중성점 전압을 형성하는 중성점 커패시터 및 인버터와 배터리 사이의 직류 커패시터에 형성된 고압의 충전 전압을 신속하게 강제 방전시킴으로써 운전자나 정비자 등이 감전될 수 있는 위험을 제거할 수 있으며, 법규에서 요구하는 여러 안전 기준들을 충족시킬 수 있다.
이상에서 본 발명의 특정한 실시형태에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 청구범위의 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
10: 충전 시스템 11: 배터리
12: 인버터 13: 모터
20: 외부 충전 설비 100: 컨트롤러
30: 충전 전력 입력단 N: 모터 중성점
Rm, R1, R2, R3: 릴레이 Cn: 중성점 커패시터
Cdc: 직류 커패시터

Claims (18)

  1. 충전 대상인 배터리;
    상기 배터리와 연결되며, 복수의 스위칭 소자를 구비하는 인버터;
    상기 인버터와 연결되며 중성점에 제공되는 전력을 상기 인버터로 제공하는 모터;
    상기 배터리에 일단이 연결되며 외부로부터 직류 충전 전력이 입력되는 충전 전력 입력단에 타단이 연결된 제1 릴레이;
    상기 중성점에 일단이 연결되며 상기 충전전력 입력단에 타단이 연결된 제2 릴레이;
    상기 제1 릴레이 타단 및 상기 제2 릴레이의 타단에 연결되어 입력 충전 전압을 형성하는 중성점 커패시터;
    상기 중성점 커패시터에 일단이 연결되고 상기 충전전력 입력단에 타단이 연결된 제3 릴레이; 및
    상기 배터리를 충전하는 충전 모드에서, 상기 제3 릴레이를 온시키고 상기 직류 충전 전력의 전압 크기에 기반하여 상기 제1 릴레이 및 상기 제2 릴레이를 선택적으로 온시켜 상기 직류 충전 전력을 상기 배터리로 공급하고, 상기 배터리의 충전이 완료되면 상기 인버터의 복수의 스위칭 소자를 제어하여 상기 중성점 커패시터를 강제 방전시키는 컨트롤러;
    를 포함하는 모터 구동 시스템을 이용한 멀티 입력 충전 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 컨트롤러는,
    상기 충전 모드에서 상기 직류 충전 전력의 전압 크기가 상기 배터리를 충전할 수 있는 크기를 갖는 경우, 상기 제1 릴레이를 온시키고 상기 제2 릴레이를 오프시켜 상기 직류 충전 전력을 상기 배터리로 직접 제공되게 하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 시스템을 이용한 멀티 입력 충전 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 컨트롤러는,
    상기 배터리의 충전이 완료되면 상기 직류 충전 전력을 차단한 후 상기 제1 릴레이의 온 상태를 유지하고, 상기 인버터에서 상기 모터로 제공되는 전류의 d축 성분이 0이 아닌 설정값을 갖고 q축 성분이 0이 되도록 상기 복수의 스위칭 소자를 제어하는 영토크 제어를 실시하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 시스템을 이용한 멀티 입력 충전 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서
    상기 배터리에 일단이 연결되고 상기 제1 릴레이의 일단에 타단이 연결된 메인 릴레이 및 상기 메인 릴레이의 타단에 연결되어 상기 인버터의 상기 배터리 측 출력단의 직류 전압을 형성하는 직류 커패시터를 더 포함하며,
    상기 컨트롤러는, 상기 배터리의 충전이 완료되면 상기 직류 충전 전력을 차단한 후 상기 메인 릴레이를 오프시키는 것을 특징으로 하는 모터 구동 시스템을 이용한 멀티 입력 충전 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 충전 모드에서 상기 직류 충전 전력의 전압 크기가 상기 배터리의 전압 보다 작은 경우, 상기 제2 릴레이를 온시키고 상기 제1 릴레이를 오프시켜 상기 모터의 중성점으로 직류 충전 전력을 공급하며, 상기 인버터의 스위칭 소자를 제어하여 상기 중성점의 전압을 승압시켜 상기 배터리로 인가함으로써 상기 배터리로 충전 전력을 제공하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 시스템을 이용한 멀티 입력 충전 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 컨트롤러는,
    상기 배터리의 충전이 완료되면 상기 직류 충전 전력을 차단한 후 상기 제2 릴레이의 온 상태를 유지하고,
    상기 인버터에서 상기 모터로 제공되는 전류의 d축 성분이 0이 아닌 설정값을 갖고 q축 성분이 0이 되도록 상기 복수의 스위칭 소자를 제어하는 영토크 제어 기법; 상기 인버터의 복수의 스위칭 소자 중 상기 모터와 상기 배터리의 음단자 측 사이에 연결된 복수의 하부 스위칭 소자 중 적어도 일부를 온 시키는 기법; 및 상기 인버터의 복수의 스위칭 소자 중 상기 배터리의 양단자 측 사이에 연결된 복수의 상부 스위칭 소자 중 적어도 일부를 온 시키는 기법 중 적어도 하나의 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 시스템을 이용한 멀티 입력 충전 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 컨트롤러는,
    상기 영토크 제어만 실시하거나,
    상기 영토크 제어를 실시한 후 상기 배터리의 음단자 측 사이에 연결된 복수의 하부 스위칭 소자 중 적어도 일부를 온 시키는 기법을 실시하거나,
    상기 배터리의 양단자 측 사이에 연결된 복수의 상부 스위칭 소자 중 적어도 일부를 온 시키는 기법만 실시하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 시스템을 이용한 멀티 입력 충전 시스템.
  8. 청구항 6에 있어서
    상기 배터리에 일단이 연결되고 상기 제1 릴레이의 일단에 타단이 연결된 메인 릴레이 및 상기 메인 릴레이의 타단에 연결되어 상기 인버터의 상기 배터리 측 출력단의 직류 전압을 형성하는 직류 커패시터를 더 포함하며,
    상기 컨트롤러는, 상기 배터리의 충전이 완료되면 상기 직류 충전 전력을 차단한 후 상기 메인 릴레이를 오프시키는 것을 특징으로 하는 모터 구동 시스템을 이용한 멀티 입력 충전 시스템.
  9. 청구항 1의 멀티 입력 충전 시스템을 이용한 충전 방법에 있어서,
    상기 배터리의 충전이 완료되었는지 판단하는 단계;
    상기 배터리의 충전이 완료된 것으로 판단되면, 상기 직류 충전 전력의 공급을 차단하는 단계; 및
    상기 직류 충전 전력의 크기에 기반하여 상기 중성점 커패시터를 방전시키기 위한 상기 인버터 제어 방식을 결정하고 결정된 제어 방식으로 상기 인버터 내 복수의 스위칭 소자를 제어하여 상기 중성점 커패시터를 방전시키는 단계;
    를 포함하는 모터 구동 시스템을 이용한 멀티 입력 충전 방법.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 차단하는 단계는,
    상기 충전전력 입력단의 전압을 확인하는 단계; 및
    상기 충전전력 입력단의 전압이 0이 아닌 경우 상기 제3 릴레이를 오프 시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 시스템을 이용한 멀티 입력 충전 방법.
  11. 청구항 9에 있어서, 상기 차단하는 단계는,
    상기 충전전력 입력단의 전압을 확인하는 단계; 및
    상기 충전전력 입력단의 전압이 0인 경우 상기 제3 릴레이의 상태를 유지하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 시스템을 이용한 멀티 입력 충전 방법.
  12. 청구항 9에 있어서, 상기 방전시키는 단계는,
    상기 제1 릴레이를 온시키고 상기 제2 릴레이를 오프시켜 상기 직류 충전 전력을 상기 배터리로 직접 제공되게 하여 상기 배터리를 충전한 경우,
    상기 직류 충전 전력을 차단한 후 상기 제1 릴레이의 온 상태를 유지하는 단계; 및 상기 인버터에서 상기 모터로 제공되는 전류의 d축 성분이 0이 아닌 설정값을 갖고 q축 성분이 0이 되도록 상기 복수의 스위칭 소자를 제어하는 영토크 제어를 실시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 시스템을 이용한 멀티 입력 충전 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 멀티 입력 충전 시스템은, 상기 배터리에 일단이 연결되고 상기 제1 릴레이의 일단에 타단이 연결된 메인 릴레이 및 상기 메인 릴레이의 타단에 연결되어 상기 인버터의 상기 배터리 측 출력단의 직류 전압을 형성하는 직류 커패시터를 더 포함하며,
    상기 유지하는 단계는 상기 직류 충전 전력을 차단한 후 상기 제1 릴레이의 온 상태를 유지하고 상기 메인 릴레이를 오프 시키는 단계인 것을 특징으로 하는 모터 구동 시스템을 이용한 멀티 입력 충전 방법.
  14. 청구항 9에 있어서, 상기 방전시키는 단계는,
    상기 제2 릴레이를 온시키고 상기 제1 릴레이를 오프시켜 상기 모터의 중성점으로 직류 충전 전력을 공급하며, 상기 인버터의 스위칭 소자를 제어하여 상기 중성점의 전압을 승압시켜 상기 배터리로 인가함으로써 상기 배터리를 충전한 경우,
    상기 직류 충전 전력을 차단한 후 상기 제2 릴레이의 온 상태를 유지하는 단계; 및
    상기 인버터에서 상기 모터로 제공되는 전류의 d축 성분이 0이 아닌 설정값을 갖고 q축 성분이 0이 되도록 상기 복수의 스위칭 소자를 제어하는 영토크 제어 기법과 상기 인버터의 복수의 스위칭 소자 중 상기 모터와 상기 배터리의 음단자 측 사이에 연결된 복수의 하부 스위칭 소자 중 적어도 일부를 온 시키는 제어 기법 및 상기 인버터의 복수의 스위칭 소자 중 상기 배터리의 양단자 측 사이에 연결된 복수의 상부 스위칭 소자 중 적어도 일부를 온 시키는 제어 기법 중 적어도 하나의 제어 기법을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 시스템을 이용한 멀티 입력 충전 방법.
  15. 청구항 14에 있어서, 상기 적어도 하나의 제어를 수행하는 단계는,
    상기 영토크 제어만 실시하거나, 상기 영토크 제어를 실시한 후 상기 인버터의 복수의 스위칭 소자 중 상기 모터와 상기 배터리의 음단자 측 사이에 연결된 복수의 하부 스위칭 소자 중 적어도 일부를 온 시키는 제어 기법을 수행하거나, 상기 인버터의 복수의 스위칭 소자 중 상기 배터리의 양단자 측 사이에 연결된 복수의 상부 스위칭 소자 중 적어도 일부를 온 시키는 제어 기법만 실시하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 시스템을 이용한 멀티 입력 충전 방법.
  16. 청구항 14에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제어를 수행하는 단계에서, 상기 인버터의 복수의 스위칭 소자 중 상기 모터와 상기 배터리의 음단자 측 사이에 연결된 복수의 하부 스위칭 소자 중 적어도 일부를 온 시키는 제어 기법을 수행하는 경우, 상기 복수의 하부 스위칭 소자 중 하나를 온 시킨 후 온 상태의 하부 스위칭 소자의 발열이 발생하면 발열이 발생한 하부 스위칭 소자를 오프시키고 다른 하부 스위칭 소자를 온 시키는 것을 특징으로 하는 모터 구동 시스템을 이용한 멀티 입력 충전 방법.
  17. 청구항 14에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제어를 수행하는 단계에서, 상기 인버터의 복수의 스위칭 소자 중 상기 모터와 상기 배터리의 양단자 측 사이에 연결된 복수의 상부 스위칭 소자 중 적어도 일부를 온 시키는 제어 기법을 수행하는 경우, 상기 복수의 상부 스위칭 소자 중 하나를 온 시킨 후 온 상태의 상부 스위칭 소자의 발열이 발생하면 발열이 발생한 상부 스위칭 소자를 오프시키고 다른 상부 스위칭 소자를 온 시키는 것을 특징으로 하는 모터 구동 시스템을 이용한 멀티 입력 충전 방법.
  18. 청구항 14에 있어서,
    상기 멀티 입력 충전 시스템은, 상기 배터리에 일단이 연결되고 상기 제1 릴레이의 일단에 타단이 연결된 메인 릴레이 및 상기 메인 릴레이의 타단에 연결되어 상기 인버터의 상기 배터리 측 출력단의 직류 전압을 형성하는 직류 커패시터를 더 포함하며,
    상기 유지하는 단계는 상기 직류 충전 전력을 차단한 후 상기 제2 릴레이의 온 상태를 유지하고 상기 메인 릴레이를 오프 시키는 단계인 것을 특징으로 하는 모터 구동 시스템을 이용한 멀티 입력 충전 방법.
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