KR102187788B1 - Apparatus for integrating on board charging system with hybrid starter generator system - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to an integrated apparatus of an on-board charging system and a hybrid starter and generator (HSG) system which can integrate and use an on-board charging system and a hybrid starter and generator system. The integrated apparatus of an on-board charging system and a hybrid starter and generator system operates in one mode among a charging mode, a discharging mode, and a driving mode, and comprises: a converter unit to receive alternating current power from a commercial power system to convert the alternating current power into direct current power to charge a battery when operating in the charging mode, and boost low-voltage direct current power output from the battery into high-voltage alternating current power when operating in the discharging mode; an inverter unit to receive alternating current power from the commercial power system to convert the alternating current power into high-voltage direct current power when operating in the charging mode, and convert direct current power of the battery into alternating current power when operating in the discharging mode; a power system linking filter unit which drives a hybrid starter and generator (HSG) as an original hybrid starter and generator function when operating in the driving mode, and is realized as an LCL filter when operating in the charging mode and the discharging mode; a plurality of opening and closing switches to switch for opening and closing or connection of circuits for the converter unit, the inverter unit, and the power system linking filter unit; and a control unit to control the converter unit, the inverter unit, the power system linking filter unit, and the plurality of opening and closing switches in response to the charging mode, the discharging mode, and the driving mode.

Description

시동 발전기 시스템과 차량 탑재형 충전 시스템의 통합 장치{APPARATUS FOR INTEGRATING ON BOARD CHARGING SYSTEM WITH HYBRID STARTER GENERATOR SYSTEM}Integrated device of starter generator system and vehicle-mounted charging system {APPARATUS FOR INTEGRATING ON BOARD CHARGING SYSTEM WITH HYBRID STARTER GENERATOR SYSTEM}

본 발명은 시동 발전기 시스템과 차량 탑재형 충전 시스템의 통합 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량 탑재형 충전(OBC : On Board Charging) 시스템과 시동발전기(HSG : Hybrid Starter and Generator) 시스템을 통합하여 사용할 수 있도록 하는, 시동 발전기 시스템과 차량 탑재형 충전 시스템의 통합 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an integrated device of a starting generator system and a vehicle-mounted charging system, and more particularly, by integrating a vehicle-mounted charging (OBC) system and a hybrid starter and generator (HSG) system. It relates to an integrated device of a starting generator system and a vehicle-mounted charging system, which makes it usable.

일반적으로 친환경 차량 중 플러그인 하이브리드 차량은 엔진과 모터를 통하여 차량을 구동하고, 전기 자동차는 모터를 통하여 구동하는 차량이다.In general, among eco-friendly vehicles, plug-in hybrid vehicles drive vehicles through engines and motors, and electric vehicles are vehicles driven through motors.

상기 플러그인 하이브리드 차량 및 전기 자동차는 외부 교류 전원을 차량 내부에 장착된 차량 탑재형 충전 시스템을 통해 주행에 필요한 전기 에너지를 배터리에 충전하여 주행하는 차량이다.The plug-in hybrid vehicle and electric vehicle are vehicles for driving by charging electric energy required for driving into a battery through a vehicle-mounted charging system installed inside the vehicle with external AC power.

상기 하이브리드 차량의 구동은 모터 또는 엔진의 합동제어로 이루어질 수 있으며, 전기차 모드에서는 배터리의 전력을 이용한 모터의 구동만으로 주행이 이루어지며, 배터리의 용량이 일정부분 감소할 경우에는 엔진과 모터는 배터리의 충전만을 담당하도록 함으로써, 전체적인 차량의 연비를 향상시키는데 목적이 있다.The hybrid vehicle may be driven by joint control of a motor or engine. In the electric vehicle mode, driving is performed only by driving the motor using the power of the battery, and when the capacity of the battery decreases, the engine and the motor are It is aimed at improving the overall fuel efficiency of the vehicle by only charging it.

이를 위해 차량에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 시동발전기(HSG : Hybrid Starter and Generator) 시스템이 탑재되는데, 상기 시동발전기(HSG)는 엔진과 벨트로 연결되어 엔진의 시동을 걸고, 또한 엔진이 시동상태에 있을 때 발전을 하여 배터리를 충전한다. 즉, 상기 시동발전기(HSG)는 엔진과 벨트로 연결되어 있으며, 배터리의 전기에너지를 사용하여 엔진 시동을 걸어주고, 배터리의 충전율 저하 시에는 시동상태에 있는 엔진의 동력을 이용하여 발전하고 배터리에 전기에너지를 충전시킨다.To this end, the vehicle is equipped with a hybrid starter and generator (HSG) system, as shown in FIG. 1, the starter generator (HSG) is connected to the engine and the belt to start the engine, and the engine is When it is in the starting state, it generates electricity and charges the battery. That is, the starter generator (HSG) is connected to the engine by a belt, and uses the electric energy of the battery to start the engine, and when the charge rate of the battery decreases, it generates power by using the power of the engine in the starting state. Charge electrical energy.

또한 상기 차량에는 상용전력(또는 계통전력)을 이용하여 배터리를 충전하고 상기 배터리에 충전된 전력을 상용전력(또는 계통전력)으로 공급할 수도 있도록 하는 차량 탑재형 충전(OBC) 시스템을 구비하고 있다.In addition, the vehicle is equipped with an on-vehicle charging (OBC) system that charges a battery using commercial power (or system power) and supplies the power charged in the battery as commercial power (or system power).

따라서 차량에 시동발전기(HSG) 시스템과 차량 탑재형 충전(OBC) 시스템을 별도로 구비함으로써 제작 단가를 상승시키고 차량의 무게를 증가시켜 연비를 저하시키는 문제점이 있다. 따라서 차량 탑재형 충전 시스템과 시동발전기 시스템을 통합하여 사용할 수 있도록 함으로써 차량의 제작 단가와 차량의 부피 및 무게를 저감시킬 수 있도록 하며 연비를 향상시킬 수 있는 기술이 필요한 상황이다.Accordingly, there is a problem in that the vehicle is provided with a starter generator (HSG) system and a vehicle-mounted charging (OBC) system separately, thereby increasing the manufacturing cost and increasing the weight of the vehicle, thereby reducing fuel economy. Therefore, it is possible to integrate and use the vehicle-mounted charging system and the starter generator system, thereby reducing the manufacturing cost of the vehicle, the volume and weight of the vehicle, and a technology that can improve fuel economy is required.

본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허 10-1360421호(2014.02.03. 등록, 하이브리드 차량의 발전제어방법 및 시스템)에 개시되어 있다. The background technology of the present invention is disclosed in Korean Patent Registration No. 10-1360421 (registered on Feb. 03, 2014, a power generation control method and system for a hybrid vehicle).

본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 차량 탑재형 충전(OBC) 시스템과 시동발전기(HSG) 시스템을 통합하여 사용할 수 있도록 하는, 시동 발전기 시스템을 이용한 차량 탑재형 충전 시스템의 제어 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다. According to an aspect of the present invention, the present invention was created to solve the above problems, and provides a starting generator system that allows the vehicle-mounted charging (OBC) system and the starter generator (HSG) system to be integrated and used. An object thereof is to provide a control device for a vehicle-mounted charging system used.

본 발명의 일 측면에 따른 시동 발전기 시스템과 차량 탑재형 충전 시스템의 통합 장치는, 충전 모드, 방전 모드, 및 구동 모드 중 어느 하나의 모드로 동작하며, 충전 모드 동작 시 상용전력계통으로부터 교류전력을 입력받아 변환된 고전압 직류전력을 배터리에 충전하기 위하여 저전압 직류전력으로 강압하고, 반대로 방전 모드 동작 시 상기 배터리로부터 출력되는 저전압 직류전력을 고전압 직류전력으로 승압하는 기능을 수행하는 컨버터부; 충전 모드 동작 시 상용전력계통으로부터 교류전력을 입력받아 고전압 직류전력으로 변환하고, 반대로 상기 방전 모드 동작 시에는 상기 배터리의 저전압 직류전력이 변환된 고전압 직류전력을 교류전력으로 변환하는 기능을 수행하는 인버터부; 상기 구동 모드 동작 시 시동발전기(HSG)를 본래의 시동발전기 기능으로 구동하고, 상기 충전 모드 및 방전 모드 동작 시 LCL 필터로 구현되는 전력계통연계 필터부; 상기 컨버터부, 인버터부, 및 전력계통연계 필터부에 대한 회로의 개폐나 연결을 위해 스위칭 하는 복수의 개폐 스위치; 및 상기 충전 모드, 방전 모드, 및 구동 모드에 대응하여, 상기 컨버터부, 인버터부, 전력계통연계 필터부, 및 상기 복수의 개폐 스위치를 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The integrated device of the starter generator system and the vehicle-mounted charging system according to an aspect of the present invention operates in any one of a charging mode, a discharge mode, and a driving mode, and receives AC power from the commercial power system when the charging mode is operated. A converter unit configured to step down the input received and converted high voltage DC power to low voltage DC power to charge the battery, and to boost the low voltage DC power output from the battery to high voltage DC power when operating in a discharge mode on the contrary; Inverter that receives AC power from the commercial power system and converts it into high voltage DC power during charging mode operation, and converts high voltage DC power converted from low voltage DC power of the battery into AC power during the discharge mode operation. part; A power system-linked filter unit that drives a starter generator (HSG) with an original starter generator function when operating in the driving mode, and is implemented as an LCL filter in the charging mode and the discharge mode; A plurality of open/close switches for opening/closing or connecting a circuit to the converter unit, the inverter unit, and the power system-connected filter unit; And a control unit for controlling the converter unit, the inverter unit, the power system connection filter unit, and the plurality of open/close switches in response to the charging mode, the discharging mode, and the driving mode.

본 발명에 있어서, 상기 충전 모드는 상용전력계통에서 입력된 교류전력을 직류전력으로 변환하여 배터리(Battery)를 충전하는 모드이고, 상기 방전 모드는 상기 배터리에 충전된 직류전력을 교류전력으로 변환하여 상용전력계통으로 전달하는 모드이며, 상기 구동 모드는 본래의 시동발전기 시스템으로 동작하는 모드로서, 배터리의 전기에너지를 사용하여 시동발전기(HSG)를 구동시켜 엔진 시동을 걸어주는 모드인 것을 특징으로 한다.In the present invention, the charging mode is a mode in which a battery is charged by converting AC power input from a commercial power system into DC power, and the discharge mode is a mode in which the DC power charged in the battery is converted into AC power. It is a mode that transmits to the commercial power system, and the driving mode is a mode that operates as an original starter generator system, and is a mode in which the engine starts by driving a starter generator (HSG) using electric energy of a battery. .

본 발명에 있어서, 상기 컨버터부는, 전력 스위칭을 위한 복수의 전력 스위치(Sa1 ~ Sa2)를 포함하고, 상기 인버터부는, 전력 스위칭을 위한 복수의 전력 스위치(Sa3 ~ Sa6)를 포함하며, 상기 복수의 전력 스위치(Sa1 ~ Sa6)는, 상기 시동 발전기 시스템과 차량 탑재형 충전 시스템의 통합 장치가 구동 모드로 동작 시 인버터로 동작하여 직류전력을 교류전력으로 변환하여 시동발전기를 구동하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the converter unit includes a plurality of power switches (Sa1 to Sa2) for power switching, the inverter unit includes a plurality of power switches (Sa3 to Sa6) for power switching, and the plurality of The power switches Sa1 to Sa6 are characterized in that when the integrated device of the starting generator system and the vehicle-mounted charging system is operated in a driving mode, it operates as an inverter to convert DC power into AC power to drive the starter generator.

본 발명에 있어서, 상기 컨버터부는, 배터리(Battery); 상단 및 하단 스위치로서 서로 직렬 연결된 제1,2 전력 스위치(Sa1, Sa2); 상기 배터리의 출력단(+)과 상기 제1 전력 스위치(Sa1)의 콜렉터 측 사이에서 개폐되는 제1 개폐 스위치(SW1); 상기 제1 및 제2 전력 스위치(Sa1, Sa2)의 사이에 일 단이 연결되는 인덕터(L10); 및 상기 인덕터(L10)의 타 단과 상기 배터리의 출력단(+) 사이에서 개폐되는 제2 개폐 스위치(SW2);를 포함하고, 상기 제2 전력 스위치(Sa2)의 이미터 측은 상기 배터리의 접지단(-)에 연결되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the converter unit, a battery (Battery); First and second power switches Sa1 and Sa2 connected in series to each other as upper and lower switches; A first open/close switch (SW1) opened and closed between the output terminal (+) of the battery and the collector side of the first power switch (Sa1); An inductor (L10) having one end connected between the first and second power switches (Sa1 and Sa2); And a second open/close switch SW2 that opens and closes between the other end of the inductor L10 and the output terminal (+) of the battery, wherein the emitter side of the second power switch Sa2 is a ground terminal of the battery ( It is characterized by being connected to -).

본 발명에 있어서, 상기 인버터부는, 상단 및 하단 스위치로서 서로 직렬 연결된 제3,4 전력 스위치(Sa3, Sa4); 상단 및 하단 스위치로서 서로 직렬 연결된 제5,6 전력 스위치(Sa5, Sa6); 상기 제1 및 제2 전력 스위치(Sa1, Sa2)의 사이와 시동발전기(HSG)의 내부 제1 인덕터(L1)간의 연결을 개폐하는 제3 개폐 스위치(SW3); 상기 제5,6 전력 스위치(Sa5, Sa6)의 사이와 시동발전기(HSG)의 내부 제3 인덕터(L3)간의 연결을 개폐하는 제4 개폐 스위치(SW4); 및 상기 제5,6 전력 스위치(Sa5, Sa6)의 사이와 상용전력계통의 타 단에 연결되는 제8 개폐 스위치(SW8)에 연결되는 제9 스위치(SW9);를 포함하고, 상기 제3 및 제5 개폐 스위치(Sa3, Sa5)의 콜렉터 측은 상기 제1 개폐 스위치(SW1)에 연결되며, 상기 제4 및 제6 개폐 스위치(Sa4, Sa6)의 이미터 측은 상기 배터리의 접지단(-)에 연결되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the inverter unit, the third and fourth power switches (Sa3, Sa4) connected in series with each other as upper and lower switches; Fifth and sixth power switches Sa5 and Sa6 connected in series to each other as upper and lower switches; A third opening/closing switch SW3 for opening and closing a connection between the first and second power switches Sa1 and Sa2 and between the internal first inductor L1 of the starter generator HSG; A fourth open/close switch SW4 for opening and closing the connection between the fifth and sixth power switches Sa5 and Sa6 and the internal third inductor L3 of the starter generator HSG; And a ninth switch (SW9) connected to an eighth opening/closing switch (SW8) connected between the fifth and sixth power switches (Sa5, Sa6) and the other end of the commercial power system; including, the third and The collector side of the fifth open/close switch Sa3, Sa5 is connected to the first open/close switch SW1, and the emitter side of the fourth and sixth open/close switches Sa4 and Sa6 is connected to the ground terminal (-) of the battery. It is characterized by being connected.

본 발명에 있어서, 상기 전력계통연계 필터부는, 상용전력계통의 일 단과 시동발전기(HSG)의 내부 제1 인덕터(L1)의 사이에서 개폐되는 제6 개폐 스위치(SW6); 상기 시동발전기(HSG)의 내부 제1 인턱터(L1)와 내부 제3 인덕터(L3)의 사이에서 개폐되는 제5 개폐 스위치(SW5); 상기 시동발전기(HSG)의 중성점과 커패시터(C1)의 사이에서 개폐되는 제7 개폐 스위치(SW7); 상기 제7 개폐 스위치(SW7)에 일 단이 연결되고 타 단이 제8 개폐 스위치(SW8)와 제9 개폐 스위치(SW9) 사이에 연결되는 커패시터(C1); 및 상용전력계통의 타 단과 상기 제9 개폐 스위치(SW9)의 사이에 연결되는 제8 개폐 스위치(SW8);를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the power system connection filter unit, a sixth opening and closing switch (SW6) opened and closed between one end of the commercial power system and the internal first inductor (L1) of the starter generator (HSG); A fifth open/close switch SW5 opened and closed between the first internal inductor L1 and the third internal inductor L3 of the starter generator HSG; A seventh open/close switch SW7 opened and closed between the neutral point of the starter generator HSG and the capacitor C1; A capacitor C1 having one end connected to the seventh open/close switch SW7 and the other end connected between the eighth open/close switch SW8 and the ninth open/close switch SW9; And an eighth opening/closing switch (SW8) connected between the other end of the commercial power system and the ninth opening/closing switch (SW9).

본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 구동 모드 시, 제1 개폐 스위치(SW1) On, 제2 개폐 스위치(SW2) Off, 제3 개폐 스위치(SW3) On, 제4 개폐 스위치(SW4) On, 제5 개폐 스위치(SW5) Off, 제6 개폐 스위치(SW6) off, 제7 개폐 스위치(SW7) off, 제8 개폐 스위치(SW8) off, 및 제9 개폐 스위치(SW9) off 상태로 제어하고, 상기 배터리의 전기에너지를 사용하여 시동모터를 구동하여 엔진을 시동시키는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the control unit, in the driving mode, the first open/close switch (SW1) On, the second open/close switch (SW2) Off, the third open/close switch (SW3) On, the fourth open/close switch (SW4) On, The 5 open/close switch (SW5) is off, the sixth open/close switch (SW6) is off, the seventh open/close switch (SW7) is off, the eighth open/close switch (SW8) is off, and the ninth open/close switch (SW9) is turned off. It is characterized in that the engine is started by driving the starting motor using the electric energy of the battery.

본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 충전 모드 및 방전 모드 동작 시, 제1 개폐 스위치(SW1) Off, 제2 개폐 스위치(SW2) On, 제3 개폐 스위치(SW3) Off, 제4 개폐 스위치(SW4) Off, 제5 개폐 스위치(SW5) On, 제6 개폐 스위치(SW6) On, 제7 개폐 스위치(SW7) On, 제8 개폐 스위치(SW8) On, 및 제9 개폐 스위치(SW9) On 상태로 제어하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the control unit, when operating in the charging mode and the discharge mode, the first open/close switch (SW1) Off, the second open/close switch (SW2) On, the third open/close switch (SW3) Off, and the fourth open/close switch (SW4). ) Off, 5th on/off switch (SW5) On, 6th on/off switch (SW6) on, 7th on/off switch (SW7) On, 8th on/off switch (SW8) On, and 9th on/off switch (SW9) It is characterized by controlling.

본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 충전 모드 동작 시, 상용전력계통의 포지티브(Positive) 조건에서 상기 인버터부를 제어하기 위하여 설정된 제1 동작과 제2 동작을 지정된 주기로 반복하고, 또한 상용전력계통의 네거티브(Negative) 조건에서 상기 인버터부를 제어하기 위하여 설정된 제3 동작과 제4 동작을 지정된 주기로 반복하는 과정을 통해, 상용전력계통의 교류전력을 직류전력으로 변환하여 출력하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the control unit repeats the first operation and the second operation set to control the inverter unit under a positive condition of the commercial power system at a specified period during the charging mode operation, and the negative of the commercial power system. It is characterized in that the AC power of the commercial power system is converted into DC power and output through a process of repeating the third operation and the fourth operation set to control the inverter unit under a (Negative) condition at a specified period.

본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 충전 모드 동작 시, 상기 인버터부를 제어하기 위한 제1 동작으로서, 상용전력계통의 포지티브(Positive) 전력이 제6 개폐 스위치(SW6)와 LCL 필터를 거쳐 제4 전력 스위치(Sa4)와 제6 전력 스위치(Sa6) 및 제9 개폐 스위치(SW9)와 제8 개폐 스위치(SW8)로 연결되는 회로를 구성하기 위하여, 상기 인버터부의 제3 전력 스위치(Sa3) Off, 제4 전력 스위치(Sa4) On, 제5 전력 스위치(Sa5) Off, 및 제6 전력 스위치(Sa6) On 상태로 제어하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the control unit is a first operation for controlling the inverter unit during charging mode operation, wherein the positive power of the commercial power system passes through the sixth opening/closing switch SW6 and the LCL filter. In order to configure a circuit connected to the switch Sa4, the sixth power switch Sa6, the ninth open/close switch SW9 and the eighth open/close switch SW8, the third power switch Sa3 of the inverter unit is Off, 4 Power switch (Sa4) On, the fifth power switch (Sa5) Off, and characterized in that the sixth power switch (Sa6) is controlled in the On state.

본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 충전 모드 동작 시, 상기 인버터부를 제어하기 위한 상기 제2 동작으로서, 상용전력계통의 포지티브(Positive) 전력이 제6 개폐 스위치(SW6)와 LCL 필터를 거쳐 제3 전력 스위치(Sa3)의 콜렉터 측을 통해 출력되고, 이미터 측이 배터리의 접지단(-)에 연결된 제6 전력 스위치(Sa6)와 제9 개폐 스위치(SW9) 및 제8 개폐 스위치(SW8)로 연결되는 회로를 구성하기 위하여, 상기 인버터부의 제3 전력 스위치(Sa3) On, 제4 전력 스위치(Sa4) Off, 제5 전력 스위치(Sa5) Off, 및 제6 전력 스위치(Sa6) On 상태로 제어하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the control unit, as the second operation for controlling the inverter unit, during the charging mode operation, the positive power of the commercial power system is passed through the sixth open/close switch (SW6) and the LCL filter to the third. Output through the collector side of the power switch Sa3, and the emitter side is connected to the ground terminal (-) of the battery to the sixth power switch (Sa6), the ninth open/close switch (SW9), and the eighth open/close switch (SW8). In order to configure the connected circuit, the inverter unit controls the third power switch (Sa3) On, the fourth power switch (Sa4) Off, the fifth power switch (Sa5) Off, and the sixth power switch (Sa6) On state. Characterized in that.

본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 충전 모드 동작 시, 상기 인버터부를 제어하기 위한 상기 제3 동작으로서, 상용전력계통의 네거티브(Negative) 전력이 제8 개폐 스위치(SW8), 제9 개폐 스위치(SW9), 제5 전력 스위치(Sa5), 제3 전력 스위치(Sa3), 및 LCL 필터와 제6 개폐 스위치(SW6)를 거쳐 상용전력계통으로 연결되는 회로를 구성하기 위하여, 상기 인버터부의 제3 전력 스위치(Sa3) On, 제4 전력 스위치(Sa4) Off, 제5 전력 스위치(Sa5) On, 및 제6 전력 스위치(Sa6) Off 상태로 제어하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the control unit, as the third operation for controlling the inverter unit during the charging mode operation, the negative power of the commercial power system is an eighth open/close switch (SW8), a ninth open/close switch (SW9). ), a fifth power switch (Sa5), a third power switch (Sa3), and a third power switch of the inverter unit to form a circuit connected to the commercial power system through the LCL filter and the sixth open/close switch (SW6). (Sa3) On, the fourth power switch (Sa4) Off, the fifth power switch (Sa5) On, and the sixth power switch (Sa6) is controlled in the Off state.

본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 충전 모드 동작 시, 상기 인버터부를 제어하기 위한 상기 제4 동작으로서, 상용전력계통의 네거티브(Negative) 전력이 제8 개폐 스위치(SW8), 제9 개폐 스위치(SW9)를 거쳐 제5 전력 스위치(Sa5)의 콜렉터 측을 통해 출력되고, 이미터 측이 배터리의 접지단(-)에 연결된 제4 전력 스위치(Sa4), 및 LCL 필터와 제6 개폐 스위치(SW6)를 거쳐 상용전력계통으로 연결되는 회로를 구성하기 위하여, 상기 인버터부의 제3 전력 스위치(Sa3) Off, 제4 전력 스위치(Sa4) On, 제5 전력 스위치(Sa5) On, 및 제6 전력 스위치(Sa6) Off 상태로 제어하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the control unit, as the fourth operation for controlling the inverter unit during the charging mode operation, the negative power of the commercial power system is an eighth open/close switch (SW8), a ninth open/close switch (SW9). ) And output through the collector side of the fifth power switch Sa5, the emitter side connected to the ground terminal (-) of the battery, the fourth power switch Sa4, and the LCL filter and the sixth open/close switch SW6 In order to configure a circuit connected to the commercial power system through the inverter unit, the third power switch (Sa3) Off, the fourth power switch (Sa4) On, the fifth power switch (Sa5) On, and the sixth power switch ( Sa6) It is characterized by controlling in the Off state.

본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 충전 모드 동작 시, 상기 컨버터부를 제어하기 위하여 설정된 제1 동작과 제2 동작을 미리 지정된 주기로 빠르게 반복하여, 상기 인버터부에서 출력된 직류전력으로 배터리를 충전시키는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the control unit is configured to rapidly repeat the first operation and the second operation set to control the converter unit at a predetermined cycle during charging mode operation, and to charge the battery with DC power output from the inverter unit. It is characterized.

본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 충전 모드 동작 시, 상기 컨버터부를 제어하기 위한 제1 동작으로서, 상용전력계통의 포지티브(Positive) 조건 및 네거티브(Negative) 조건에서 제3 전력 스위치(Sa3) 또는 제5 전력 스위치(Sa5)의 콜렉터 측으로 출력되는 직류전력을 제1 전력 스위치(Sa1), 인덕터(L10), 및 제2 개폐 스위치(SW2)를 통해 배터리를 충전하기 위하여, 상기 컨버터부의 제1 전력 스위치(Sa1) On, 및 제2 전력 스위치(Sa2) Off 상태로 제어하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the control unit, as a first operation for controlling the converter unit during charging mode operation, is a third power switch (Sa3) or a third power switch (Sa3) in a positive condition and a negative condition of the commercial power system. 5 In order to charge the battery with DC power output to the collector side of the power switch Sa5 through the first power switch Sa1, the inductor L10, and the second open/close switch SW2, the first power switch of the converter unit It is characterized in that (Sa1) On and the second power switch (Sa2) are controlled in Off states.

본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 충전 모드 동작 시, 상기 컨버터부를 제어하기 위한 제2 동작으로서, 상용전력계통의 포지티브(Positive) 조건 및 네거티브(Negative) 조건에서 제3 전력 스위치(Sa3) 또는 제5 전력 스위치(Sa5)의 콜렉터 측으로 출력되는 직류전력이 배터리에 인가되지 않도록 차단하고 대신 인덕터(L10)에 축전된 전력만으로 배터리를 충전하기 위하여, 상기 컨버터부의 제1 전력 스위치(Sa1) Off, 및 제2 전력 스위치(Sa2) On 상태로 제어하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the control unit, as a second operation for controlling the converter unit during charging mode operation, is a third power switch (Sa3) or a third power switch (Sa3) in a positive condition and a negative condition of the commercial power system. 5 In order to block the DC power output to the collector side of the power switch Sa5 from being applied to the battery and to charge the battery with only the power stored in the inductor L10 instead, the first power switch Sa1 of the converter unit is Off, and It is characterized in that the second power switch (Sa2) is controlled in an On state.

본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 방전 모드 동작 시, 상기 컨버터부를 제어하기 위하여 설정된 제1 동작과 제2 동작을 미리 지정된 주기로 빠르게 반복하여, 상기 배터리에서 출력되는 직류전력을 승압하여 인버터부에 출력하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the control unit, during the discharge mode operation, rapidly repeats the first operation and the second operation set to control the converter unit at a predetermined period, boosting the DC power output from the battery, and outputting it to the inverter unit. Characterized in that.

본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 방전 모드 동작 시, 상기 컨버터부를 제어하기 위한 제1 동작으로서, 배터리에 충전된 전력이 배터리의 출력단(+)에서 출력되어 제2 개폐 스위치(SW2), 인덕터(L10), 및 제2 전력 스위치(Sa2)를 통해 배터리의 접지단(-)으로 연결되는 회로를 구성하기 위하여, 상기 컨버터부의 제1 개폐 스위치(SW1) Off, 제2 개폐 스위치(SW2) On, 제1 전력 스위치(Sa1) Off, 및 제2 전력 스위치(Sa2) On 상태로 제어하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the control unit is a first operation for controlling the converter unit during a discharge mode operation, wherein the power charged in the battery is output from the output terminal (+) of the battery, and the second opening/closing switch (SW2), the inductor ( L10), and in order to configure a circuit connected to the ground terminal (-) of the battery through the second power switch Sa2, the first open/close switch (SW1) of the converter unit is Off, the second open/close switch (SW2) On, The first power switch Sa1 is off, and the second power switch Sa2 is turned on.

본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 방전 모드 동작 시, 상기 컨버터부를 제어하기 위한 제2 동작으로서, 배터리에 충전된 전력이 배터리의 출력단(+)에서 출력되어 제2 개폐 스위치(SW2), 인덕터(L10), 및 제1 전력 스위치(Sa2)를 통해 출력할 때 상기 인덕터(L10)에 축전된 전력을 함께 출력하여 승압된 직류전력을 출력하기 위하여, 상기 컨버터부의 제1 개폐 스위치(SW1) Off, 제2 개폐 스위치(SW2) On, 제1 전력 스위치(Sa1) On, 및 제2 전력 스위치(Sa2) Off 상태로 제어하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the control unit is a second operation for controlling the converter unit during the discharge mode operation, wherein the power charged in the battery is output from the output terminal (+) of the battery, and the second opening/closing switch (SW2), the inductor ( L10), and in order to output the boosted DC power by outputting the power stored in the inductor L10 together when outputting through the first power switch Sa2, the first open/close switch SW1 of the converter unit is turned off, The second open/close switch SW2 is On, the first power switch Sa1 is On, and the second power switch Sa2 is turned off.

본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 방전 모드 동작 시, 상용전력계통의 포지티브(Positive) 조건에 대응하여 상기 인버터부를 제어하기 위하여 설정된 제1 동작, 제2 동작, 제1 동작, 및 제3 동작을 지정된 주기로 반복하고, 또한 상용전력계통의 네거티브(Negative) 조건에 대응하여 상기 인버터부를 제어하기 위하여 설정된 제4 동작, 제5 동작, 제4 동작, 및 제6 동작을 지정된 주기로 반복하는 과정을 통해, 배터리에서 출력된 직류전력을 교류전력으로 변환하여 상용전력계통으로 출력하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the control unit performs a first operation, a second operation, a first operation, and a third operation set to control the inverter unit in response to a positive condition of the commercial power system during the discharge mode operation. Through a process of repeating at a specified period and repeating the fourth, fifth, fourth, and sixth operations set to control the inverter in response to a negative condition of the commercial power system at a specified period, It is characterized in that the DC power output from the battery is converted into AC power and output to a commercial power system.

본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 방전 모드 동작 시, 상기 인버터부를 제어하기 위한 상기 제1 동작으로서, 제1 전력 스위치(Sa1)의 콜렉터 측으로 출력된 전력이 제3 전력 스위치(Sa3), LCL 필터, 및 제6 개폐 스위치(SW6), 상용전력계통, 제8 개폐 스위치(SW8), 제9 개폐 스위치(SW9), 및 제6 전력 스위치(Sa6)를 통해 배터리의 접지단(-)으로 연결되는 회로를 구성하기 위하여, 상기 인버터부의 제3 전력 스위치(Sa3) On, 제4 전력 스위치(Sa4) Off, 제5 전력 스위치(Sa5) Off, 및 제6 전력 스위치(Sa6) On 상태로 제어하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the control unit, as the first operation for controlling the inverter unit during the discharge mode operation, the power output to the collector side of the first power switch Sa1 is a third power switch (Sa3), the LCL filter , And connected to the ground terminal (-) of the battery through the sixth open/close switch (SW6), the commercial power system, the eighth open/close switch (SW8), the ninth open/close switch (SW9), and the sixth power switch (Sa6). In order to configure the circuit, controlling the inverter unit in the third power switch (Sa3) On, the fourth power switch (Sa4) Off, the fifth power switch (Sa5) Off, and the sixth power switch (Sa6) On state. It is characterized.

본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 방전 모드 동작 시, 상기 인버터부를 제어하기 위한 상기 제2 동작으로서, 제1 전력 스위치(Sa1)의 콜렉터 측으로 전력이 출력되지 않는 동안에 LCL 필터, 제6 개폐 스위치(SW6), 상용전력계통, 제8 개폐 스위치(SW8), 제9 개폐 스위치(SW9), 제6 전력 스위치(Sa6), 및 제4 전력 스위치(Sa4)로 연결되는 회로를 구성하기 위하여, 상기 인버터부의 제3 전력 스위치(Sa3) Off, 제4 전력 스위치(Sa4) On, 제5 전력 스위치(Sa5) Off, 및 제6 전력 스위치(Sa6) On 상태로 제어하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the control unit, as the second operation for controlling the inverter unit in the discharge mode operation, while the power is not output to the collector side of the first power switch (Sa1) LCL filter, the sixth opening and closing switch ( SW6), in order to configure a circuit connected to a commercial power system, an eighth open/close switch (SW8), a ninth open/close switch (SW9), a sixth power switch (Sa6), and a fourth power switch (Sa4), the inverter The negative third power switch (Sa3) is off, the fourth power switch (Sa4) is turned on, the fifth power switch (Sa5) is turned off, and the sixth power switch (Sa6) is turned on.

본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 방전 모드 동작 시, 상기 인버터부를 제어하기 위한 상기 제3 동작으로서, 제1 전력 스위치(Sa1)의 콜렉터 측으로 전력이 출력되지 않는 동안에 LCL 필터, 제6 개폐 스위치(SW6), 상용전력계통, 제8 개폐 스위치(SW8), 제9 개폐 스위치(SW9), 제5 전력 스위치(Sa5), 및 제3 전력 스위치(Sa3)로 연결되는 회로를 구성하기 위하여, 상기 인버터부의 제3 전력 스위치(Sa3) On, 제4 전력 스위치(Sa4) Off, 제5 전력 스위치(Sa5) On, 및 제6 전력 스위치(Sa6) Off 상태로 제어하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the control unit includes, as the third operation for controlling the inverter unit during discharge mode operation, an LCL filter and a sixth opening/closing switch while power is not output to the collector side of the first power switch Sa1. SW6), in order to configure a circuit connected to a commercial power system, an eighth open/close switch (SW8), a ninth open/close switch (SW9), a fifth power switch (Sa5), and a third power switch (Sa3), the inverter A negative third power switch (Sa3) On, a fourth power switch (Sa4) Off, a fifth power switch (Sa5) On, and a sixth power switch (Sa6) Off.

본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 방전 모드 동작 시, 상기 인버터부를 제어하기 위한 상기 제4 동작으로서, 제1 전력 스위치(Sa1)의 콜렉터 측으로 출력된 전력이 제5 전력 스위치(Sa5), 제9 개폐 스위치(SW9), 제8 개폐 스위치(SW8), 상용전력계통, 제6 개폐 스위치(SW6), LCL 필터, 및 제4 전력 스위치(Sa4)를 통해 배터리의 접지단(-)으로 연결되는 회로를 구성하기 위하여, 상기 인버터부의 제3 전력 스위치(Sa3) Off, 제4 전력 스위치(Sa4) On, 제5 전력 스위치(Sa5) On, 및 제6 전력 스위치(Sa6) Off 상태로 제어하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the control unit, as the fourth operation for controlling the inverter unit in the discharge mode operation, the power output to the collector side of the first power switch Sa1 is a fifth power switch (Sa5), a ninth Circuit connected to the ground terminal (-) of the battery through the open/close switch (SW9), the eighth open/close switch (SW8), the commercial power system, the sixth open/close switch (SW6), the LCL filter, and the fourth power switch (Sa4) In order to configure the inverter, the third power switch (Sa3) is off, the fourth power switch (Sa4) is on, the fifth power switch (Sa5) is on, and the sixth power switch (Sa6) is turned off. To do.

본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 방전 모드 동작 시, 상기 인버터부를 제어하기 위한 상기 제5 동작으로서, 제1 전력 스위치(Sa1)의 콜렉터 측으로 전력이 출력되지 않는 동안에 제9 개폐 스위치(SW9), 제8 개폐 스위치(SW8), 상용전력계통, 제6 개폐 스위치(SW6), LCL 필터, 제4 전력 스위치(Sa4), 및 제6 전력 스위치(Sa6)가 연결되는 회로를 구성하기 위하여, 상기 인버터부의 제3 전력 스위치(Sa3) Off, 제4 전력 스위치(Sa4) On, 제5 전력 스위치(Sa5) Off, 및 제6 전력 스위치(Sa6) On 상태로 제어하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the control unit, as the fifth operation for controlling the inverter unit in the discharge mode operation, while the power is not output to the collector side of the first power switch (Sa1), a ninth opening and closing switch (SW9), In order to configure a circuit to which the eighth open/close switch (SW8), the commercial power system, the sixth open/close switch (SW6), the LCL filter, the fourth power switch (Sa4), and the sixth power switch (Sa6) are connected, the inverter The negative third power switch (Sa3) is off, the fourth power switch (Sa4) is turned on, the fifth power switch (Sa5) is turned off, and the sixth power switch (Sa6) is turned on.

본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 방전 모드 동작 시, 상기 인버터부를 제어하기 위한 상기 제6 동작으로서, 제1 전력 스위치(Sa1)의 콜렉터 측으로 전력이 출력되지 않는 동안에 제5 전력 스위치(Sa5), 제9 개폐 스위치(SW9), 제8 개폐 스위치(SW8), 상용전력계통, 제6 개폐 스위치(SW6), LCL 필터, 및 제3 전력 스위치(Sa3)로 연결되는 회로가 구성하기 위하여, 상기 인버터부의 제3 전력 스위치(Sa3) On, 제4 전력 스위치(Sa4) Off, 제5 전력 스위치(Sa5) On, 및 제6 전력 스위치(Sa6) Off 상태로 제어하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the control unit, as the sixth operation for controlling the inverter unit in the discharge mode operation, while the power is not output to the collector side of the first power switch (Sa1), the fifth power switch (Sa5), In order to constitute a circuit connected to a ninth open/close switch (SW9), an eighth open/close switch (SW8), a commercial power system, a sixth open/close switch (SW6), an LCL filter, and a third power switch (Sa3), the inverter A negative third power switch (Sa3) On, a fourth power switch (Sa4) Off, a fifth power switch (Sa5) On, and a sixth power switch (Sa6) Off.

본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 시동 발전기 시스템과 차량 탑재형 충전 시스템의 통합하여 사용할 수 있도록 함으로써, 차량의 제작 단가와 차량의 무게 및 부피를 저감시킬 수 있도록 한다.According to an aspect of the present invention, the present invention enables a starting generator system and a vehicle-mounted charging system to be integrated and used, thereby reducing the manufacturing cost of the vehicle and the weight and volume of the vehicle.

도 1은 일반적인 시동발전기 시스템의 개략적인 구성을 보인 예시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 시동 발전기 시스템을 이용한 차량 탑재형 충전 시스템의 통합 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도.
도 3은 상기 도 2에 있어서, 전력계통연계 필터부의 LCL 필터 등가회로를 보인 예시도.
도 4는 상기 도 2에 있어서, 시동발전기 구동 모드에 대응하는 회로의 연결을 위한 복수의 개폐 스위치의 온오프 상태를 보인 예시도.
도 5는 상기 도 2에 있어서, 상용전력계통의 포지티브(Positive) 조건에서 충전 모드 동작 시 인버터부 및 전력계통연계 필터부의 제1 동작을 설명하기 위한 예시도.
도 6은 상기 도 2에 있어서, 상용전력계통의 포지티브(Positive) 조건에서 충전 모드 동작 시 인버터부 및 전력계통연계 필터부의 제2 동작을 설명하기 위한 예시도.
도 7은 상기 도 2에 있어서, 상용전력계통의 네거티브(Negative) 조건에서 충전 모드 동작 시 인버터부 및 전력계통연계 필터부의 제3 동작을 설명하기 위한 예시도.
도 8은 상기 도 2에 있어서, 상용전력계통의 네거티브(Negative) 조건에서 충전 모드 동작 시 인버터부 및 전력계통연계 필터부의 제4 동작을 설명하기 위한 예시도.
도 9는 상기 도 6 및 도 8에서 부스팅되어 출력되는 직류전력을 벅 컨버팅하여 배터리를 충전하기 위한 컨버터부의 제1 동작을 설명하기 위한 예시도.
도 10은 상기 도 6 및 도 8에서 부스팅되어 출력되는 직류전력을 벅 컨버팅하여 배터리를 충전하기 위한 컨버터부의 제2 동작을 설명하기 위한 예시도.
도 11은 상기 도 2에 있어서, 방전 모드 동작 시 배터리에 충전된 전력을 부스트 컨버팅하여 출력하기 위한 컨버터부의 제1 동작을 설명하기 위한 예시도.
도 12는 상기 도 11에 있어서, 방전 모드 동작 시 배터리에 충전된 전력을 부스트 컨버팅하여 출력하기 위한 컨버터부의 제2 동작을 설명하기 위한 예시도.
도 13은 상기 도 12에 있어서, 계통 포지티브(Positive) 조건에서 방전 모드 동작 시 컨버터부에서 승압되어 출력되는 직류전력을 교류전력으로 변환하기 위한 인버터부 및 전력계통연계 필터부의 제1 동작을 설명하기 위한 예시도.
도 14는 상기 도 12에 있어서, 계통 포지티브(Positive) 조건에서 방전 모드 동작 시 컨버터부에서 승압되어 출력되는 직류전력을 교류전력으로 변환하기 위한 인버터부 및 전력계통연계 필터부의 제2 동작을 설명하기 위한 예시도.
도 15는 상기 도 12에 있어서, 계통 포지티브(Positive) 조건에서 방전 모드 동작 시 컨버터부에서 승압되어 출력되는 직류전력을 교류전력으로 변환하기 위한 인버터부 및 전력계통연계 필터부의 제3 동작을 설명하기 위한 예시도.
도 16은 상기 도 12에 있어서, 계통 네거티브(Negative) 조건에서 방전 모드 동작 시 컨버터부에서 승압되어 출력되는 직류전력을 교류전력으로 변환하기 위한 인버터부 및 전력계통연계 필터부의 제1 동작을 설명하기 위한 예시도.
도 17은 상기 도 12에 있어서, 계통 네거티브(Negative) 조건에서 방전 모드 동작 시 컨버터부에서 승압되어 출력되는 직류전력을 교류전력으로 변환하기 위한 인버터부 및 전력계통연계 필터부의 제2 동작을 설명하기 위한 예시도.
도 18은 상기 도 12에 있어서, 계통 네거티브(Negative) 조건에서 방전 모드 동작 시 컨버터부에서 승압되어 출력되는 직류전력을 교류전력으로 변환하기 위한 인버터부 및 전력계통연계 필터부의 제3 동작을 설명하기 위한 예시도.1 is an exemplary view showing a schematic configuration of a general starter generator system.
2 is an exemplary view showing a schematic configuration of an integrated device for a vehicle-mounted charging system using a starting generator system according to an embodiment of the present invention.
3 is an exemplary view showing an LCL filter equivalent circuit of a power system-linked filter unit in FIG. 2;
4 is an exemplary view showing an on/off state of a plurality of open/close switches for connection of a circuit corresponding to a starter generator driving mode in FIG. 2;
5 is an exemplary view for explaining a first operation of an inverter unit and a power system connection filter unit in a charging mode operation in a positive condition of the commercial power system in FIG. 2.
6 is an exemplary view for explaining a second operation of an inverter unit and a power system connection filter unit in a charging mode operation in a positive condition of the commercial power system in FIG. 2.
7 is an exemplary view for explaining a third operation of the inverter unit and the power system connection filter unit when operating in a charging mode under a negative condition of the commercial power system in Fig. 2.
8 is an exemplary view for explaining a fourth operation of an inverter unit and a power system connection filter unit in a charging mode operation in a negative condition of the commercial power system in FIG. 2.
9 is an exemplary view illustrating a first operation of a converter for charging a battery by buck-converting the DC power boosted and output in FIGS. 6 and 8.
10 is an exemplary view illustrating a second operation of a converter for charging a battery by buck-converting the DC power boosted and output in FIGS. 6 and 8.
FIG. 11 is an exemplary view illustrating a first operation of a converter unit for boost converting and outputting power charged in a battery in a discharge mode operation in FIG. 2.
12 is an exemplary view illustrating a second operation of a converter unit for boost converting and outputting power charged in a battery in the discharge mode operation of FIG. 11.
13 illustrates a first operation of an inverter unit and a power system-connected filter unit for converting DC power boosted and output from the converter unit into AC power during a discharge mode operation in a system positive condition in Fig. 12 For example.
14 illustrates a second operation of an inverter unit and a power system-linked filter unit for converting DC power boosted and output from the converter unit into AC power during a discharge mode operation in a system positive condition in Fig. 12 For example.
15 illustrates a third operation of an inverter unit and a power system-linked filter unit for converting DC power boosted and output from the converter unit into AC power when operating in a discharge mode under a system positive condition in Fig. 12 For example.
16 illustrates a first operation of an inverter unit and a power system-linked filter unit for converting DC power boosted and output from the converter unit into AC power when operating in a discharge mode under a system negative condition in Fig. 12 For example.
FIG. 17 illustrates a second operation of an inverter unit and a power system-connected filter unit for converting DC power boosted and output from the converter unit into AC power during a discharge mode operation in a system negative condition in Fig. 12 For example.
18 illustrates a third operation of an inverter unit and a power system-linked filter unit for converting DC power boosted and output from the converter unit into AC power when operating in a discharge mode under a system negative condition in Fig. 12 For example.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 시동 발전기 시스템과 차량 탑재형 충전 시스템의 통합 장치의 일 실시예를 설명한다. Hereinafter, an embodiment of an integrated device of a starting generator system and a vehicle-mounted charging system according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

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.In this process, the thickness of the lines or the size of components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of description. In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention and may vary according to the intention or custom of users or operators. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout the present specification.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 시동 발전기 시스템을 이용한 차량 탑재형 충전 시스템의 통합 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도이다.2 is an exemplary view showing a schematic configuration of an integrated device for a vehicle-mounted charging system using a starting generator system according to an embodiment of the present invention.

상기 본 실시예에 따른 시동 발전기 시스템과 차량 탑재형 충전 시스템의 통합 장치는, 충전 모드, 방전 모드, 및 구동 모드로 동작한다. The integrated device of the starting generator system and the vehicle-mounted charging system according to the present embodiment operates in a charging mode, a discharging mode, and a driving mode.

여기서 상기 충전 모드는 상용전력계통에서 입력된 교류전력을 직류전력으로 변환하여 배터리(Battery)를 충전하는 모드이다. 그리고 상기 방전 모드는 상기 배터리에 충전된 직류전력을 교류전력으로 변환하여 상용전력계통으로 전달하는 모드(예 : V2G, Vehicle to Grid 모드)이다. 또한 상기 구동 모드는 본래의 시동발전기(HSG) 시스템으로 동작하는 모드로서, 배터리의 전기에너지를 사용하여 시동발전기(HSG)를 구동시켜 엔진 시동을 걸어주는 모드이다.Here, the charging mode is a mode in which a battery is charged by converting AC power input from a commercial power system into DC power. In addition, the discharge mode is a mode in which the DC power charged in the battery is converted into AC power and transmitted to the commercial power system (eg, V2G, Vehicle to Grid mode). In addition, the driving mode is a mode that operates as an original starter generator (HSG) system, and is a mode in which the engine starts by driving the starter generator HSG using electric energy of a battery.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 시동 발전기 시스템과 차량 탑재형 충전 시스템의 통합 장치는, 컨버터부(110), 인버터부(120), 전력계통연계 필터부(130), 및 제어부(200)를 포함한다. As shown in FIG. 2, the integrated device of the starter generator system and the vehicle-mounted charging system according to the present embodiment includes a converter unit 110, an inverter unit 120, a power system connection filter unit 130, and a control unit. Includes 200.

이때 상기 각 구성요소(110 ~ 130)의 내부 회로에는 상기 모드(예 : 충전 모드, 방전 모드, 구동 모드)에 대응하는 회로의 개폐(또는 연결)를 위한 복수의 개폐 스위치(SW1 ~ SW9)가 포함되어 있으며, 상기 컨버터부(110) 및 인버터부(120)에는 전력 스위칭을 위한 복수의 전력 스위치(Sa1 ~ Sa6)(예 : IGBT)가 포함되어 있다.At this time, in the internal circuit of each of the components 110 to 130, a plurality of open/close switches SW1 to SW9 for opening/closing (or connecting) a circuit corresponding to the mode (eg, charging mode, discharge mode, driving mode) The converter unit 110 and the inverter unit 120 include a plurality of power switches Sa1 to Sa6 (eg, IGBT) for power switching.

상기 제어부(200)는 상기 모드(예 : 충전 모드, 방전 모드, 구동 모드)에 대응하여 상기 복수의 개폐 스위치(SW1 ~ SW9) 및 상기 복수의 전력 스위치(Sa1 ~ Sa6)를 제어한다. 참고로 상기 복수의 전력 스위치(Sa1 ~ Sa6)는 구동 모드 동작 시 인버터로 동작하여 직류전력을 교류전력으로 변환하여 상기 시동발전기(HSG)를 구동한다.The control unit 200 controls the plurality of open/close switches SW1 to SW9 and the plurality of power switches Sa1 to Sa6 in response to the modes (eg, charging mode, discharge mode, and driving mode). For reference, the plurality of power switches Sa1 to Sa6 operate as an inverter when operating in a driving mode to convert DC power into AC power to drive the starter generator HSG.

상기 컨버터부(110)는 상기 충전 모드 동작 시 상용전력계통으로부터 교류전력을 입력받아 변환된 고전압 직류전력을 배터리에 충전하기 위하여 저전압 직류전력으로 강압하고, 반대로 상기 방전 모드 동작 시에는 배터리에 충전된 직류전력을 교류전력으로 변환하여 상용전력계통으로 전달하기 위하여 상기 배터리로부터 출력되는 저전압 직류전력을 고전압 직류전력으로 승압하는 기능을 수행한다.The converter unit 110 receives AC power from the commercial power system during the charging mode operation and steps down the converted high voltage DC power into a low voltage DC power to charge the converted high voltage DC power into the battery. Conversely, in the discharge mode operation, the battery is charged. In order to convert DC power into AC power and transfer it to a commercial power system, it performs a function of boosting the low voltage DC power output from the battery to high voltage DC power.

상기 컨버터부(110)는 배터리(Battery), 상단 및 하단 스위치로서 서로 직렬 연결된 제1,2 전력 스위치(Sa1, Sa2), 상기 배터리의 출력단(+)과 상기 제1 전력 스위치(Sa1)의 콜렉터 측 사이에서 개폐되는 제1 개폐 스위치(SW1), 상기 제1 및 제2 전력 스위치(Sa1, Sa2)의 사이에 일 단이 연결되는 인덕터(L10), 및 상기 인덕터(L10)의 타 단과 상기 배터리의 출력단(+) 사이에서 개폐되는 제2 개폐 스위치(SW2)를 포함한다. 그리고 상기 제2 전력 스위치(Sa2)의 이미터 측은 상기 배터리의 접지단(-)에 연결된다.The converter unit 110 includes a battery, first and second power switches Sa1 and Sa2 connected in series as upper and lower switches, an output terminal (+) of the battery, and a collector of the first power switch Sa1 A first open/close switch SW1 opened and closed between sides, an inductor L10 connected at one end between the first and second power switches Sa1 and Sa2, and the other end of the inductor L10 and the battery And a second open/close switch SW2 that opens and closes between the output terminals (+) of. In addition, the emitter side of the second power switch Sa2 is connected to the ground terminal (-) of the battery.

상기 인버터부(120)는 상기 충전 모드 동작 시 상용전력계통으로부터 교류전력을 입력받아 고전압 직류전력으로 변환하고, 반대로 상기 방전 모드 동작 시에는 상기 배터리의 저전압 직류전력이 변환된 고전압 직류전력을 교류전력으로 변환하는 기능을 수행한다.The inverter unit 120 receives AC power from the commercial power system during the charging mode operation and converts it into high voltage DC power, and in the discharging mode operation, the high voltage DC power converted from the low voltage DC power of the battery is converted into AC power. It performs the function of converting to.

상기 인버터부(120)는 상단 및 하단 스위치로서 서로 직렬 연결된 제3,4 전력 스위치(Sa3, Sa4), 상단 및 하단 스위치로서 서로 직렬 연결된 제5,6 전력 스위치(Sa5, Sa6), 상기 제1 및 제2 전력 스위치(Sa1, Sa2)의 사이와 시동발전기(HSG)의 내부 제1 인덕터(L1)(미도시)의 사이에서 개폐되는 제3 개폐 스위치(SW3), 상기 제5,6 전력 스위치(Sa5, Sa6)의 사이와 시동발전기(HSG)의 내부 제3 인덕터(L3)(미도시)의 사이에서 개폐되는 제4 개폐 스위치(SW4), 및 상기 제5,6 전력 스위치(Sa5, Sa6)의 사이와 상용전력계통의 타 단에 연결되는 제8 개폐 스위치(SW8)에 연결되는 제9 스위치(SW9)를 포함한다. 그리고 상기 제3 및 제5 개폐 스위치(Sa3, Sa5)의 콜렉터 측은 상기 제1 개폐 스위치(SW1)에 연결되고, 상기 제4 및 제6 개폐 스위치(Sa4, Sa6)의 이미터 측은 상기 배터리의 접지단(-)에 연결된다.The inverter unit 120 includes third and fourth power switches (Sa3 and Sa4) connected in series as upper and lower switches, and fifth and sixth power switches (Sa5 and Sa6) connected in series as upper and lower switches, and the first And a third open/close switch SW3 opened and closed between the second power switches Sa1 and Sa2 and between the internal first inductor L1 (not shown) of the starter generator HSG, the fifth and sixth power switches. A fourth open/close switch SW4 opened and closed between (Sa5, Sa6) and an internal third inductor (L3) (not shown) of the starter generator (HSG), and the fifth and sixth power switches (Sa5, Sa6). ) And a ninth switch SW9 connected to an eighth open/close switch SW8 connected to the other end of the commercial power system. And the collector side of the third and fifth open/close switches Sa3 and Sa5 is connected to the first open/close switch SW1, and the emitter side of the fourth and sixth open/close switches Sa4 and Sa6 is grounded of the battery. It is connected to the stage (-).

상기 전력계통연계 필터부(130)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 충전 모드 및 방전 모드 동작 시, 상기 시동발전기(HSG)의 3상 모터(미도시) 내부에 포함된 3상 인덕터(미도시)와 추가로 포함된 커패시터(C1)를 이용하여 LCL 필터를 구현함으로써 교류전력에서 고조파를 제거한다.As shown in FIG. 3, the power system connection filter unit 130 includes a three-phase inductor included in a three-phase motor (not shown) of the starter generator HSG during the charging mode and the discharge mode operation. (Not shown) and an additionally included capacitor (C1) to implement an LCL filter to remove harmonics from AC power.

상기 전력계통연계 필터부(130)는 상용전력계통의 일 단과 시동발전기(HSG)의 내부 제1 인덕터(L1)(미도시)간의 연결을 개폐(또는 스위칭)하는 제6 개폐 스위치(SW6), 상기 시동발전기(HSG)의 내부 제1 인턱터(L1)(미도시)와 내부 제3 인덕터(L3)(미도시) 간의 연결을 개폐(또는 스위칭)하는 제5 개폐 스위치(SW5), 상기 시동발전기(HSG)의 중성점과 커패시터(C1)의 사이에서 개폐되는 제7 개폐 스위치(SW7), 상기 제7 개폐 스위치(SW7)에 일 단이 연결되고 타 단이 제8 개폐 스위치(SW8)와 제9 개폐 스위치(SW9) 사이에 연결되는 커패시터(C1), 및 상용전력계통의 타 단과 상기 제9 개폐 스위치(SW9)의 사이에 연결되는 제8 개폐 스위치(SW8)를 포함한다.The power system connection filter unit 130 is a sixth open/close switch (SW6) for opening and closing (or switching) the connection between one end of the commercial power system and the internal first inductor L1 (not shown) of the starter generator (HSG), A fifth on/off switch (SW5) for opening and closing (or switching) the connection between the internal first inductor (L1) (not shown) and the internal third inductor (L3) (not shown) of the starter generator (HSG), the starter generator The seventh open/close switch SW7 opened and closed between the neutral point of (HSG) and the capacitor C1, one end is connected to the seventh open/close switch SW7 and the other end is the eighth open/close switch SW8 and the ninth. And a capacitor C1 connected between the open/close switches SW9, and an eighth open/close switch SW8 connected between the other end of the commercial power system and the ninth open/close switch SW9.

도 3은 상기 도 2에 있어서, 전력계통연계 필터부(130)의 LCL 필터 등가회로를 보인 예시도로서, 상기 전력계통연계 필터부(130)에 포함된 개폐 스위치(SW5 ~ SW8)을 턴 온 시킴으로써, 시동모터(즉, 시동발전기 내부의 3상 모터)의 내부에 포함된 3상 인덕터(미도시) 및 추가로 포함된 커패시터(C1)가 LCL 필터로 구현된다.3 is an exemplary view showing an equivalent circuit of an LCL filter of the power system-related filter unit 130 in FIG. 2, and turns on the open/close switches (SW5 to SW8) included in the power system-related filter unit 130 By doing so, a three-phase inductor (not shown) included in the starter motor (ie, a three-phase motor inside the starter generator) and an additionally included capacitor C1 are implemented as an LCL filter.

상기 LCL 필터는, 인버터부(120)와 상용전력계통 사이에 위치되며, 인버터부(120)로부터 출력되거나 상용전력계통으로부터 인입된 교류전력(또는 교류전압)에 혼입되어 있는 고조파를 약화시키기 위한 것으로, 인버터부(120)의 입출력단에 직렬로 연결되는 제2 인덕터부(L2)와, 상용전력계통의 입입력단에 직렬로 연결되는 제1 인덕터부(L1+L3)와, 상기 제1 인덕터부(L1+L3)와 제2 인덕터부(L2) 사이에 그 일단이 병렬로 연결되고, 타단은 인버터부(120)와 상용전력계통의 공통 라인에 접속되는 커패시터(C1)를 구비한다.The LCL filter is located between the inverter unit 120 and the commercial power system, and is for attenuating harmonics mixed in the AC power (or AC voltage) output from the inverter unit 120 or drawn from the commercial power system. , A second inductor unit L2 connected in series to the input/output terminal of the inverter unit 120, a first inductor unit L1+L3 connected in series to the input/output terminal of the commercial power system, and the first inductor unit One end is connected in parallel between (L1+L3) and the second inductor unit L2, and the other end includes an inverter unit 120 and a capacitor C1 connected to a common line of the commercial power system.

도 4는 상기 도 2에 있어서, 시동발전기 구동 모드에 대응하는 회로의 연결을 위한 복수의 개폐 스위치(SW1 ~ SW9)의 온오프 상태를 보인 예시도이다.FIG. 4 is an exemplary view showing an on-off state of a plurality of open/close switches SW1 to SW9 for connection of a circuit corresponding to a starting generator driving mode in FIG. 2.

이하 본 실시예에서 점선으로 표시되는 라인과 스위치는 오프(OFF) 상태를 나타내고, 실선으로 표시되는 라인과 스위치는 온(ON) 상태를 나타낸다.In the present embodiment, lines and switches indicated by dotted lines indicate an OFF state, and lines and switches indicated by solid lines indicate an ON state.

도 4를 참조하면, 시동발전기 구동 모드 시 상기 제어부(200)가, 제1 개폐 스위치(SW1) On, 제2 개폐 스위치(SW2) Off, 제3 개폐 스위치(SW3) On, 제4 개폐 스위치(SW4) On, 제5 개폐 스위치(SW5) Off, 제6 개폐 스위치(SW6) off, 제7 개폐 스위치(SW7) off, 제8 개폐 스위치(SW8) off, 및 제9 개폐 스위치(SW9) off 상태로 제어함으로써, 도 1에 도시된 바와 같은, 일반적인 시동발전기 시스템 회로와 동일한 회로를 구현하여 상기 배터리의 전기에너지를 사용하여 엔진 시동을 걸어준다.Referring to FIG. 4, in the starting generator driving mode, the control unit 200 includes a first open/close switch (SW1) On, a second open/close switch (SW2) Off, a third open/close switch (SW3) On, and a fourth open/close switch ( SW4) On, 5th on/off switch (SW5) Off, 6th on/off switch (SW6) off, 7th on/off switch (SW7) off, 8th on/off switch (SW8) off, and ninth on/off switch (SW9) off state By controlling to, as shown in FIG. 1, the same circuit as the general starter generator system circuit is implemented, and the engine is started using the electric energy of the battery.

이하 도 5 내지 도 10을 참조하여 충전 모드 시 동작을 설명하고, 도 11 내지 도 18을 참조하여 방전 모드 시 동작에 대해서 설명한다.Hereinafter, the operation in the charging mode will be described with reference to FIGS. 5 to 10, and the operation in the discharge mode will be described with reference to FIGS. 11 to 18.

도 5는 상기 도 2에 있어서, 상용전력계통의 포지티브(Positive) 조건에서 충전 모드 동작 시 인버터부(120) 및 전력계통연계 필터부(130)의 제1 동작을 설명하기 위한 예시도이다.FIG. 5 is an exemplary view illustrating a first operation of the inverter unit 120 and the power system-connected filter unit 130 in a charging mode operation in a positive condition of the commercial power system in FIG. 2.

도 5를 참조하면, 상용전력계통의 포지티브(Positive) 조건에서 상기 제어부(200)가, 제1 개폐 스위치(SW1) Off, 제2 개폐 스위치(SW2) On, 제3 개폐 스위치(SW3) Off, 제4 개폐 스위치(SW4) Off, 제5 개폐 스위치(SW5) On, 제6 개폐 스위치(SW6) On, 제7 개폐 스위치(SW7) On, 제8 개폐 스위치(SW8) On, 및 제9 개폐 스위치(SW9) On 상태로 제어한다. Referring to FIG. 5, in a positive condition of the commercial power system, the control unit 200, a first open/close switch (SW1) Off, a second open/close switch (SW2) On, a third open/close switch (SW3) Off, The fourth open/close switch (SW4) Off, the fifth open/close switch (SW5) On, the sixth open/close switch (SW6) On, the seventh open/close switch (SW7) On, the eighth open/close switch (SW8) On, and the ninth open/close switch (SW9) It is controlled in the On state.

또한 상기 제어부(200)가 제3 전력 스위치(Sa3) Off, 제4 전력 스위치(Sa4) On, 제5 전력 스위치(Sa5) Off, 제6 전력 스위치(Sa6) On 상태로 제어한다.In addition, the control unit 200 controls the third power switch Sa3 off, the fourth power switch Sa4 on, the fifth power switch Sa5 off, and the sixth power switch Sa6 on.

이에 따라 상용전력계통의 포지티브(Positive) 전력이 제6 개폐 스위치(SW6)와 LCL 필터(도 3 참조)를 거쳐 제4 전력 스위치(Sa4)와 제6 전력 스위치(Sa6) 및 제9 개폐 스위치(SW9)와 제8 개폐 스위치(SW8)로 연결되는 회로가 구성된다.Accordingly, positive power of the commercial power system passes through the sixth open/close switch SW6 and the LCL filter (refer to FIG. 3), the fourth power switch Sa4, the sixth power switch Sa6, and the ninth open/close switch ( A circuit connected to SW9 and the eighth on/off switch SW8 is configured.

도 6은 상기 도 2에 있어서, 상용전력계통의 포지티브(Positive) 조건에서 충전 모드 동작 시 인버터부(120) 및 전력계통연계 필터부(130)의 제2 동작을 설명하기 위한 예시도이다.6 is an exemplary diagram for explaining a second operation of the inverter unit 120 and the power system connection filter unit 130 in a charging mode operation in a positive condition of the commercial power system in FIG. 2.

도 6을 참조하면, 상용전력계통의 포지티브(Positive) 조건에서 상기 제어부(200)는, 상기 도 5의 각 개폐 스위치(SW1 ~ SW9)의 상태와 동일하게 제어한다. Referring to FIG. 6, in a positive condition of the commercial power system, the control unit 200 controls the same as the state of each of the open/close switches SW1 to SW9 of FIG. 5.

또한 상기 제어부(200)가 제3 전력 스위치(Sa3) On, 제4 전력 스위치(Sa4) Off, 제5 전력 스위치(Sa5) Off, 제6 전력 스위치(Sa6) On 상태로 제어한다.In addition, the control unit 200 controls the third power switch Sa3 on, the fourth power switch Sa4 off, the fifth power switch Sa5 off, and the sixth power switch Sa6 on.

이에 따라 상용전력계통의 포지티브(Positive) 전력이 제6 개폐 스위치(SW6)와 LCL 필터(도 3 참조)를 거쳐 제3 전력 스위치(Sa3)의 콜렉터 측을 통해 출력되고, 이미터 측이 배터리의 접지단(-)에 연결된 제6 전력 스위치(Sa6)와 제9 개폐 스위치(SW9) 및 제8 개폐 스위치(SW8)로 연결되는 회로가 구성된다.Accordingly, the positive power of the commercial power system is output through the collector side of the third power switch Sa3 through the sixth open/close switch SW6 and the LCL filter (see FIG. 3), and the emitter side of the battery A circuit connected to the sixth power switch Sa6 connected to the ground terminal (-), the ninth open/close switch SW9, and the eighth open/close switch SW8 is configured.

이 때 상기 상용전력계통의 교류전력(예 : 60Hz)의 포지티브(Positive) 조건에서 상기 제1 동작(도 5 참조)과 제2 동작(도 6 참조)은 빠르게 반복 수행되어(예 : 120 KHz) 부스트 컨버팅 동작을 수행한다. 예컨대 제1 동작 시 시동발전기(HSG)의 내부 인덕터(미도시)에 전류를 축적하였다가 제2 동작 시 상기 내부 인덕터(미도시)에 축적된 전력을 출력함으로써 승압이 이루어진다.At this time, the first operation (see Fig. 5) and the second operation (see Fig. 6) are rapidly repeatedly performed under the positive condition of the AC power (eg, 60 Hz) of the commercial power system (eg, 120 KHz). Perform a boost conversion operation. For example, during the first operation, current is accumulated in the internal inductor (not shown) of the starter generator HSG, and during the second operation, the voltage is boosted by outputting the accumulated power in the internal inductor (not shown).

도 7는 상기 도 2에 있어서, 상용전력계통의 네거티브(Negative) 조건에서 충전 모드 동작 시 인버터부(120) 및 전력계통연계 필터부(130)의 제3 동작을 설명하기 위한 예시도이다.FIG. 7 is an exemplary diagram for explaining a third operation of the inverter unit 120 and the power system connection filter unit 130 in a charging mode operation in a negative condition of the commercial power system in FIG. 2.

도 7을 참조하면, 상용전력계통의 네거티브(Negative) 조건에서 상기 제어부(200)는, 상기 도 5의 각 개폐 스위치(SW1 ~ SW9)의 상태와 동일하게 제어한다. Referring to FIG. 7, in a negative condition of the commercial power system, the control unit 200 controls the same as the state of each of the open/close switches SW1 to SW9 of FIG. 5.

또한 상기 제어부(200)가 제3 전력 스위치(Sa3) On, 제4 전력 스위치(Sa4) Off, 제5 전력 스위치(Sa5) On, 및 제6 전력 스위치(Sa6) Off 상태로 제어한다.In addition, the control unit 200 controls the third power switch (Sa3) On, the fourth power switch (Sa4) Off, the fifth power switch (Sa5) On, and the sixth power switch (Sa6) Off states.

이에 따라 상용전력계통의 네거티브(Negative) 전력이 제8 개폐 스위치(SW8), 제9 개폐 스위치(SW9), 제5 전력 스위치(Sa5), 제3 전력 스위치(Sa3), 및 LCL 필터(도 3 참조)와 제6 개폐 스위치(SW6)를 거쳐 상용전력계통으로 연결되는 회로가 구성된다.Accordingly, the negative power of the commercial power system is reduced to the eighth open/close switch SW8, the ninth open/close switch SW9, the fifth power switch Sa5, the third power switch Sa3, and the LCL filter (Fig. 3). Reference) and a circuit connected to the commercial power system through the sixth open/close switch SW6 is configured.

도 8은 상기 도 2에 있어서, 상용전력계통의 네거티브(Negative) 조건에서 충전 모드 동작 시 인버터부(120) 및 전력계통연계 필터부(130)의 제4 동작을 설명하기 위한 예시도이다.8 is an exemplary diagram for explaining a fourth operation of the inverter unit 120 and the power system-connected filter unit 130 in a charging mode operation in a negative condition of the commercial power system in FIG. 2.

도 8을 참조하면, 상용전력계통의 네거티브(Negative) 조건에서 상기 제어부(200)는, 상기 도 5의 각 개폐 스위치(SW1 ~ SW9)의 상태와 동일하게 제어한다. Referring to FIG. 8, in a negative condition of the commercial power system, the control unit 200 controls the same as the state of each of the open/close switches SW1 to SW9 of FIG. 5.

이는 상기 도 5의 각 개폐 스위치(SW1 ~ SW9)의 상태와 동일하다. This is the same as the state of each of the open/close switches SW1 to SW9 of FIG. 5.

또한 상기 제어부(200)가 제3 전력 스위치(Sa3) Off, 제4 전력 스위치(Sa4) On, 제5 전력 스위치(Sa5) On, 제6 전력 스위치(Sa6) Off 상태로 제어한다.In addition, the control unit 200 controls the third power switch Sa3 off, the fourth power switch Sa4 on, the fifth power switch Sa5 on, and the sixth power switch Sa6 off.

이에 따라 상용전력계통의 네거티브(Negative) 전력이 제8 개폐 스위치(SW8), 제9 개폐 스위치(SW9)를 거쳐 제5 전력 스위치(Sa5)의 콜렉터 측을 통해 출력되고, 이미터 측이 배터리의 접지단(-)에 연결된 제4 전력 스위치(Sa4), 및 LCL 필터(도 3 참조)와 제6 개폐 스위치(SW6)를 거쳐 상용전력계통으로 연결되는 회로가 구성된다.Accordingly, negative power of the commercial power system is output through the collector side of the fifth power switch Sa5 through the eighth open/close switch SW8 and the ninth open/close switch SW9, and the emitter side of the battery A circuit connected to the commercial power system through the fourth power switch Sa4 connected to the ground terminal (-), the LCL filter (see FIG. 3) and the sixth opening/closing switch SW6 is configured.

이때 상기 상용전력계통의 교류전력(예 : 60Hz)의 네거티브(Negative) 조건에서 상기 제3 동작(도 7 참조)과 제4 동작(도 8 참조)은 빠르게 반복 수행되어(예 : 120 KHz) 부스트 컨버팅 동작을 수행한다. 예컨대 제3 동작 시 시동발전기(HSG)의 내부 인덕터(미도시)에 전류를 축적하였다가 제4 동작 시 상기 내부 인덕터(미도시)에 축적된 전력을 출력하여 승압이 이루어진다.At this time, the third operation (see Fig. 7) and the fourth operation (see Fig. 8) are rapidly repeatedly performed under the negative condition of AC power (eg, 60 Hz) of the commercial power system (eg, 120 KHz) to boost Perform the conversion operation. For example, during the third operation, current is accumulated in the internal inductor (not shown) of the starter generator (HSG), and during the fourth operation, the accumulated power is output to the internal inductor (not shown) to perform boosting.

도 9는 상기 도 6 및 도 8에서 부스팅(승압)되어 출력되는 직류전력(또는 직류전압)을 벅 컨버팅하여 배터리를 충전하기 위한 컨버터부의 제1 동작을 설명하기 위한 예시도이고, 도 10은 상기 도 6 및 도 8에서 부스팅(승압)되어 출력되는 직류전력(또는 직류전압)을 벅 컨버팅하여 배터리를 충전하기 위한 컨버터부의 제2 동작을 설명하기 위한 예시도이다.9 is an exemplary view for explaining a first operation of a converter for charging a battery by buck-converting the DC power (or DC voltage) that is boosted (boosted) and output in FIGS. 6 and 8, and FIG. 6 and 8 are exemplary diagrams for explaining a second operation of a converter unit for charging a battery by buck-converting DC power (or DC voltage) that is boosted (boosted) and output.

도 9를 참조하면, 컨버터부(110)의 제1 동작을 위하여, 상기 제어부(200)가 제1 개폐 스위치(SW1)는 Off, 제2 개폐 스위치(SW2)는 On 상태로 제어한다.Referring to FIG. 9, for the first operation of the converter unit 110, the control unit 200 controls the first open/close switch SW1 to be Off and the second open/close switch SW2 to On.

그리고 상기 제어부(200)가 제1 전력 스위치(Sa1)는 On, 제2 전력 스위치(Sa2)는 Off 상태로 제어한다.In addition, the control unit 200 controls the first power switch Sa1 to be On and the second power switch Sa2 to Off.

이에 따라 상용전력계통의 포지티브(Positive) 조건 및 네거티브(Negative) 조건에서 제3 전력 스위치(Sa3) 또는 제5 전력 스위치(Sa5)의 콜렉터 측으로 출력되는 전력(또는 전압)은 상기 제1 전력 스위치(Sa1), 인덕터(L10), 및 제2 개폐 스위치(SW2)를 통해 배터리를 충전한다. Accordingly, the power (or voltage) output to the collector side of the third power switch Sa3 or the fifth power switch Sa5 in the positive and negative conditions of the commercial power system is the first power switch ( The battery is charged through Sa1), the inductor L10, and the second open/close switch SW2.

도 10을 참조하면, 컨버터부(110)의 제2 동작을 위하여, 상기 제어부(200)는 제1 개폐 스위치(SW1)는 Off, 제2 개폐 스위치(SW2)는 On 상태로 제어한다.Referring to FIG. 10, for the second operation of the converter unit 110, the controller 200 controls the first open/close switch SW1 to be Off and the second open/close switch SW2 to On.

그리고 상기 제어부(200)가 제1 전력 스위치(Sa1)는 Off, 제2 전력 스위치(Sa2)는 On 상태로 제어한다.In addition, the control unit 200 controls the first power switch Sa1 to be Off and the second power switch Sa2 to On.

이에 따라 상용전력계통의 포지티브(Positive) 조건 및 네거티브(Negative) 조건에서 제3 전력 스위치(Sa3) 또는 제5 전력 스위치(Sa5)의 콜렉터 측으로 출력되는 전력(또는 전압)이 배터리에 인가되지 않도록 차단하고 대신 인덕터(L10)에 축전된 전력만으로 배터리를 충전한다.Accordingly, the power (or voltage) output to the collector side of the third power switch Sa3 or the fifth power switch Sa5 is blocked from being applied to the battery in the positive and negative conditions of the commercial power system. Instead, the battery is charged with only the power stored in the inductor L10.

이 때 상기 컨버터부(110)의 제1 동작과 제2 동작은 빠르게 반복 수행되어(예 : 120 KHz) 벅 컨버팅 동작을 수행한다.At this time, the first operation and the second operation of the converter unit 110 are rapidly repeatedly performed (eg, 120 KHz) to perform a buck converting operation.

도 11은 상기 도 2에 있어서, 방전 모드 동작 시 배터리에 충전된 전력을 부스트 컨버팅하여 출력하기 위한 컨버터부의 제1 동작을 설명하기 위한 예시도이고, 도 12는 상기 도 11에 있어서, 방전 모드 동작 시 배터리에 충전된 전력을 부스트 컨버팅하여 출력하기 위한 컨버터부의 제2 동작을 설명하기 위한 예시도이다.FIG. 11 is an exemplary diagram for explaining a first operation of a converter unit for boost converting and outputting power charged in a battery during a discharge mode operation in FIG. 2, and FIG. 12 is a discharge mode operation in FIG. This is an exemplary diagram for explaining a second operation of the converter unit for boosting and outputting the power charged in the battery.

도 11을 참조하면, 방전 모드 동작 시 컨버터부(110)의 제1 동작을 위하여, 상기 제어부(200)가 제1 개폐 스위치(SW1)는 Off, 제2 개폐 스위치(SW2)는 On 상태로 제어하고, 제1 전력 스위치(Sa1)는 Off, 제2 전력 스위치(Sa2)는 On 상태로 제어한다.Referring to FIG. 11, for the first operation of the converter unit 110 in the discharge mode operation, the control unit 200 controls the first open/close switch SW1 to be Off and the second open/close switch SW2 to On. And, the first power switch Sa1 is controlled to be Off, and the second power switch Sa2 is controlled to be On.

이에 따라 배터리에 충전된 전력이 배터리의 출력단(+)에서 출력되어 제2 개폐 스위치(SW2), 인덕터(L10), 및 제2 전력 스위치(Sa2)를 통해 배터리의 접지단(-)으로 연결되는 회로가 구성되어 상기 인덕터(L10)에 전력을 축적한다.Accordingly, the power charged in the battery is output from the output terminal (+) of the battery and connected to the ground terminal (-) of the battery through the second open/close switch (SW2), the inductor (L10), and the second power switch (Sa2). A circuit is configured to accumulate power in the inductor L10.

도 12를 참조하면, 방전 모드 동작 시 컨버터부(110)의 제2 동작을 위하여, 상기 제어부(200)가 제1 개폐 스위치(SW1)는 Off, 제2 개폐 스위치(SW2)는 On 상태로 제어하고, 제1 전력 스위치(Sa1)는 On, 제2 전력 스위치(Sa2)는 Off 상태로 제어한다.Referring to FIG. 12, for the second operation of the converter unit 110 during the discharge mode operation, the control unit 200 controls the first open/close switch SW1 to be Off and the second open/close switch SW2 to On. And, the first power switch Sa1 is controlled to be On and the second power switch Sa2 is controlled to be Off.

이에 따라 배터리에 충전된 전력이 배터리의 출력단(+)에서 출력되어 제2 개폐 스위치(SW2), 인덕터(L10), 및 제1 전력 스위치(Sa2)를 통해 출력하며, 이 때 상기 인덕터(L10)에 축전된 전력을 함께 출력하여 승압된(부스팅된) 직류전력을 출력한다.Accordingly, the power charged in the battery is output from the output terminal (+) of the battery and is output through the second open/close switch SW2, the inductor L10, and the first power switch Sa2, in which case the inductor L10 It outputs the boosted (boosted) DC power by outputting the power stored in

도 13 내지 도 18은 상기 도 2에 있어서, 방전 모드 동작 시 컨버터부에서 승압되어 출력되는 직류전력을 교류전력으로 변환하기 위한 인버터부(120) 및 전력계통연계 필터부(130)의 연속 동작을 설명하기 위한 예시도이다.13 to 18 show the continuous operation of the inverter unit 120 and the power system connection filter unit 130 for converting the DC power boosted and output from the converter unit into AC power in the discharge mode operation in FIG. 2. It is an exemplary diagram for explanation.

도 13 내지 도 18을 참조하면, 방전 모드 동작 시 상기 제어부(200)는, 제1 개폐 스위치(SW1) Off, 제2 개폐 스위치(SW2) On, 제3 개폐 스위치(SW3) Off, 제4 개폐 스위치(SW4) Off, 제5 개폐 스위치(SW5) On, 제6 개폐 스위치(SW6) On, 제7 개폐 스위치(SW7) On, 제8 개폐 스위치(SW8) On, 및 제9 개폐 스위치(SW9) On 상태로 제어한다. 13 to 18, in the discharge mode operation, the control unit 200 includes: a first open/close switch (SW1) Off, a second open/close switch (SW2) On, a third open/close switch (SW3) Off, and a fourth open/close. Switch (SW4) Off, the fifth open/close switch (SW5) On, the sixth open/close switch (SW6) On, the seventh open/close switch (SW7) On, the eighth open/close switch (SW8) On, and the ninth open/close switch (SW9) Control in the On state.

도 13은 상기 도 12에 있어서, 계통 포지티브(Positive) 조건에서 방전 모드 동작 시 컨버터부에서 승압되어 출력되는 직류전력을 교류전력으로 변환하기 위한 인버터부(120) 및 전력계통연계 필터부(130)의 제1 동작을 설명하기 위한 예시도이다.13 is an inverter unit 120 and a power system connection filter unit 130 for converting DC power boosted and output from the converter unit into AC power when operating in a discharge mode under a system positive condition in Fig. 12. It is an exemplary diagram for explaining the first operation of.

도 13을 참조하면, 계통 포지티브(Positive) 조건에서 방전 모드의 제1 동작 시, 상기 제어부(200)는, 제3 전력 스위치(Sa3) On, 제4 전력 스위치(Sa4) Off, 제5 전력 스위치(Sa5) Off, 및 제6 전력 스위치(Sa6) On 상태로 제어한다.Referring to FIG. 13, during the first operation in the discharge mode under a system positive condition, the control unit 200 includes a third power switch Sa3 On, a fourth power switch Sa4 Off, and a fifth power switch. (Sa5) Off, and the sixth power switch (Sa6) is controlled to On.

이에 따라 제1 전력 스위치(Sa1)의 콜렉터 측으로 출력된 전력이 제3 전력 스위치(Sa3), LCL 필터(도 3 참조), 및 제6 개폐 스위치(SW6)를 통해 상용전력계통의 일 단(Positive 단)으로 출력(방전)되고, 상용전력계통의 타 단(Negative 단)이 제8 개폐 스위치(SW8), 제9 개폐 스위치(SW9), 및 제6 전력 스위치(Sa6)를 통해 배터리의 접지단(-)으로 연결되는 회로가 구성된다.Accordingly, the power output to the collector side of the first power switch Sa1 is transmitted through the third power switch Sa3, the LCL filter (see FIG. 3), and the sixth open/close switch SW6. Terminal), and the other end (negative end) of the commercial power system is the ground terminal of the battery through the eighth open/close switch (SW8), the ninth open/close switch (SW9), and the sixth power switch (Sa6). A circuit connected with (-) is formed.

도 14는 상기 도 12에 있어서, 계통 포지티브(Positive) 조건에서 방전 모드 동작 시 컨버터부에서 승압되어 출력되는 직류전력을 교류전력으로 변환하기 위한 인버터부(120) 및 전력계통연계 필터부(130)의 제2 동작을 설명하기 위한 예시도이다.14 is an inverter unit 120 and a power system connection filter unit 130 for converting DC power boosted and output from the converter unit into AC power when operating in a discharge mode under a system positive condition in Fig. 12. It is an exemplary diagram for explaining the second operation of.

도 14를 참조하면, 계통 포지티브(Positive) 조건에서 방전 모드의 제2 동작 시, 상기 제어부(200)는, 제3 전력 스위치(Sa3) Off, 제4 전력 스위치(Sa4) On, 제5 전력 스위치(Sa5) Off, 및 제6 전력 스위치(Sa6) On 상태로 제어한다.Referring to FIG. 14, in the second operation of the discharge mode under a system positive condition, the control unit 200 includes a third power switch Sa3 Off, a fourth power switch Sa4 On, and a fifth power switch. (Sa5) Off, and the sixth power switch (Sa6) is controlled to On.

이에 따라 제1 전력 스위치(Sa1)의 콜렉터 측으로 전력이 출력되지 않는 동안에는 LCL 필터(도 3 참조), 제6 개폐 스위치(SW6), 상용전력계통, 제8 개폐 스위치(SW8), 제9 개폐 스위치(SW9), 제6 전력 스위치(Sa6), 및 제4 전력 스위치(Sa4)로 연결되는 회로가 구성된다.Accordingly, while power is not output to the collector side of the first power switch Sa1, the LCL filter (see FIG. 3), the sixth open/close switch SW6, the commercial power system, the eighth open/close switch SW8, and the ninth open/close switch A circuit connected to SW9, the sixth power switch Sa6, and the fourth power switch Sa4 is configured.

도 15는 상기 도 12에 있어서, 계통 포지티브(Positive) 조건에서 방전 모드 동작 시 컨버터부에서 승압되어 출력되는 직류전력을 교류전력으로 변환하기 위한 인버터부(120) 및 전력계통연계 필터부(130)의 제3 동작을 설명하기 위한 예시도이다.15 is an inverter unit 120 and a power system connection filter unit 130 for converting DC power boosted and output from the converter unit into AC power when operating in a discharge mode under a system positive condition in Fig. 12. It is an exemplary diagram for explaining the third operation of.

도 15를 참조하면, 계통 포지티브(Positive) 조건에서 방전 모드의 제3 동작 시, 상기 제어부(200)는, 제3 전력 스위치(Sa3) On, 제4 전력 스위치(Sa4) Off, 제5 전력 스위치(Sa5) On, 및 제6 전력 스위치(Sa6) Off 상태로 제어한다.Referring to FIG. 15, in the third operation of the discharge mode under a system positive condition, the control unit 200 includes a third power switch Sa3 On, a fourth power switch Sa4 Off, and a fifth power switch. (Sa5) On, and the sixth power switch (Sa6) is controlled to be Off.

이에 따라 제1 전력 스위치(Sa1)의 콜렉터 측으로 전력이 출력되지 않는 동안에는 LCL 필터(도 3 참조), 제6 개폐 스위치(SW6), 상용전력계통, 제8 개폐 스위치(SW8), 제9 개폐 스위치(SW9), 제5 전력 스위치(Sa5), 및 제3 전력 스위치(Sa3)로 연결되는 회로가 구성된다.Accordingly, while power is not output to the collector side of the first power switch Sa1, the LCL filter (see FIG. 3), the sixth open/close switch SW6, the commercial power system, the eighth open/close switch SW8, and the ninth open/close switch A circuit connected to SW9, a fifth power switch Sa5, and a third power switch Sa3 is configured.

이때 상기 계통 포지티브(Positive) 조건에서 방전 모드의 제3 동작(도 15 참조)을 수행하기 전에 상기 계통 포지티브(Positive) 조건에서 방전 모드의 제1 동작(도 13 참조)을 추가로 수행한다.At this time, before performing the third operation of the discharge mode (see FIG. 15) under the system positive condition, the first operation of the discharge mode (see FIG. 13) is additionally performed under the system positive condition.

이에 따라 계통 포지티브(Positive) 조건에서 방전 모드는 제1 동작(도 13 참조), 제2 동작(도 14 참조), 제1 동작(도 13 참조), 및 제3 동작(도 15 참조)이 지정된 주기(예 : 수십 KHz)로 반복됨으로써, 상용전력계통 교류전력의 반 주기인 포지티브(Positive) 전력을 출력한다.Accordingly, in the system positive condition, the first operation (see Fig. 13), the second operation (see Fig. 14), the first operation (see Fig. 13), and the third operation (see Fig. 15) are designated as the discharge mode. By repeating in cycles (eg, several tens of KHz), positive power, which is a half cycle of AC power in the commercial power system, is output.

도 16은 상기 도 12에 있어서, 계통 네거티브(Negative) 조건에서 방전 모드 동작 시 컨버터부에서 승압되어 출력되는 직류전력을 교류전력으로 변환하기 위한 인버터부(120) 및 전력계통연계 필터부(130)의 제4 동작을 설명하기 위한 예시도이다.16 is an inverter unit 120 and a power system connection filter unit 130 for converting DC power boosted and output from the converter unit into AC power when operating in a discharge mode under a system negative condition in Fig. 12. It is an exemplary diagram for explaining the fourth operation of.

도 16을 참조하면, 계통 네거티브(Negative) 조건에서 방전 모드의 제4 동작 시, 상기 제어부(200)는, 제3 전력 스위치(Sa3) Off, 제4 전력 스위치(Sa4) On, 제5 전력 스위치(Sa5) On, 및 제6 전력 스위치(Sa6) Off 상태로 제어한다.Referring to FIG. 16, in the fourth operation of the discharge mode under a system negative condition, the control unit 200 includes a third power switch Sa3 Off, a fourth power switch Sa4 On, and a fifth power switch. (Sa5) On, and the sixth power switch (Sa6) is controlled to be Off.

이에 따라 제1 전력 스위치(Sa1)의 콜렉터 측으로 출력된 전력이 제5 전력 스위치(Sa5), 제9 개폐 스위치(SW9), 제8 개폐 스위치(SW8), 상용전력계통, 제6 개폐 스위치(SW6), LCL 필터(도 3 참조), 및 제4 전력 스위치(Sa4)를 통해 배터리의 접지단(-)으로 연결되는 회로가 구성된다.Accordingly, the power output to the collector side of the first power switch Sa1 is transferred to the fifth power switch Sa5, the ninth open/close switch SW9, the eighth open/close switch SW8, the commercial power system, and the sixth open/close switch SW6. ), an LCL filter (refer to FIG. 3), and a circuit connected to the ground terminal (-) of the battery through the fourth power switch Sa4.

도 17은 상기 도 12에 있어서, 계통 네거티브(Negative) 조건에서 방전 모드 동작 시 컨버터부에서 승압되어 출력되는 직류전력을 교류전력으로 변환하기 위한 인버터부(120) 및 전력계통연계 필터부(130)의 제5 동작을 설명하기 위한 예시도이다.17 is an inverter unit 120 and a power system connection filter unit 130 for converting DC power boosted and output from the converter unit into AC power when operating in a discharge mode under a system negative condition in Fig. 12. It is an exemplary diagram for explaining the fifth operation of.

도 17을 참조하면, 계통 네거티브(Negative) 조건에서 방전 모드의 제5 동작 시, 상기 제어부(200)는, 제3 전력 스위치(Sa3) Off, 제4 전력 스위치(Sa4) On, 제5 전력 스위치(Sa5) Off, 및 제6 전력 스위치(Sa6) On 상태로 제어한다.Referring to FIG. 17, in the fifth operation of the discharge mode under a system negative condition, the control unit 200 includes a third power switch Sa3 Off, a fourth power switch Sa4 On, and a fifth power switch. (Sa5) Off, and the sixth power switch (Sa6) is controlled to On.

이에 따라 제1 전력 스위치(Sa1)의 콜렉터 측으로 전력이 출력되지 않는 동안에는 제9 개폐 스위치(SW9), 제8 개폐 스위치(SW8), 상용전력계통, 제6 개폐 스위치(SW6), LCL 필터(도 3 참조), 제4 전력 스위치(Sa4), 및 제6 전력 스위치(Sa6)가 연결되는 회로가 구성된다.Accordingly, while power is not output to the collector side of the first power switch Sa1, the ninth open/close switch SW9, the eighth open/close switch SW8, the commercial power system, the sixth open/close switch SW6, and the LCL filter (Fig. 3), the fourth power switch Sa4, and the sixth power switch Sa6 are connected to each other.

도 18은 상기 도 12에 있어서, 계통 네거티브(Negative) 조건에서 방전 모드 동작 시 컨버터부에서 승압되어 출력되는 직류전력을 교류전력으로 변환하기 위한 인버터부(120) 및 전력계통연계 필터부(130)의 제6 동작을 설명하기 위한 예시도이다.18 is an inverter unit 120 and a power system connection filter unit 130 for converting DC power boosted and output from the converter unit into AC power when operating in a discharge mode under a system negative condition in Fig. 12. It is an exemplary diagram for explaining the sixth operation of.

도 18을 참조하면, 계통 네거티브(Negative) 조건에서 방전 모드의 제6 동작 시, 상기 제어부(200)는, 제3 전력 스위치(Sa3) On, 제4 전력 스위치(Sa4) Off, 제5 전력 스위치(Sa5) On, 및 제6 전력 스위치(Sa6) Off 상태로 제어한다.Referring to FIG. 18, in the sixth operation of the discharge mode under a system negative condition, the control unit 200 includes a third power switch Sa3 On, a fourth power switch Sa4 Off, and a fifth power switch. (Sa5) On, and the sixth power switch (Sa6) is controlled to be Off.

이에 따라 제1 전력 스위치(Sa1)의 콜렉터 측으로 전력이 출력되지 않는 동안에는 제5 전력 스위치(Sa5), 제9 개폐 스위치(SW9), 제8 개폐 스위치(SW8), 상용전력계통, 제6 개폐 스위치(SW6), LCL 필터(도 3 참조), 및 제3 전력 스위치(Sa3)로 연결되는 회로가 구성된다.Accordingly, while power is not output to the collector side of the first power switch Sa1, the fifth power switch Sa5, the ninth open/close switch SW9, the eighth open/close switch SW8, the commercial power system, and the sixth open/close switch A circuit connected to (SW6), an LCL filter (refer to FIG. 3), and a third power switch Sa3 is configured.

이때 상기 계통 네거티브(Negative) 조건에서 방전 모드의 제6 동작(도 18 참조)을 수행하기 전에 상기 계통 네거티브(Negative) 조건에서 방전 모드의 제4 동작(도 16 참조)을 추가로 수행한다.At this time, before performing the sixth operation of the discharge mode (see FIG. 18) under the system negative condition, the fourth operation of the discharge mode (see FIG. 16) is additionally performed under the system negative condition.

이에 따라 계통 네거티브(Negative) 조건에서 방전 모드는 제4 동작(도 16 참조), 제5 동작(도 17 참조), 제4 동작(도 16 참조), 및 제6 동작(도 18 참조)이 지정된 주기(예 : 수십 KHz)로 반복됨으로써, 상용전력계통 교류전력의 반 주기인 네거티브(Negative) 전력을 출력한다.Accordingly, in the system negative condition, the fourth operation (see FIG. 16), the fifth operation (see FIG. 17), the fourth operation (see FIG. 16), and the sixth operation (see FIG. 18) are designated as the discharge mode. By repeating in cycles (e.g. tens of KHz), negative power, which is a half cycle of AC power in the commercial power system, is output.

참고로 상기 제어부(200)는 상기 전력 스위치들(Sa1 ~ Sa6)을 PWM(Pulse Width Modulation) 방식으로 제어함으로써 상기 반 주기의 포지티브(Positive) 전력 및 네거티브(Negative) 전력을 출력한다. 이때 상기 전력 스위치들(Sa1 ~ Sa6)의 온오프 타이밍은 공지된 기술을 이용할 수 있으므로 본 실시예에서 구체적인 설명은 생략한다.For reference, the control unit 200 controls the power switches Sa1 to Sa6 using a Pulse Width Modulation (PWM) method to output the positive power and negative power of the half cycle. At this time, since the on-off timing of the power switches Sa1 to Sa6 may use a known technique, a detailed description thereof will be omitted in this embodiment.

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 프로그래밍가능한 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.As described above, the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, but these are only exemplary, and those of ordinary skill in the field to which the technology pertains, various modifications and other equivalent embodiments are possible. I will understand the point. Therefore, the technical protection scope of the present invention should be determined by the following claims. Also, the implementation described herein may be implemented as, for example, a method or process, an apparatus, a software program, a data stream or a signal. Although discussed only in the context of a single form of implementation (eg, only as a method), the implementation of the discussed features may also be implemented in other forms (eg, an apparatus or program). The device may be implemented with appropriate hardware, software and firmware. The method may be implemented in an apparatus such as a processor, which generally refers to a processing device including, for example, a computer, microprocessor, integrated circuit or programmable logic device, or the like. Processors also include communication devices such as computers, cell phones, personal digital assistants ("PDAs") and other devices that facilitate communication of information between end-users.

110 : 컨버터부
120 : 인버터부
130 : 전력계통연계 필터부
200 : 제어부110: converter unit
120: inverter unit
130: power system connection filter unit
200: control unit

Claims (26)

충전 모드, 방전 모드, 및 구동 모드 중 어느 하나의 모드로 동작하며,
충전 모드 동작 시 상용전력계통으로부터 교류전력을 입력받아 변환된 고전압 직류전력을 배터리에 충전하기 위하여 저전압 직류전력으로 강압하고, 반대로 방전 모드 동작 시 상기 배터리로부터 출력되는 저전압 직류전력을 고전압 직류전력으로 승압하는 기능을 수행하는 컨버터부;
충전 모드 동작 시 상용전력계통으로부터 교류전력을 입력받아 고전압 직류전력으로 변환하고, 반대로 상기 방전 모드 동작 시에는 상기 배터리의 저전압 직류전력이 변환된 고전압 직류전력을 교류전력으로 변환하는 기능을 수행하는 인버터부;
상기 구동 모드 동작 시 시동발전기(HSG)를 본래의 시동발전기 기능으로 구동하고, 상기 충전 모드 및 방전 모드 동작 시 LCL 필터로 구현되는 전력계통연계 필터부;
상기 컨버터부, 인버터부, 및 전력계통연계 필터부에 대한 회로의 개폐나 연결을 위해 스위칭 하는 복수의 개폐 스위치; 및
상기 충전 모드, 방전 모드, 및 구동 모드에 대응하여, 상기 컨버터부, 인버터부, 전력계통연계 필터부, 및 상기 복수의 개폐 스위치를 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 시동 발전기 시스템과 차량 탑재형 충전 시스템의 통합 장치.
Operates in any one of a charging mode, a discharge mode, and a driving mode,
During charging mode operation, AC power is input from the commercial power system and the converted high voltage DC power is stepped down to low voltage DC power to charge the battery. Conversely, when the discharge mode is operated, the low voltage DC power output from the battery is boosted to high voltage DC power. A converter unit that performs a function of;
Inverter that receives AC power from the commercial power system and converts it into high voltage DC power during charging mode operation, and converts high voltage DC power converted from low voltage DC power of the battery into AC power during the discharge mode operation. part;
A power system-linked filter unit that drives a starter generator (HSG) with an original starter generator function when operating in the driving mode, and is implemented as an LCL filter when operating in the charge mode and the discharge mode;
A plurality of open/close switches for opening/closing or connecting a circuit to the converter unit, the inverter unit, and the power system-connected filter unit; And
In response to the charging mode, the discharging mode, and the driving mode, the converter unit, the inverter unit, the power system connection filter unit, and a control unit for controlling the plurality of open/close switches; Integrated device in on-board charging system.
 제 1항에 있어서,
상기 충전 모드는 상용전력계통에서 입력된 교류전력을 직류전력으로 변환하여 배터리(Battery)를 충전하는 모드이고,
상기 방전 모드는 상기 배터리에 충전된 직류전력을 교류전력으로 변환하여 상용전력계통으로 전달하는 모드이며,
상기 구동 모드는 본래의 시동발전기 시스템으로 동작하는 모드로서, 배터리의 전기에너지를 사용하여 시동발전기(HSG)를 구동시켜 엔진 시동을 걸어주는 모드인 것을 특징으로 하는 시동 발전기 시스템과 차량 탑재형 충전 시스템의 통합 장치.
The method of claim 1,
The charging mode is a mode in which a battery is charged by converting AC power input from the commercial power system into DC power,
The discharge mode is a mode in which the DC power charged in the battery is converted into AC power and transferred to the commercial power system,
The driving mode is a mode operating as an original starting generator system, and a starting generator system and vehicle-mounted charging system, characterized in that it is a mode in which an engine is started by driving a starting generator (HSG) using electric energy of a battery. Integrated device.
 제 1항에 있어서,
상기 컨버터부는,
전력 스위칭을 위한 복수의 전력 스위치(Sa1 ~ Sa2)를 포함하고,
상기 인버터부는,
전력 스위칭을 위한 복수의 전력 스위치(Sa3 ~ Sa6)를 포함하며,
상기 복수의 전력 스위치(Sa1 ~ Sa6)는,
상기 시동 발전기 시스템과 차량 탑재형 충전 시스템의 통합 장치가 구동 모드로 동작 시 인버터로 동작하여 직류전력을 교류전력으로 변환하여 시동발전기를 구동하는 것을 특징으로 하는 시동 발전기 시스템과 차량 탑재형 충전 시스템의 통합 장치.
The method of claim 1,
The converter unit,
Including a plurality of power switches (Sa1 ~ Sa2) for power switching,
The inverter unit,
It includes a plurality of power switches (Sa3 ~ Sa6) for power switching,
The plurality of power switches Sa1 to Sa6,
When the integrated device of the starting generator system and the vehicle-mounted charging system operates in a driving mode, the starting generator system and the vehicle-mounted charging system operate as an inverter to convert DC power into AC power to drive the starting generator. Integrated device.
 제 1항에 있어서, 상기 컨버터부는,
배터리(Battery);
상단 및 하단 스위치로서 서로 직렬 연결된 제1,2 전력 스위치(Sa1, Sa2);
상기 배터리의 출력단(+)과 상기 제1 전력 스위치(Sa1)의 콜렉터 측 사이에서 개폐되는 제1 개폐 스위치(SW1);
상기 제1 및 제2 전력 스위치(Sa1, Sa2)의 사이에 일 단이 연결되는 인덕터(L10); 및
상기 인덕터(L10)의 타 단과 상기 배터리의 출력단(+) 사이에서 개폐되는 제2 개폐 스위치(SW2);를 포함하고, 상기 제2 전력 스위치(Sa2)의 이미터 측은 상기 배터리의 접지단(-)에 연결되는 것을 특징으로 하는 시동 발전기 시스템과 차량 탑재형 충전 시스템의 통합 장치.
The method of claim 1, wherein the converter unit,
Battery;
First and second power switches Sa1 and Sa2 connected in series to each other as upper and lower switches;
A first open/close switch (SW1) opened and closed between the output terminal (+) of the battery and the collector side of the first power switch (Sa1);
An inductor (L10) having one end connected between the first and second power switches (Sa1 and Sa2); And
And a second open/close switch SW2 that opens and closes between the other end of the inductor L10 and the output terminal (+) of the battery, wherein the emitter side of the second power switch Sa2 is the ground terminal (- An integrated device of a starting generator system and a vehicle-mounted charging system, characterized in that connected to ).
 제 1항에 있어서, 상기 인버터부는,
상단 및 하단 스위치로서 서로 직렬 연결된 제3,4 전력 스위치(Sa3, Sa4);
상단 및 하단 스위치로서 서로 직렬 연결된 제5,6 전력 스위치(Sa5, Sa6);
상기 제1 및 제2 전력 스위치(Sa1, Sa2)의 사이와 시동발전기(HSG)의 내부 제1 인덕터(L1)간의 연결을 개폐하는 제3 개폐 스위치(SW3);
상기 제5,6 전력 스위치(Sa5, Sa6)의 사이와 시동발전기(HSG)의 내부 제3 인덕터(L3)간의 연결을 개폐하는 제4 개폐 스위치(SW4); 및
상기 제5,6 전력 스위치(Sa5, Sa6)의 사이와 상용전력계통의 타 단에 연결되는 제8 개폐 스위치(SW8)에 연결되는 제9 스위치(SW9);를 포함하고,
상기 제3 및 제5 개폐 스위치(Sa3, Sa5)의 콜렉터 측은 상기 제1 개폐 스위치(SW1)에 연결되며, 상기 제4 및 제6 개폐 스위치(Sa4, Sa6)의 이미터 측은 상기 배터리의 접지단(-)에 연결되는 것을 특징으로 하는 시동 발전기 시스템과 차량 탑재형 충전 시스템의 통합 장치.
The method of claim 1, wherein the inverter unit,
Third and fourth power switches Sa3 and Sa4 connected in series to each other as upper and lower switches;
Fifth and sixth power switches Sa5 and Sa6 connected in series to each other as upper and lower switches;
A third opening/closing switch SW3 for opening and closing a connection between the first and second power switches Sa1 and Sa2 and between the internal first inductor L1 of the starter generator HSG;
A fourth open/close switch SW4 for opening and closing the connection between the fifth and sixth power switches Sa5 and Sa6 and the internal third inductor L3 of the starter generator HSG; And
Including; a ninth switch (SW9) connected to the eighth opening and closing switch (SW8) connected to the other end of the commercial power system and between the fifth and sixth power switches (Sa5, Sa6),
The collector side of the third and fifth open/close switches Sa3 and Sa5 is connected to the first open/close switch SW1, and the emitter side of the fourth and sixth open/close switches Sa4 and Sa6 is a ground terminal of the battery. An integrated device of a starting generator system and a vehicle-mounted charging system, which is connected to (-).
 제 1항에 있어서, 상기 전력계통연계 필터부는,
상용전력계통의 일 단과 시동발전기(HSG)의 내부 제1 인덕터(L1)의 사이에서 개폐되는 제6 개폐 스위치(SW6);
상기 시동발전기(HSG)의 내부 제1 인턱터(L1)와 내부 제3 인덕터(L3)의 사이에서 개폐되는 제5 개폐 스위치(SW5);
상기 시동발전기(HSG)의 중성점과 커패시터(C1)의 사이에서 개폐되는 제7 개폐 스위치(SW7);
상기 제7 개폐 스위치(SW7)에 일 단이 연결되고 타 단이 제8 개폐 스위치(SW8)와 제9 개폐 스위치(SW9) 사이에 연결되는 커패시터(C1); 및
상용전력계통의 타 단과 상기 제9 개폐 스위치(SW9)의 사이에 연결되는 제8 개폐 스위치(SW8);를 포함하는 것을 특징으로 하는 시동 발전기 시스템과 차량 탑재형 충전 시스템의 통합 장치.
The method of claim 1, wherein the power system connection filter unit,
A sixth open/close switch SW6 opened and closed between one end of the commercial power system and the internal first inductor L1 of the starter generator HSG;
A fifth open/close switch SW5 opened and closed between the first internal inductor L1 and the third internal inductor L3 of the starter generator HSG;
A seventh open/close switch SW7 opened and closed between the neutral point of the starter generator HSG and the capacitor C1;
A capacitor C1 having one end connected to the seventh open/close switch SW7 and the other end connected between the eighth open/close switch SW8 and the ninth open/close switch SW9; And
An eighth open/close switch (SW8) connected between the other end of the commercial power system and the ninth open/close switch (SW9); an integrated device of a starter generator system and a vehicle-mounted charging system, comprising: a.
 제 1항에 있어서, 상기 제어부는,
구동 모드 시,
제1 개폐 스위치(SW1) On, 제2 개폐 스위치(SW2) Off, 제3 개폐 스위치(SW3) On, 제4 개폐 스위치(SW4) On, 제5 개폐 스위치(SW5) Off, 제6 개폐 스위치(SW6) off, 제7 개폐 스위치(SW7) off, 제8 개폐 스위치(SW8) off, 및 제9 개폐 스위치(SW9) off 상태로 제어하고,
상기 배터리의 전기에너지를 사용하여 시동모터를 구동하여 엔진을 시동시키는 것을 특징으로 하는 시동 발전기 시스템과 차량 탑재형 충전 시스템의 통합 장치.
The method of claim 1, wherein the control unit,
In drive mode,
The first open/close switch (SW1) On, the second open/close switch (SW2) Off, the third open/close switch (SW3) On, the fourth open/close switch (SW4) On, the fifth open/close switch (SW5) Off, the sixth open/close switch ( SW6) off, the seventh open/close switch (SW7) off, the eighth open/close switch (SW8) off, and the ninth open/close switch (SW9) is controlled to off state,
An integrated device of a starting generator system and a vehicle-mounted charging system, characterized in that to start an engine by driving a starting motor using electric energy of the battery.
 제 1항에 있어서, 상기 제어부는,
충전 모드 및 방전 모드 동작 시,
제1 개폐 스위치(SW1) Off, 제2 개폐 스위치(SW2) On, 제3 개폐 스위치(SW3) Off, 제4 개폐 스위치(SW4) Off, 제5 개폐 스위치(SW5) On, 제6 개폐 스위치(SW6) On, 제7 개폐 스위치(SW7) On, 제8 개폐 스위치(SW8) On, 및 제9 개폐 스위치(SW9) On 상태로 제어하는 것을 특징으로 하는 시동 발전기 시스템과 차량 탑재형 충전 시스템의 통합 장치.
The method of claim 1, wherein the control unit,
In charge mode and discharge mode operation,
The first open/close switch (SW1) Off, the second open/close switch (SW2) On, the third open/close switch (SW3) Off, the fourth open/close switch (SW4) Off, the fifth open/close switch (SW5) On, the sixth open/close switch ( SW6) On, the seventh open/close switch (SW7) On, the eighth open/close switch (SW8) On, and the ninth open/close switch (SW9) is controlled in the On state, characterized in that the start generator system and vehicle-mounted charging system integration Device.
 제 1항에 있어서, 상기 제어부는,
충전 모드 동작 시,
상용전력계통의 포지티브(Positive) 조건에서 상기 인버터부를 제어하기 위하여 설정된 제1 동작과 제2 동작을 지정된 주기로 반복하고, 또한
상용전력계통의 네거티브(Negative) 조건에서 상기 인버터부를 제어하기 위하여 설정된 제3 동작과 제4 동작을 지정된 주기로 반복하는 과정을 통해,
상용전력계통의 교류전력을 직류전력으로 변환하여 출력하는 것을 특징으로 하는 시동 발전기 시스템과 차량 탑재형 충전 시스템의 통합 장치.
The method of claim 1, wherein the control unit,
In charging mode operation,
Repeat the first operation and the second operation set to control the inverter unit in a positive condition of the commercial power system at a specified period, and
Through a process of repeating the third operation and the fourth operation set to control the inverter unit in a negative condition of the commercial power system at a specified period,
An integrated device of a starting generator system and a vehicle-mounted charging system, characterized in that converting AC power of a commercial power system into DC power and outputting it.
 제 9항에 있어서, 상기 제어부는,
충전 모드 동작 시, 상기 인버터부를 제어하기 위한 제1 동작으로서,
상용전력계통의 포지티브(Positive) 전력이 제6 개폐 스위치(SW6)와 LCL 필터를 거쳐 제4 전력 스위치(Sa4)와 제6 전력 스위치(Sa6) 및 제9 개폐 스위치(SW9)와 제8 개폐 스위치(SW8)로 연결되는 회로를 구성하기 위하여,
상기 인버터부의 제3 전력 스위치(Sa3) Off, 제4 전력 스위치(Sa4) On, 제5 전력 스위치(Sa5) Off, 및 제6 전력 스위치(Sa6) On 상태로 제어하는 것을 특징으로 하는 시동 발전기 시스템과 차량 탑재형 충전 시스템의 통합 장치.
The method of claim 9, wherein the control unit,
During the charging mode operation, as a first operation for controlling the inverter unit,
Positive power of the commercial power system passes through the sixth open/close switch (SW6) and the LCL filter, and the fourth power switch (Sa4), the sixth power switch (Sa6), and the ninth open/close switch (SW9) and the eighth open/close switch To configure the circuit connected to (SW8),
Start generator system, characterized in that controlling the third power switch (Sa3) Off, the fourth power switch (Sa4) On, the fifth power switch (Sa5) Off, and the sixth power switch (Sa6) On state of the inverter unit And in-vehicle charging system integrated device.
 제 9항에 있어서, 상기 제어부는,
충전 모드 동작 시, 상기 인버터부를 제어하기 위한 상기 제2 동작으로서,
상용전력계통의 포지티브(Positive) 전력이 제6 개폐 스위치(SW6)와 LCL 필터를 거쳐 제3 전력 스위치(Sa3)의 콜렉터 측을 통해 출력되고, 이미터 측이 배터리의 접지단(-)에 연결된 제6 전력 스위치(Sa6)와 제9 개폐 스위치(SW9) 및 제8 개폐 스위치(SW8)로 연결되는 회로를 구성하기 위하여,
상기 인버터부의 제3 전력 스위치(Sa3) On, 제4 전력 스위치(Sa4) Off, 제5 전력 스위치(Sa5) Off, 및 제6 전력 스위치(Sa6) On 상태로 제어하는 것을 특징으로 하는 시동 발전기 시스템과 차량 탑재형 충전 시스템의 통합 장치.
The method of claim 9, wherein the control unit,
In the charging mode operation, as the second operation for controlling the inverter unit,
Positive power of the commercial power system is output through the collector side of the third power switch Sa3 through the sixth open/close switch SW6 and the LCL filter, and the emitter side is connected to the ground terminal (-) of the battery. In order to configure a circuit connected to the sixth power switch (Sa6), the ninth on-off switch (SW9) and the eighth on-off switch (SW8),
The starter generator system, characterized in that controlling the third power switch (Sa3) On, the fourth power switch (Sa4) Off, the fifth power switch (Sa5) Off, and the sixth power switch (Sa6) On state of the inverter unit And in-vehicle charging system integrated device.
 제 9항에 있어서, 상기 제어부는,
충전 모드 동작 시, 상기 인버터부를 제어하기 위한 상기 제3 동작으로서,
상용전력계통의 네거티브(Negative) 전력이 제8 개폐 스위치(SW8), 제9 개폐 스위치(SW9), 제5 전력 스위치(Sa5), 제3 전력 스위치(Sa3), 및 LCL 필터와 제6 개폐 스위치(SW6)를 거쳐 상용전력계통으로 연결되는 회로를 구성하기 위하여,
상기 인버터부의 제3 전력 스위치(Sa3) On, 제4 전력 스위치(Sa4) Off, 제5 전력 스위치(Sa5) On, 및 제6 전력 스위치(Sa6) Off 상태로 제어하는 것을 특징으로 하는 시동 발전기 시스템과 차량 탑재형 충전 시스템의 통합 장치.
The method of claim 9, wherein the control unit,
During the charging mode operation, as the third operation for controlling the inverter unit,
The negative power of the commercial power system is the eighth open/close switch (SW8), the ninth open/close switch (SW9), the fifth power switch (Sa5), the third power switch (Sa3), and the LCL filter and the sixth open/close switch. In order to configure a circuit connected to the commercial power system via (SW6),
A starter generator system, characterized in that the inverter unit controls the third power switch (Sa3) On, the fourth power switch (Sa4) Off, the fifth power switch (Sa5) On, and the sixth power switch (Sa6) Off states. And in-vehicle charging system integrated device.
 제 9항에 있어서, 상기 제어부는,
충전 모드 동작 시, 상기 인버터부를 제어하기 위한 상기 제4 동작으로서,
상용전력계통의 네거티브(Negative) 전력이 제8 개폐 스위치(SW8), 제9 개폐 스위치(SW9)를 거쳐 제5 전력 스위치(Sa5)의 콜렉터 측을 통해 출력되고, 이미터 측이 배터리의 접지단(-)에 연결된 제4 전력 스위치(Sa4), 및 LCL 필터와 제6 개폐 스위치(SW6)를 거쳐 상용전력계통으로 연결되는 회로를 구성하기 위하여,
상기 인버터부의 제3 전력 스위치(Sa3) Off, 제4 전력 스위치(Sa4) On, 제5 전력 스위치(Sa5) On, 및 제6 전력 스위치(Sa6) Off 상태로 제어하는 것을 특징으로 하는 시동 발전기 시스템과 차량 탑재형 충전 시스템의 통합 장치.
The method of claim 9, wherein the control unit,
During the charging mode operation, as the fourth operation for controlling the inverter unit,
The negative power of the commercial power system is output through the collector side of the fifth power switch Sa5 through the eighth open/close switch SW8 and the ninth open/close switch SW9, and the emitter side is the ground terminal of the battery. In order to configure a circuit connected to the commercial power system through the fourth power switch (Sa4) connected to (-), and the LCL filter and the sixth on/off switch (SW6),
The starter generator system, characterized in that controlling the third power switch (Sa3) Off, the fourth power switch (Sa4) On, the fifth power switch (Sa5) On, and the sixth power switch (Sa6) Off state of the inverter unit And in-vehicle charging system integrated device.
 제 1항에 있어서, 상기 제어부는,
충전 모드 동작 시,
상기 컨버터부를 제어하기 위하여 설정된 제1 동작과 제2 동작을 미리 지정된 주기로 빠르게 반복하여,
상기 인버터부에서 출력된 직류전력으로 배터리를 충전시키는 것을 특징으로 하는 시동 발전기 시스템과 차량 탑재형 충전 시스템의 통합 장치.
The method of claim 1, wherein the control unit,
In charging mode operation,
By rapidly repeating the first operation and the second operation set to control the converter unit at a predetermined period,
An integrated device of a starting generator system and a vehicle-mounted charging system, characterized in that charging the battery with the DC power output from the inverter unit.
 제 14항에 있어서, 상기 제어부는,
충전 모드 동작 시, 상기 컨버터부를 제어하기 위한 제1 동작으로서,
상용전력계통의 포지티브(Positive) 조건 및 네거티브(Negative) 조건에서 제3 전력 스위치(Sa3) 또는 제5 전력 스위치(Sa5)의 콜렉터 측으로 출력되는 직류전력을 제1 전력 스위치(Sa1), 인덕터(L10), 및 제2 개폐 스위치(SW2)를 통해 배터리를 충전하기 위하여,
상기 컨버터부의 제1 전력 스위치(Sa1) On, 및 제2 전력 스위치(Sa2) Off 상태로 제어하는 것을 특징으로 하는 시동 발전기 시스템과 차량 탑재형 충전 시스템의 통합 장치.
The method of claim 14, wherein the control unit,
In the charging mode operation, as a first operation for controlling the converter unit,
The DC power output to the collector side of the third power switch Sa3 or the fifth power switch Sa5 in the positive and negative conditions of the commercial power system is converted into the first power switch Sa1 and the inductor L10. ), and in order to charge the battery through the second open/close switch (SW2),
An integrated device of a starting generator system and a vehicle-mounted charging system, characterized in that controlling the first power switch (Sa1) on and off of the second power switch (Sa2) of the converter unit.
 제 14항에 있어서, 상기 제어부는,
충전 모드 동작 시, 상기 컨버터부를 제어하기 위한 제2 동작으로서,
상용전력계통의 포지티브(Positive) 조건 및 네거티브(Negative) 조건에서 제3 전력 스위치(Sa3) 또는 제5 전력 스위치(Sa5)의 콜렉터 측으로 출력되는 직류전력이 배터리에 인가되지 않도록 차단하고 대신 인덕터(L10)에 축전된 전력만으로 배터리를 충전하기 위하여,
상기 컨버터부의 제1 전력 스위치(Sa1) Off, 및 제2 전력 스위치(Sa2) On 상태로 제어하는 것을 특징으로 하는 시동 발전기 시스템과 차량 탑재형 충전 시스템의 통합 장치.
The method of claim 14, wherein the control unit,
In the charging mode operation, as a second operation for controlling the converter unit,
In the positive and negative conditions of the commercial power system, the DC power output to the collector side of the third power switch Sa3 or the fifth power switch Sa5 is blocked from being applied to the battery. Instead, the inductor L10 ) To charge the battery with only the power stored in
An integrated device of a starting generator system and a vehicle-mounted charging system, characterized in that controlling the first power switch (Sa1) off and the second power switch (Sa2) on the converter unit.
 제 1항에 있어서, 상기 제어부는,
방전 모드 동작 시,
상기 컨버터부를 제어하기 위하여 설정된 제1 동작과 제2 동작을 미리 지정된 주기로 빠르게 반복하여,
상기 배터리에서 출력되는 직류전력을 승압하여 인버터부에 출력하는 것을 특징으로 하는 시동 발전기 시스템과 차량 탑재형 충전 시스템의 통합 장치.
The method of claim 1, wherein the control unit,
In discharge mode operation,
By rapidly repeating the first operation and the second operation set to control the converter unit at a predetermined period,
An integrated device of a starting generator system and a vehicle-mounted charging system, characterized in that the DC power output from the battery is boosted and output to the inverter unit.
 제 17항에 있어서, 상기 제어부는,
방전 모드 동작 시, 상기 컨버터부를 제어하기 위한 제1 동작으로서,
배터리에 충전된 전력이 배터리의 출력단(+)에서 출력되어 제2 개폐 스위치(SW2), 인덕터(L10), 및 제2 전력 스위치(Sa2)를 통해 배터리의 접지단(-)으로 연결되는 회로를 구성하기 위하여,
상기 컨버터부의 제1 개폐 스위치(SW1) Off, 제2 개폐 스위치(SW2) On, 제1 전력 스위치(Sa1) Off, 및 제2 전력 스위치(Sa2) On 상태로 제어하는 것을 특징으로 하는 시동 발전기 시스템과 차량 탑재형 충전 시스템의 통합 장치.
The method of claim 17, wherein the control unit,
During the discharge mode operation, as a first operation for controlling the converter unit,
The power charged in the battery is output from the output terminal (+) of the battery and connected to the ground terminal (-) of the battery through the second open/close switch (SW2), the inductor (L10), and the second power switch (Sa2). To make up,
A starter generator system, characterized in that the converter unit controls the first open/close switch (SW1) Off, the second open/close switch (SW2) On, the first power switch (Sa1) Off, and the second power switch (Sa2) On states. And in-vehicle charging system integrated device.
 제 17항에 있어서, 상기 제어부는,
방전 모드 동작 시, 상기 컨버터부를 제어하기 위한 제2 동작으로서,
배터리에 충전된 전력이 배터리의 출력단(+)에서 출력되어 제2 개폐 스위치(SW2), 인덕터(L10), 및 제1 전력 스위치(Sa2)를 통해 출력할 때 상기 인덕터(L10)에 축전된 전력을 함께 출력하여 승압된 직류전력을 출력하기 위하여,
상기 컨버터부의 제1 개폐 스위치(SW1) Off, 제2 개폐 스위치(SW2) On, 제1 전력 스위치(Sa1) On, 및 제2 전력 스위치(Sa2) Off 상태로 제어하는 것을 특징으로 하는 시동 발전기 시스템과 차량 탑재형 충전 시스템의 통합 장치.
The method of claim 17, wherein the control unit,
In the discharge mode operation, as a second operation for controlling the converter unit,
Power stored in the inductor L10 when the power charged in the battery is output from the output terminal (+) of the battery and is output through the second open/close switch SW2, the inductor L10, and the first power switch Sa2. To output the boosted DC power by outputting together,
A starter generator system, characterized in that the converter unit controls the first open/close switch (SW1) Off, the second open/close switch (SW2) On, the first power switch (Sa1) On, and the second power switch (Sa2) Off states. And in-vehicle charging system integrated device.
 제 1항에 있어서, 상기 제어부는,
방전 모드 동작 시,
상용전력계통의 포지티브(Positive) 조건에 대응하여 상기 인버터부를 제어하기 위하여 설정된 제1 동작, 제2 동작, 제1 동작, 및 제3 동작을 지정된 주기로 반복하고, 또한
상용전력계통의 네거티브(Negative) 조건에 대응하여 상기 인버터부를 제어하기 위하여 설정된 제4 동작, 제5 동작, 제4 동작, 및 제6 동작을 지정된 주기로 반복하는 과정을 통해,
배터리에서 출력된 직류전력을 교류전력으로 변환하여 상용전력계통으로 출력하는 것을 특징으로 하는 시동 발전기 시스템과 차량 탑재형 충전 시스템의 통합 장치.
The method of claim 1, wherein the control unit,
In discharge mode operation,
In response to the positive condition of the commercial power system, the first operation, the second operation, the first operation, and the third operation set to control the inverter unit are repeated at a specified period, and
Through a process of repeating the fourth operation, the fifth operation, the fourth operation, and the sixth operation set to control the inverter unit in response to a negative condition of the commercial power system at a specified period,
An integrated device of a starting generator system and a vehicle-mounted charging system, characterized in that converting DC power output from a battery into AC power and outputting it to a commercial power system.
 제 20항에 있어서, 상기 제어부는,
방전 모드 동작 시, 상기 인버터부를 제어하기 위한 상기 제1 동작으로서,
제1 전력 스위치(Sa1)의 콜렉터 측으로 출력된 전력이 제3 전력 스위치(Sa3), LCL 필터, 및 제6 개폐 스위치(SW6), 상용전력계통, 제8 개폐 스위치(SW8), 제9 개폐 스위치(SW9), 및 제6 전력 스위치(Sa6)를 통해 배터리의 접지단(-)으로 연결되는 회로를 구성하기 위하여,
상기 인버터부의 제3 전력 스위치(Sa3) On, 제4 전력 스위치(Sa4) Off, 제5 전력 스위치(Sa5) Off, 및 제6 전력 스위치(Sa6) On 상태로 제어하는 것을 특징으로 하는 시동 발전기 시스템과 차량 탑재형 충전 시스템의 통합 장치.
The method of claim 20, wherein the control unit,
In the discharge mode operation, as the first operation for controlling the inverter unit,
The power output to the collector side of the first power switch Sa1 is the third power switch Sa3, the LCL filter, and the sixth open/close switch SW6, the commercial power system, the eighth open/close switch SW8, and the ninth open/close switch. (SW9), and in order to configure a circuit connected to the ground terminal (-) of the battery through the sixth power switch (Sa6),
The starter generator system, characterized in that controlling the third power switch (Sa3) On, the fourth power switch (Sa4) Off, the fifth power switch (Sa5) Off, and the sixth power switch (Sa6) On state of the inverter unit And in-vehicle charging system integrated device.
 제 20항에 있어서, 상기 제어부는,
방전 모드 동작 시, 상기 인버터부를 제어하기 위한 상기 제2 동작으로서,
제1 전력 스위치(Sa1)의 콜렉터 측으로 전력이 출력되지 않는 동안에 LCL 필터, 제6 개폐 스위치(SW6), 상용전력계통, 제8 개폐 스위치(SW8), 제9 개폐 스위치(SW9), 제6 전력 스위치(Sa6), 및 제4 전력 스위치(Sa4)로 연결되는 회로를 구성하기 위하여,
상기 인버터부의 제3 전력 스위치(Sa3) Off, 제4 전력 스위치(Sa4) On, 제5 전력 스위치(Sa5) Off, 및 제6 전력 스위치(Sa6) On 상태로 제어하는 것을 특징으로 하는 시동 발전기 시스템과 차량 탑재형 충전 시스템의 통합 장치.
The method of claim 20, wherein the control unit,
In the discharge mode operation, as the second operation for controlling the inverter unit,
LCL filter, 6th on/off switch (SW6), commercial power system, 8th on/off switch (SW8), ninth on/off switch (SW9), 6th power while power is not output to the collector of the first power switch (Sa1) In order to configure a circuit connected to the switch Sa6 and the fourth power switch Sa4,
Start generator system, characterized in that controlling the third power switch (Sa3) Off, the fourth power switch (Sa4) On, the fifth power switch (Sa5) Off, and the sixth power switch (Sa6) On state of the inverter unit And in-vehicle charging system integrated device.
 제 20항에 있어서, 상기 제어부는,
방전 모드 동작 시, 상기 인버터부를 제어하기 위한 상기 제3 동작으로서,
제1 전력 스위치(Sa1)의 콜렉터 측으로 전력이 출력되지 않는 동안에 LCL 필터, 제6 개폐 스위치(SW6), 상용전력계통, 제8 개폐 스위치(SW8), 제9 개폐 스위치(SW9), 제5 전력 스위치(Sa5), 및 제3 전력 스위치(Sa3)로 연결되는 회로를 구성하기 위하여,
상기 인버터부의 제3 전력 스위치(Sa3) On, 제4 전력 스위치(Sa4) Off, 제5 전력 스위치(Sa5) On, 및 제6 전력 스위치(Sa6) Off 상태로 제어하는 것을 특징으로 하는 시동 발전기 시스템과 차량 탑재형 충전 시스템의 통합 장치.
The method of claim 20, wherein the control unit,
In the discharge mode operation, as the third operation for controlling the inverter unit,
LCL filter, 6th on/off switch (SW6), commercial power system, 8th on/off switch (SW8), 9th on/off switch (SW9), 5th power while power is not output to the collector of the first power switch (Sa1) In order to configure a circuit connected to the switch Sa5 and the third power switch Sa3,
A starter generator system, characterized in that the inverter unit controls the third power switch (Sa3) On, the fourth power switch (Sa4) Off, the fifth power switch (Sa5) On, and the sixth power switch (Sa6) Off states. And in-vehicle charging system integrated device.
 제 20항에 있어서, 상기 제어부는,
방전 모드 동작 시, 상기 인버터부를 제어하기 위한 상기 제4 동작으로서,
제1 전력 스위치(Sa1)의 콜렉터 측으로 출력된 전력이 제5 전력 스위치(Sa5), 제9 개폐 스위치(SW9), 제8 개폐 스위치(SW8), 상용전력계통, 제6 개폐 스위치(SW6), LCL 필터, 및 제4 전력 스위치(Sa4)를 통해 배터리의 접지단(-)으로 연결되는 회로를 구성하기 위하여,
상기 인버터부의 제3 전력 스위치(Sa3) Off, 제4 전력 스위치(Sa4) On, 제5 전력 스위치(Sa5) On, 및 제6 전력 스위치(Sa6) Off 상태로 제어하는 것을 특징으로 하는 시동 발전기 시스템과 차량 탑재형 충전 시스템의 통합 장치.
The method of claim 20, wherein the control unit,
In the discharge mode operation, as the fourth operation for controlling the inverter unit,
The power output to the collector side of the first power switch Sa1 is the fifth power switch Sa5, the ninth open/close switch SW9, the eighth open/close switch SW8, the commercial power system, the sixth open/close switch SW6, In order to configure a circuit connected to the ground terminal (-) of the battery through the LCL filter and the fourth power switch (Sa4),
The starter generator system, characterized in that controlling the third power switch (Sa3) Off, the fourth power switch (Sa4) On, the fifth power switch (Sa5) On, and the sixth power switch (Sa6) Off state of the inverter unit And in-vehicle charging system integrated device.
 제 20항에 있어서, 상기 제어부는,
방전 모드 동작 시, 상기 인버터부를 제어하기 위한 상기 제5 동작으로서,
제1 전력 스위치(Sa1)의 콜렉터 측으로 전력이 출력되지 않는 동안에 제9 개폐 스위치(SW9), 제8 개폐 스위치(SW8), 상용전력계통, 제6 개폐 스위치(SW6), LCL 필터, 제4 전력 스위치(Sa4), 및 제6 전력 스위치(Sa6)가 연결되는 회로를 구성하기 위하여,
상기 인버터부의 제3 전력 스위치(Sa3) Off, 제4 전력 스위치(Sa4) On, 제5 전력 스위치(Sa5) Off, 및 제6 전력 스위치(Sa6) On 상태로 제어하는 것을 특징으로 하는 시동 발전기 시스템과 차량 탑재형 충전 시스템의 통합 장치.
The method of claim 20, wherein the control unit,
In the discharge mode operation, as the fifth operation for controlling the inverter unit,
While power is not output to the collector side of the first power switch (Sa1), the ninth open/close switch (SW9), the eighth open/close switch (SW8), the commercial power system, the sixth open/close switch (SW6), the LCL filter, the fourth power In order to configure a circuit to which the switch Sa4 and the sixth power switch Sa6 are connected,
Start generator system, characterized in that controlling the third power switch (Sa3) Off, the fourth power switch (Sa4) On, the fifth power switch (Sa5) Off, and the sixth power switch (Sa6) On state of the inverter unit And in-vehicle charging system integrated device.
 제 20항에 있어서, 상기 제어부는,
방전 모드 동작 시, 상기 인버터부를 제어하기 위한 상기 제6 동작으로서,
제1 전력 스위치(Sa1)의 콜렉터 측으로 전력이 출력되지 않는 동안에 제5 전력 스위치(Sa5), 제9 개폐 스위치(SW9), 제8 개폐 스위치(SW8), 상용전력계통, 제6 개폐 스위치(SW6), LCL 필터, 및 제3 전력 스위치(Sa3)로 연결되는 회로가 구성하기 위하여,
상기 인버터부의 제3 전력 스위치(Sa3) On, 제4 전력 스위치(Sa4) Off, 제5 전력 스위치(Sa5) On, 및 제6 전력 스위치(Sa6) Off 상태로 제어하는 것을 특징으로 하는 시동 발전기 시스템과 차량 탑재형 충전 시스템의 통합 장치.The method of claim 20, wherein the control unit,
In the discharge mode operation, as the sixth operation for controlling the inverter unit,
While power is not output to the collector side of the first power switch Sa1, the fifth power switch Sa5, the ninth open/close switch SW9, the eighth open/close switch SW8, the commercial power system, and the sixth open/close switch SW6 ), LCL filter, and the third power switch (Sa3) in order to configure a circuit connected to,
A starter generator system, characterized in that the inverter unit controls the third power switch (Sa3) On, the fourth power switch (Sa4) Off, the fifth power switch (Sa5) On, and the sixth power switch (Sa6) Off states. And in-vehicle charging system integrated device.
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JPH08126122A (en) * 1994-10-26 1996-05-17 Meidensha Corp Charging apparatus for electric automobile
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