KR100911523B1 - 연료전지차량용 구동 모터의 과도 역기전력 유입 방지 방법 - Google Patents

연료전지차량용 구동 모터의 과도 역기전력 유입 방지 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 연료전지차량용 구동 모터의 과도 역기전력 유입 방지 방법에 관한 것으로, 해결하고자 하는 기술적 과제는 구동 모터로부터 역기전력 발생시 인버터 내의 스위치를 제어하여 인버터 및 구동 모터 사이에 폐회로가 형성되도록 하여, 인버터 및 구동 모터 내에서만 단락 순환 전류가 흐르도록 함으로써, 차량 시스템으로의 과도 역기전력 유입을 방지하는 데 있다.
이를 위해 본 발명은 연료전지차량중 연료전지 스택으로부터 인버터에 의해 전원을 공급받는 구동 모터가 운동중인지 판단하는 단계와, 구동 모터가 운동중이면 구동 모터의 역기전력을 검출하는 단계와, 구동 모터에 토크 발생을 위한 3상 전원을 인가하는 단계와, 검출된 구동 모터의 역기전력이 구동 모터의 입력최대전압보다 큰지 판단하는 제1판단 단계와, 역기전력이 입력최대전압보다 크면 인버터의 스위치를 제어하여 인버터와 구동 모터 사이에 폐회로가 형성되도록 하는 단계와, 폐회로의 형성 시간을 카운트하는 단계와, 구동 모터의 역기전력을 재검출하는 단계와, 재검출된 구동 모터의 역기전력이 구동 모터의 입력최대전압보다 큰지 판단하는 제2판단 단계를 포함하고, 재검출된 역기전력이 입력최대전압보다 작으면 상기 제1판단 단계로 복귀하는 연료전지차량용 구동 모터의 과도 역기전력 유입 방지 방법을 개시한다.

Description

연료전지차량용 구동 모터의 과도 역기전력 유입 방지 방법{CIRCUIT BREAKING METHOD FROM OVER COUNTER ELECTROMOTIVE FORCE OF DRIVING MOTER FOR FUEL CELL VEHICLE}
본 발명은 연료전지차량용 구동 모터의 과도 역기전력 유입 방지 방법에 관한 것이다.
도 1은 일반적인 연료전지차량 시스템을 도시한 회로도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 일반적인 연료전지 차량 시스템(100')은 연료전지 스택(110'), 인버터(120'), 구동 모터(130'), 가속기(140'), 모터 컨트롤러(150') 및 연료전지 컨트롤러(160')를 포함한다. 차량을 가속할 때 운전자가 가속기(140')를 조작하여 상기 모터 컨트롤러(150')에 토크 명령을 주면, 상기 모터 컨트롤러(150')가 다시 인버터(120')를 PWM 제어함으로써 구동 모터(130')가 구동되도록 한다. 여기서, 상기 연료전지 컨트롤러(160')는 모터 컨트롤러(150')의 제어 신호에 따라 상기 연료전지 스택(110')에 공급되는 공기량이 조절되도록 함으로써, 인버터(120')에서 요구하는 전원을 공급하게 된다.
도 2는 일반적인 연료전지차량 시스템에서 인버터를 통하여 구동 모터에 전 류가 공급되는 상태를 도시한 회로도이다.
도 2에 도시된 바와 같이 인버터(120')는 3상 전원을 구동 모터(130')에 공급하기 위해 다수의 스위치(예를 들면, IGBT)를 포함하며, 이들은 모터 컨트롤러에 의해 PWM 제어된다. 여기서는, 설명의 편의상 상부에 배열된 3개의 스위치(Q1,Q2,Q3)를 제1스위치(121')로 정의하고, 하부에 배열된 3개의 스위치(Q4,Q5,Q6)를 제2스위치(122')로 정의한다.
이러한 구성에 의해 3상 전원이 만들어지는 과정을 간단히 설명한다. 예를 들어, 인버터(120')의 제1스위치(121')중 스위치(Q1)의 게이트 신호가 온이고, 나머지 스위치(Q2,Q3)의 게이트 신호는 모두 오프가 된다. 그러면, 스위치(Q1)를 통한 연료전지 스택의 전원이 모터에 공급된다. 이때, 제2스위치(122')중 스위치(Q4)의 게이트 신호는 오프되고, 스위치(Q5,Q6)의 게이트 신호는 모두 온된다. 따라서, 구동 모터(130')로부터 스위치(Q5,Q6)를 통하여 연료전지 스택까지 폐회로가 형성된다. 이러한 과정이 반복됨으로써, 3상의 전원이 순차적으로 구동 모터에 공급된다.
한편, 이러한 연료전지차량 시스템중 구동 모터는 일반적으로 영구자석형 동기 모터가 적용되는데, 모터 컨트롤러를 통해서 토크 지령 및 전류 제어 신호를 인버터로 받아서 운행중 연료전지 스택으로부터 전원을 공급받는다. 그런데 이와는 반대로 연료전지 차량의 리젠(regenerating)시에는 구동 모터에 적용되는 영구 자석 자체가 발생시키는 자속과 코일간의 조합으로 역기전력(역기전압)이 발생되는데 이 역기전력이 시스템내의 입력전압보다 클 경우 상기 역기전력이 타 부품 및 시스 템에 역으로 유입되어 과전압 및 과전류 현상을 일으키게 된다. 이를 도면을 참조하여 설명한다.
도 3은 일반적인 연료전지차량 시스템에서 구동 모터로부터의 과도 역기전력이 인버터를 통하여 시스템으로 흐르는 상태를 도시한 회로도이다.
도 3에 도시된 바와 같이 스위치(Q1)에 형성된 바디 다이오드를 통하여 구동 모터(130')와 연료전지 스택 사이에 폐회로가 형성되고, 또한 스위치(Q5,Q6)의 바디 다이오드를 통하여 연료전지 스택과 구동 모터(130') 사이에 폐회로가 형성될 수 있다. 물론, 이러한 폐회로에 의해 구동 모터(130')의 회전으로 인한 과도한 역기전력이 차량 시스템(즉, 연료전지 스택 및 기타 부품) 내로 유입된다. 도 3은 1상에 대한 폐회로를 나타내며, 3상 형태로 역기전력이 순차적으로 차량 시스템 내에 유입된다.
도 4는 일반적인 연료전지차량 시스템에서 과도 역기전력이 시스템 내부로 유입되어 시스템이 셧다운되는 현상을 도시한 그래프이다.
도 4에 도시된 바와 같이 X축은 경과 시간(ms)을 의미하고, Y축은 전류(A)를 의미한다. 또한, FC_Speed는 차량 속도를 의미하고, MCU_MotTrqRef는 모터 컨트롤러(MCU)에서 구동 모터에게 전달하는 토크 지령을 의미하며, MCU_DC Link Cur는 모터 컨트롤러와 DC 링크간의 전류를 의미한다.
도 4에 도시된 그래프는 연료전지차량이 내리막길 주행중에 나타난 셧다운 현상을 나타낸 것이다. 도시된 바와 같이, 연료전지차량은 토크 지령이 0일 때 632A씩이나 리젠(regenerating)을 하는 것을 알 수 있다. 즉, DC 링크는 통상 모터 컨트롤러에 전류 소스를 주어 구동 모터를 구동하게끔 되어 있는데, 그래프를 보면 DC 링크의 값이 마이너스(-)값이 됨을 알 수 있다. 이는 전류 소스를 주는 것이 아니라 오히려 받아들이고 있음을 의미한다.
도 5a 및 도 5b는 일반적인 연료전지차량 시스템에서 과도 역기전력이 시스템 내부로 유입되어 고전압측이 소손된 상태를 도시한 사진이다.
한편, 상기와 같이 연료전지차량 시스템내 구동 모터의 역기전력에 의한 과전압 및 과전류의 발생시, 모터 컨트롤러는 소프트웨어적으로 PWM(Pulse Width Modification) 제어를 오프시켜 히스테리시스에 의한 전압 강하를 유도하거나, 또는 하드웨어적으로 릴레이를 순간적으로 오프시켜 역기전력이 유입되지 않도록 하고 있다.
그러나, 이와 같은 역기전력 유입 방지 방법은 역기전력에 의한 과전압 및 과전류 발생시 차량 시스템의 안전을 위해 무조건 시스템이 셧다운되도록 유도함으로써, 역기전력 발생시 항상 차량을 재시동하여야 하는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 역기전력 발생시 인버터 내의 스위치들에 대한 게이트 신호를 변경함으로써, 인버터 및 구동 모터 내에서만 단락 순환 전류가 흐르도록 하여 시스템으로의 과도 역기전력 유입을 방지할 수 있는 연료전지차량용 구동 모터의 과도 역기전력 유입 방지 방법을 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 연료전지차량용 구동 모터의 과도 역기전력 유입 방지 방법은 연료전지차량중 연료전지 스택으로부터 인버터에 의해 전원을 공급받는 구동 모터가 운동중인지 판단하는 단계; 상기 구동 모터가 운동중이면 구동 모터의 역기전력을 검출하는 단계; 상기 구동 모터에 토크 발생을 위한 3상 전원을 인가하는 단계; 상기 검출된 구동 모터의 역기전력이 구동 모터의 입력최대전압보다 큰지 판단하는 제1판단 단계; 상기 역기전력이 입력최대전압보다 크면 인버터의 스위치를 제어하여 인버터와 구동 모터 사이에 폐회로가 형성되도록 하는 단계; 상기 폐회로의 형성 시간을 카운트하는 단계; 상기 구동 모터의 역기전력을 재검출하는 단계; 상기 재검출된 구동 모터의 역기전력이 구동 모터의 입력최대전압보다 큰지 판단하는 제2판단 단계를 포함하고, 상기 재검출된 역기전력이 입력최대전압보다 작으면 상기 제1판단 단계로 복귀한다.
상기 재검출된 역기전력이 입력최대전압보다 크면 미리 정의된 기준시간이 상기 폐회로 형성 시간보다 긴지 판단하는 단계; 및, 상기 폐회로 형성 시간이 상기 기준시간보다 크면 인버터의 제어를 정지하는 단계를 포함한다.
상기 폐회로 형성 시간이 기준시간보다 작으면 상기 인버터의 스위치를 제어하여 인버터와 구동 모터 사이에 폐회로가 형성되도록 하는 단계로 복귀한다.
상기 인버터는 연료전지 스택의 양극 전원 라인에 병렬로 제1전극이 연결된 3개의 스위치(Q1,Q2,Q3)로 이루어진 제1스위치; 및, 연료전지 스택의 음극 전원 라인에 병렬로 제2전극이 연결된 3개의 스위치(Q4,Q5,Q6)로 이루어진 제2스위치를 포 함하고, 상기 제1스위치의 제2전극 및 상기 제2스위치의 제1전극은 상호 연결되고, 또한 제1스위치의 제2전극과 제2스위치의 제1전극에 각각 연결되어 구동 모터에 3상 전원을 인가하는 모터 전원 라인으로 이루어질 수 있다.
상기 인버터의 스위치를 제어하여 인버터와 구동 모터 사이에 폐회로가 형성되도록 하는 단계는 상기 제1스위치를 모두 온시키고, 상기 제2스위치는 모두 오프시켜 이루어질 수 있다.
상기 인버터의 스위치를 제어하여 인버터와 구동 모터 사이에 폐회로가 형성되도록 하는 단계는 상기 제2스위치를 모두 온시키고, 상기 제1스위치는 모두 오프시켜 이루어질 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 구동 모터에서 발생되는 역기전력이 입력최대전압보다 클 경우 인버터 내의 스위치 온,오프 상태를 변경함으로써, 인버터 및 구동 모터 사이에 폐회로가 형성되도록 하여(즉, 인버터 및 구동 모터 사이에서만 단락 순환 전류가 흐르도록 하여) 시스템내로 과도 역기전력이 유입되지 않도록 한다. 더불어, 상기와 같은 폐회로 형성 시간이 미리 정해진 기준시간보다 클경우에는 인버터의 스위치 제어를 정지하고, 구동 모터와 연료전지 스택을 연결하는 릴레이를 오프시킴으로써, 연료전지차량 시스템의 파손 및 소손을 방지하게 된다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조 하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 6은 본 발명에 따른 연료전지차량용 구동 모터의 과도 역기전력 유입 방지 장치를 도시한 블록도이다.
도 6에 도시된 바와 같이 본 발명은 구동 모터 판단 단계(S1), 구동 모터 역기전력 검출 단계(S2), 3상 전류 인가 단계(S3), 역기전력 제1판단 단계(S4), 폐회로 형성 단계(S5), 타이밍 카운팅 단계(S6), 구동 모터 역기전력 재검출 단계(S7), 역기전력 제2판단 단계(S8), 타이밍 카운트 판단 단계(S9), 인버터 제어 정지 단계(S10) 및 시스템 셧다운 단계(S11)를 포함한다.
상기 구동 모터 판단 단계(S1)에서는 연료전지차량중 연료전지 스택으로부터 인버터에 의해 전원을 공급받아서 구동 모터가 소정 방향으로 운동(회전)중인지 판단한다. 상기 판단 결과 구동 모터가 운동중이면 다음 단계를 진행하고, 아니면 정지한다.
상기 구동 모터 역기전력 검출 단계(S2)에서는 상기 구동 모터가 운동중일 경우 상기 구동 모터의 역기전력을 검출하고 수신한다. 상기 역기전력 검출을 통하여, 상기 구동 모터로부터 과도 전압 또는 과도 전류가 발생하고 있는지, 또는 리젠(regeneration)중인지를 알 수 있다.
상기 3상 전원 인가 단계(S3)에서는 PWM 제어를 이용하여 토크가 발생하도록 상기 구동 모터에 3상 전류를 인가한다.
상기 역기전력 제1판단 단계(S4)에서는 구동 모터로부터 검출된 역기전력이 입력최대전압보다 큰지 판단한다. 물론, 상기 입력최대전압은 미리 설계/제작시 정 해져 있는 값이다. 다르게 표현하면, 상기 구동 모터에는 과도 전압, 과도 전류 또는 리젠시 역기전력이 형성되는데, 이때의 역기전력이 시스템의 입력최대전압보다 큰지 판단한다.
상기 폐회로 형성 단계(S5)에서는 상기 역기전력이 입력최대전압보다 크면 인버터의 스위치를 제어하여 인버터와 구동 모터 사이에 폐회로가 형성되도록 한다. 즉, 역기전력이 입력최대전압보다 작은면 PWM 제어를 유지하고, 크면 인버터와 구동 모터 사이에 폐회로가 형성되도록 한다. 이러한 폐회로 형성 방법은 인버터내의 제1스위치 또는 제2스위치의 모든 게이트 신호를 온하고 나머지 스위치의 게이트 신호는 모두 오프함으로써 구현되는데 이는 아래에서 다시 설명하기로 한다.
상기 타이밍 카운팅 단계(S6)에서는 상기와 같은 폐회로 지속 시간을 카운팅한다.
상기 구동 모터 역기전력 재검출 단계(S7)에서는, 상기와 같이 폐회로의 지속 시간을 카운팅하면서 상기 구동 모터의 역기전력을 재검출하여 수신받는다.
상기 역기전력 제2판단 단계(S8)에서는 역기전력과 시스템의 입력최대전압을 재비교한다. 상기 비교 결과 역기전력이 입력최대전압보다 작으면 리턴 상태로 복귀하고, 상기 비교 결과 역기전력이 입력최대전압보다 크면 단계(S9)를 진행한다.
상기 타이밍 카운트 판단 단계(S9)에서는 미리 정해진 기준 시간이 카운팅된 시간보다 큰지 판단한다. 여기서 기준 시간은 구동 모터와 인버터가 견딜수 있는 미리 정해져 있는 시간이고, 상기 카운팅된 시간은 구동 모터와 인버터 사이에 폐회로가 형성된 단락 순환 전류가 흐른 시간을 의미한다. 상기 판단 결과 미리 정 해진 기준 시간이 카운팅된 시간보다 크면 단계(S5)로 복귀하고, 상기 판단 결과 미리 정해진 기준 시간보다 카운팅된 시간이 크면 단계(S10)를 진행한다.
상기 인버터 제어 정지 단계(S10)에서는 상기와 같이 미리 정해진 기준 시간보다 카운팅된 시간이 크면, 구동 모터와 인버터가 견딜 수 있는 시간을 초과하는 것이므로, 바로 인버터의 PWM 제어를 정지한다. 즉, 인버터에 설치된 제1스위치 및 제2스위치를 모두 오프한다. 더불어, 이러한 상태는 최악의 상태이므로, 하드웨어적으로 마그네틱 접촉자를 이용하여 릴레이를 순간적으로 오프시켜 물리적으로 과도 역기전력의 유입을 차단한다. 이로 인해 차량 시스템내로는 상기 구동 모터의 과도 역기전력의 유입이 방지된다.
상기 시스템 셧다운 단계(S11)에서는, 상기와 같은 인버터의 PWM 제어 중지 및 릴레이 오프에 의해 전 시스템이 셧다운된다. 물론, 이와 같이 시스템 셧다운시에는 차량을 재시동하도록 유도한다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명에 따른 연료전지차량 시스템에서 구동 모터와 인버터 사이에 형성되는 폐회로 상태를 도시한 회로도이다.
도 7a에 도시된 바와 같이 인버터는 연료전지 스택의 양극 전원 라인(1)에 병렬로 제1전극이 연결된 3개의 스위치(Q1,Q2,Q3)로 이루어진 제1스위치(121) 및 연료전지 스택의 음극 전원 라인(2)에 병렬로 제2전극이 연결된 3개의 스위치(Q4,Q5,Q6)로 이루어진 제2스위치(122)를 포함하고, 상기 제1스위치(121)의 제2전극 및 상기 제2스위치(122)의 제1전극은 상호 연결되고, 또한 제1스위치의 제2전 극과 제2스위치의 제1전극에 각각 연결되어 구동 모터(130)에 3상 전원을 인가하는 모터 전원 라인(3)으로 이루어져 있다.
한편, 상기 인버터의 스위치를 제어하여 인버터와 구동 모터 사이에 폐회로가 형성되도록 하는 단계(S5)는 상기 제1스위치(121)를 모두 온시키고, 상기 제2스위치(122)는 모두 오프시켜 이루어질 수 있다. 즉, 스위치(Q1,Q2,Q3)의 각 게이트에 모두 온 신호를 주면, 상기 스위치(Q1,Q2,Q3)는 모두 턴온되고, 또한 스위치(Q4,Q5,Q6)의 각 게이트에 모두 오프 신호를 주면, 상기 스위치(Q4,Q5,Q6)는 모두 턴오프된다. 이에 따라 인버터의 스위치(Q1,Q2,Q3) 및 구동 모터(130) 사이에 폐회로가 형성되고, 이 폐회로를 통하여 단락 순환 전류가 흐르게 된다.(도 7b 참조)
반대로, 상기 인버터의 스위치를 제어하여 인버터와 구동 모터 사이에 폐회로가 형성되도록 하는 단계(S5)는 상기 제2스위치(122)를 모두 온시키고, 상기 제1스위치(121)는 모두 오프시켜 이루어질 수 있다. 즉, 스위치(Q4,Q5,Q6)의 각 게이트에 모두 온 신호를 주면, 상기 스위치(Q4,Q5,Q6)는 모두 턴온되고, 또한 스위치(Q1,Q2,Q3)의 각 게이트에 모두 오프 신호를 주면, 상기 스위치(Q1,Q2,Q3)는 모두 턴오프된다. 이에 따라 인버터의 스위치(Q4,Q5,Q6) 및 구동 모터(130) 사이에 폐회로가 형성되고, 이 폐회로를 통하여 단락 순환 전류가 흐르게 된다.(도 7b 참조)
도 8은 구동 모터의 속도별 단락 전류를 도시한 그래프이다.
도 8에 도시된 바와 같이 X축은 구동 모터의 회전수(rpm)를 의미하고, Y축은 구동 모터에 흐르는 단락 전류(A)를 의미한다.
측정은 구동 모터의 3상 단자를 모두 단락시킨 후, 3상 단락 전류가 포화될 때까지 구동 모터의 속도를 가변시키면서 모터 전류를 측정하였다. 더불어, 주위 온도는 상온이었으며, 구동 모터는 무부하 상태였다. 측정 결과 구동 모터의 회전수가 대략 1000rpm에 이르기까지 단락 전류는 0에서부터 대략 147A까지 급격하게 증가하였고, 구동 모터의 회전수가 대략 2000rpm에 이르러도 단락 전류는 대략 147.8A에 수렴하였다. 즉, 구동 모터로부터 역기전력이 발생했을 경우, 구동 모터의 3상 단자를 쇼트시키게 되면, 구동 모터내의 폐회로에서만 전류가 흐르고, 이것이 시스템내로 유입되지 않음으로써, 시스템의 셧다운 현상이 방지됨을 알 수 있다. 이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 연료전지차량용 구동 모터의 과도 역기전력 유입 방지 방법을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
도 1은 일반적인 연료전지차량 시스템을 도시한 회로도이다.
도 2는 일반적인 연료전지차량 시스템에서 인버터를 통하여 구동 모터에 전류가 공급되는 상태를 도시한 회로도이다.
도 3은 일반적인 연료전지차량 시스템에서 구동 모터로부터의 과도 역기전력이 인버터를 통하여 시스템으로 흐르는 상태를 도시한 회로도이다.
도 4는 일반적인 연료전지차량 시스템에서 과도 역기전력이 시스템 내부로 유입되어 시스템이 셧다운되는 현상을 도시한 그래프이다.
도 5a 및 도 5b는 일반적인 연료전지차량 시스템에서 과도 역기전력이 시스템 내부로 유입되어 고전압측이 소손된 상태를 도시한 사진이다.
도 6은 본 발명에 따른 연료전지차량용 구동 모터의 과도 역기전력 유입 방지 장치를 도시한 블록도이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명에 따른 연료전지차량 시스템에서 구동 모터와 인버터 사이에 형성되는 폐회로 상태를 도시한 회로도이다.
도 8은 구동 모터의 속도별 단락 전류를 도시한 그래프이다.

Claims (6)

  1. 연료전지차량중 연료전지 스택으로부터 인버터에 의해 전원을 공급받는 구동 모터가 운동중인지 판단하는 단계;
    상기 구동 모터가 운동중이면 구동 모터의 역기전력을 검출하는 단계;
    상기 구동 모터에 토크 발생을 위한 3상 전원을 인가하는 단계;
    상기 검출된 구동 모터의 역기전력이 구동 모터의 입력최대전압보다 큰지 판단하는 제1판단 단계;
    상기 역기전력이 입력최대전압보다 크면 인버터의 스위치를 제어하여 인버터와 구동 모터 사이에 폐회로가 형성되도록 하는 단계;
    상기 폐회로의 형성 시간을 카운트하는 단계;
    상기 구동 모터의 역기전력을 재검출하는 단계;
    상기 재검출된 구동 모터의 역기전력이 구동 모터의 입력최대전압보다 큰지 판단하는 제2판단 단계를 포함하고,
    상기 제2판단 단계에서, 상기 재검출된 구동 모터의 역기전력이 구동 모터의 입력최대전압보다 작으면 상기 제1판단 단계로 복귀함을 특징으로 하는 연료전지차량용 구동 모터의 과도 역기전력 유입 방지 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2판단 단계에서, 상기 재검출된 구동 모터의 역기전력이 구동 모터의 입력최대전압보다 크면 미리 정의된 기준시간이 상기 폐회로 형성 시간보다 긴지 판단하는 단계를 수행하고,
    상기 폐회로 형성 시간이 상기 기준시간보다 크면 인버터의 제어를 정지하는 단계를 수행하여 이루어진 것을 특징으로 하는 연료전지차량용 구동 모터의 과도 역기전력 유입 방지 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 미리 정의된 기준시간이 상기 폐회로 형성 시간보다 긴지 판단하는 단계에서, 상기 폐회로 형성 시간이 기준시간보다 작으면 상기 인버터의 스위치를 제어하여 인버터와 구동 모터 사이에 폐회로가 형성되도록 하는 단계로 복귀함을 특징으로 하는 연료전지차량용 구동 모터의 과도 역기전력 유입 방지 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 인버터는
    연료전지 스택의 양극 전원 라인에 병렬로 제1전극이 연결된 3개의 스위치(Q1,Q2,Q3)로 이루어진 제1스위치; 및,
    연료전지 스택의 음극 전원 라인에 병렬로 제2전극이 연결된 3개의 스위치(Q4,Q5,Q6)로 이루어진 제2스위치를 포함하고,
    상기 제1스위치의 제2전극 및 상기 제2스위치의 제1전극은 상호 연결되고, 또한 제1스위치의 제2전극과 제2스위치의 제1전극에 각각 연결되어 구동 모터에 3상 전원을 인가하는 모터 전원 라인으로 이루어진 것을 특징으로 하는 연료전지차량용 구동 모터의 과도 역기전력 유입 방지 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 인버터의 스위치를 제어하여 인버터와 구동 모터 사이에 폐회로가 형성되도록 하는 단계는
    상기 제1스위치를 모두 온시키고, 상기 제2스위치는 모두 오프시켜 이루어짐을 특징으로 하는 연료전지차량용 구동 모터의 과도 역기전력 유입 방지 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 인버터의 스위치를 제어하여 인버터와 구동 모터 사이에 폐회로가 형성되도록 하는 단계는
    상기 제2스위치를 모두 온시키고, 상기 제1스위치는 모두 오프시켜 이루어짐을 특징으로 하는 연료전지차량용 구동 모터의 과도 역기전력 유입 방지 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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KR102425744B1 (ko) * 2020-10-14 2022-07-29 주식회사 현대케피코 전동 차량의 타력 주행 시 모터 제어 시스템 및 방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0138621B1 (ko) * 1994-10-18 1998-06-15 정몽원 전기자동차 보호회로
KR19980036633A (ko) * 1996-11-19 1998-08-05 박병재 하이브리드 전기 자동차의 제어장치 및 그 방법
KR20040009318A (ko) * 2002-07-23 2004-01-31 현대자동차주식회사 연료 전지 하이브리드 차량의 전원 단속장치
JP2004159401A (ja) 2002-11-05 2004-06-03 Daihatsu Motor Co Ltd 車両の制御装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0138621B1 (ko) * 1994-10-18 1998-06-15 정몽원 전기자동차 보호회로
KR19980036633A (ko) * 1996-11-19 1998-08-05 박병재 하이브리드 전기 자동차의 제어장치 및 그 방법
KR20040009318A (ko) * 2002-07-23 2004-01-31 현대자동차주식회사 연료 전지 하이브리드 차량의 전원 단속장치
JP2004159401A (ja) 2002-11-05 2004-06-03 Daihatsu Motor Co Ltd 車両の制御装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150083367A (ko) 2014-01-09 2015-07-17 한라비스테온공조 주식회사 차량용 인버터 전력 제한 방법 및 장치

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