KR102542955B1 - Inverter system for vehicle and the method of controlling of the same - Google Patents

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KR102542955B1 KR1020180120683A KR20180120683A KR102542955B1 KR 102542955 B1 KR102542955 B1 KR 102542955B1 KR 1020180120683 A KR1020180120683 A KR 1020180120683A KR 20180120683 A KR20180120683 A KR 20180120683A KR 102542955 B1 KR102542955 B1 KR 102542955B1
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Abstract

본 발명에 따른 차량용 인버터 시스템은 복수의 스위칭 소자를 포함하며 배터리에 저장된 에너지를 교류전력으로 변환하는 인버터; 상기 인버터에서 변환된 교류전력을 제공받아 구동되는 모터; 상기 인버터 및 상기 모터의 온도를 측정하는 온도 측정부; 특정 온도에서 상기 인버터로부터 출력 가능한 전류 정보 및 특정 온도에서 상기 모터가 최대 토크를 출력하기 위해 필요한 전류정보가 저장된 저장부; 및 상기 저장부에 저장된 정보를 바탕으로 상기 온도 측정부를 통해 측정된 온도에서 상기 모터가 최대 토크를 출력하기 위해 필요한 전류 값과 상기 측정된 온도에서 상기 인버터의 출력 가능한 최대 전류 값을 비교하여, 상기 측정된 온도에서 상기 인버터로부터 출력 가능한 최대 전류가 출력되어 상기 모터에 제공되도록 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.An inverter system for a vehicle according to the present invention includes a plurality of switching elements and an inverter that converts energy stored in a battery into AC power; a motor driven by receiving the AC power converted by the inverter; a temperature measurement unit to measure temperatures of the inverter and the motor; a storage unit storing current information outputtable from the inverter at a specific temperature and current information necessary for the motor to output maximum torque at a specific temperature; And based on the information stored in the storage unit, a current value required for the motor to output maximum torque at the temperature measured through the temperature measuring unit is compared with a maximum current value that can be output from the inverter at the measured temperature, It may include a; control unit for controlling so that the maximum current that can be output from the inverter at the measured temperature is output and provided to the motor.

Description

차량용 인버터 시스템 및 제어방법{INVERTER SYSTEM FOR VEHICLE AND THE METHOD OF CONTROLLING OF THE SAME}Vehicle inverter system and control method {INVERTER SYSTEM FOR VEHICLE AND THE METHOD OF CONTROLLING OF THE SAME}

본 발명은 차량용 인버터 시스템 및 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량용 인버터의 전류 사용 영역을 확대할 수 있는 차량용 인버터 시스템 및 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a vehicle inverter system and control method, and more particularly, to a vehicle inverter system and control method capable of expanding a current use area of the vehicle inverter.

최근 대기오염과 석유 고갈의 위기에 대응하여 전기 에너지를 차량의 동력으로 사용하는 친환경 차량과 관련된 기술들이 활발하게 개발되고 있다. 친환경 차량은 하이브리드 전기 자동차(Hybrid Electric Vehicle), 연료 전지 자동차(Fuel Cell Electric Vehicle) 및 전기 자동차(Electric vehicle)를 포함한다.Recently, in response to the crisis of air pollution and oil depletion, technologies related to eco-friendly vehicles using electric energy as vehicle power are being actively developed. Eco-friendly vehicles include hybrid electric vehicles, fuel cell electric vehicles, and electric vehicles.

한편, 친환경 차량에는 고전압 배터리의 에너지를 교류 전력으로 변환하기 위한 인버터 시스템이 사용된다. 이러한 인버터 시스템은 복수의 파워모듈로 구성되는데, 일반적으로 파워모듈은 과온 발생시 소손될 수 있기 때문에, 허용온도를 제한하기 위해 파워모듈에서 출력 가능한 최대 전류를 제한하고 있다. 특히, 도 1에 도시된 바와 같이, 종래에는 인버터의 온도와 상관없이 인버터의 최대 온도(Tmax_inv)에서 인버터로부터 출력 가능한 전류를 해당 인버터에서 출력 가능한 최대 전류로 제한하여, 인버터의 온도가 낮은 경우에는 보다 높은 전류를 출력할 수 있음에도 불구하고, 인버터에서의 출력 전류가 제한됐었다. 이러한 이유 때문에 종래에는 인버터의 출력전류로 사용 가능하지만 미사용되는 영역이 존재했었다. 아울러, 차량의 모터 또는 차량 등의 사양에 의해 인버터로부터 출력되어야 할 최대 전류 필요량이 증가하게 되면 더 큰 용량의 파워모듈을 사용하여 최대전류 제한치를 상승시켰어야 했으며, 이에 따라 인버터의 사이즈가 상승 된다는 한계점이 있었다.Meanwhile, an inverter system for converting energy of a high-voltage battery into AC power is used in an eco-friendly vehicle. Such an inverter system is composed of a plurality of power modules. In general, since a power module may burn out when overtemperature occurs, a maximum current capable of being output from the power module is limited in order to limit an allowable temperature. In particular, as shown in FIG. 1, in the prior art, regardless of the temperature of the inverter, the current that can be output from the inverter is limited to the maximum current that can be output from the inverter at the maximum temperature (Tmax_inv) of the inverter, so that when the temperature of the inverter is low, Despite being able to output higher current, the output current from the inverter was limited. For this reason, conventionally, there was an unused area although it could be used as the output current of the inverter. In addition, if the maximum current required to be output from the inverter increases due to the specifications of the vehicle's motor or vehicle, the maximum current limit had to be raised using a larger capacity power module, which increases the size of the inverter. There was a limit.

KR 10-2011-0105034 A1KR 10-2011-0105034 A1

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 온도 측정부를 통해 측정된 온도에서 모터가 최대 토크를 출력하기 위해 필요한 전류 값과 측정된 온도에서 인버터의 출력 가능한 최대 전류 값을 비교하여, 측정된 온도에서 인버터로부터 출력 가능한 최대 전류가 출력되어 모터에 제공되도록 함으로써, 인버터의 사양 증대 없이 인버터의 최대 전류량을 확장하여 사용할 수 있는 차량용 인버터 시스템 및 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above problems, by comparing the current value required for the motor to output the maximum torque at the temperature measured through the temperature measuring unit and the maximum current value that the inverter can output at the measured temperature. An object of the present invention is to provide a vehicle inverter system and control method capable of extending and using the maximum current amount of an inverter without increasing the specifications of the inverter by allowing the maximum current output from the inverter to be provided to the motor.

상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 차량용 인버터 시스템은 복수의 스위칭 소자를 포함하며 배터리에 저장된 에너지를 교류전력으로 변환하는 인버터; 상기 인버터에서 변환된 교류전력을 제공받아 구동되는 모터; 상기 인버터 및 상기 모터의 온도를 측정하는 온도 측정부; 특정 온도에서 상기 인버터로부터 출력 가능한 전류 정보 및 특정 온도에서 상기 모터가 최대 토크를 출력하기 위해 필요한 전류정보가 저장된 저장부; 및 상기 저장부에 저장된 정보를 바탕으로 상기 온도 측정부를 통해 측정된 온도에서 상기 모터가 최대 토크를 출력하기 위해 필요한 전류 값과 상기 측정된 온도에서 상기 인버터의 출력 가능한 최대 전류 값을 비교하여, 상기 측정된 온도에서 상기 인버터로부터 출력 가능한 최대 전류가 출력되어 상기 모터에 제공되도록 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.In order to achieve the above object, a vehicle inverter system according to the present invention includes a plurality of switching elements and an inverter that converts energy stored in a battery into AC power; a motor driven by receiving the AC power converted by the inverter; a temperature measurement unit to measure temperatures of the inverter and the motor; a storage unit storing current information outputtable from the inverter at a specific temperature and current information necessary for the motor to output maximum torque at a specific temperature; And based on the information stored in the storage unit, a current value required for the motor to output maximum torque at the temperature measured through the temperature measuring unit is compared with a maximum current value that can be output from the inverter at the measured temperature, It may include a; control unit for controlling so that the maximum current that can be output from the inverter at the measured temperature is output and provided to the motor.

상기 제어부는,The control unit,

상기 측정된 온도에서 상기 인버터로부터 출력 가능한 최대 전류가 상기 측정된 온도에서 상기 모터가 최대 토크를 출력하기 위해 필요한 전류 보다 크거나 같으면, 상기 측정된 온도에서 상기 인버터로부터 출력 가능한 최대 전류가 모터에 제공되도록 할 수 있다.If the maximum current that can be output from the inverter at the measured temperature is greater than or equal to the current required for the motor to output maximum torque at the measured temperature, the maximum current that can be output from the inverter at the measured temperature is provided to the motor. can be made

상기 제어부는,The control unit,

상기 측정된 온도에서 상기 인버터로부터 출력 가능한 최대 전류가 상기 측정된 온도에서 상기 모터가 최대 토크를 출력하기 위해 필요한 전류 보다 작으면, 하기 수학식에 따라 상기 측정된 온도에서 출력 가능한 모터의 최대 토크를 조정하며, 상기 측정된 온도에서 상기 인버터로부터 출력 가능한 최대 전류를 통해 상기 조정된 최대 토크가 발생 되도록 할 수 있다.If the maximum current that can be output from the inverter at the measured temperature is smaller than the current required for the motor to output maximum torque at the measured temperature, the maximum torque of the motor that can be output at the measured temperature according to the following equation and the adjusted maximum torque may be generated through the maximum current outputable from the inverter at the measured temperature.

[수학식][mathematical expression]

Tq_limit = Tq_max X Imax_limit / ImTq_limit = Tq_max X Imax_limit / Im

여기서, Tq_limit은 조정된 모터의 최대 토크, Tq_max는 측정된 온도에서 출력 가능한 모터의 최대 토크, Im은 측정된 온도에서 최대 토크를 출력하기 위해 필요한 최대 전류, Imax_limit는 측정된 온도에서 인버터로부터 출력 가능한 최대 전류를 의미한다.Here, Tq_limit is the maximum torque of the adjusted motor, Tq_max is the maximum torque of the motor that can be output at the measured temperature, Im is the maximum current required to output the maximum torque at the measured temperature, and Imax_limit is the maximum torque that can be output from the inverter at the measured temperature. means maximum current.

상술한 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 차량용 인버터 시스템 제어방법은, (1) 온도 측정부를 통해 인버터 및 모터의 온도를 측정하는 단계; (2) 저장부에 기 저장된 정보를 바탕으로, 상기 측정된 온도에서 상기 모터가 최대 토크를 출력하기 위해 필요한 전류 값과 상기 측정된 온도에서 상기 인버터의 출력 가능한 최대 전류 값을 비교하는 단계; 및 (3) 비교 결과에 따라 상기 측정된 온도에서 상기 인버터로부터 최대 전류가 출력되어 상기 모터에 제공되도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.In order to achieve the above object, a vehicle inverter system control method according to the present invention includes: (1) measuring the temperature of an inverter and a motor through a temperature measuring unit; (2) comparing a current value required for the motor to output maximum torque at the measured temperature with a maximum current value that the inverter can output at the measured temperature based on information pre-stored in a storage unit; and (3) controlling so that maximum current is output from the inverter at the measured temperature and provided to the motor according to the comparison result.

상기 단계 (1) 이전에,Before step (1) above,

(0) 특정 온도에서 상기 인버터로부터 출력 가능한 전류 정보 및 특정 온도에서 상기 모터가 최대 토크를 출력하기 위해 필요한 최대 전류정보를 저장하는 단계;를 더 포함할 수 있다.(0) storing current information that can be output from the inverter at a specific temperature and maximum current information required for the motor to output maximum torque at a specific temperature; may further include.

상기 단계 (2) 이후에,After step (2) above,

상기 측정된 온도에서 상기 인버터로부터 출력 가능한 최대 전류가 상기 측정된 온도에서 상기 모터가 최대 토크를 출력하기 위해 필요한 전류 보다 크거나 같으면, 상기 측정된 온도에서 상기 인버터로부터 출력 가능한 최대 전류가 상기 모터에 제공되도록 하는 단계를 더 포함할 수 있다.If the maximum current that can be output from the inverter at the measured temperature is greater than or equal to the current required for the motor to output maximum torque at the measured temperature, the maximum current that can be output from the inverter at the measured temperature is It may further include the step of providing.

상기 단계 (2) 이후에,After step (2) above,

상기 측정된 온도에서 상기 인버터로부터 출력 가능한 최대 전류가 상기 측정된 온도에서 상기 모터가 최대 토크를 출력하기 위해 필요한 전류 보다 작으면, 하기 수학식에 따라 상기 측정된 온도에서 출력 가능한 모터의 최대 토크를 조정하며, 상기 측정된 온도에서 상기 인버터로부터 출력 가능한 최대 전류를 통해 상기 조정된 최대 토크가 발생되도록 하는 단계를 더 포함할 수 있다.If the maximum current that can be output from the inverter at the measured temperature is smaller than the current required for the motor to output maximum torque at the measured temperature, the maximum torque of the motor that can be output at the measured temperature according to the following equation The method may further include adjusting and generating the adjusted maximum torque through a maximum current that can be output from the inverter at the measured temperature.

[수학식][mathematical expression]

Tq_limit = Tq_max X Imax_limit / ImTq_limit = Tq_max X Imax_limit / Im

여기서, Tq_limit은 조정된 모터의 최대 토크, Tq_max는 측정된 온도에서 출력 가능한 모터의 최대 토크, Im은 측정된 온도에서 최대 토크를 출력하기 위해 필요한 최대 전류, Imax_limit는 측정된 온도에서 인버터로부터 출력 가능한 최대 전류를 의미한다.Here, Tq_limit is the maximum torque of the adjusted motor, Tq_max is the maximum torque of the motor that can be output at the measured temperature, Im is the maximum current required to output the maximum torque at the measured temperature, and Imax_limit is the maximum torque that can be output from the inverter at the measured temperature. means maximum current.

본 발명에 따른 차량용 인버터 시스템에 따르면, 온도 측정부를 통해 측정된 온도에서 모터가 최대 토크를 출력하기 위해 필요한 전류 값과 측정된 온도에서 인버터의 출력 가능한 최대 전류 값을 비교하여, 측정된 온도에서 인버터로부터 출력 가능한 최대 전류가 출력되어 모터에 제공되도록 함으로써, 인버터의 사양 증대 없이 인버터의 최대 전류량을 확장하여 사용할 수 있다.According to the vehicle inverter system according to the present invention, the current value required for the motor to output the maximum torque at the temperature measured through the temperature measuring unit is compared with the maximum current value that the inverter can output at the measured temperature, and the inverter at the measured temperature. By providing the maximum current that can be output from the inverter to the motor, the maximum current amount of the inverter can be expanded and used without increasing the specifications of the inverter.

도 1은 종래의 차량용 인버터 시스템에서, 인버터의 온도에 따른 인버터의 전류 사용 범위를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 인버터 시스템에서 모터의 온도에 따라 해당 온도에서 최대 토크를 출력하기 위해 필요한 전류량을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 인버터 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 인버터 시스템에서, 인버터의 온도별 출력 가능한 최대 전류가 저장된 테이블이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 인버터 시스템에서, 온도별 모터의 최대 토크 출력을 위해 필요한 전류 정보가 저장된 테이블이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 인버터 시스템에서, 모터의 특정 온도에서 최대 토크를 발생시키기 위해 필요한 전류가 해당 특정 온도에서 인버터에서 출력 가능한 전류 값보다 낮은 경우를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 인버터 시스템에서, 모터의 특정 온도에서 최대 토크를 발생시키기 위해 필요한 전류가 해당 특정 온도에서 인버터에서 출력 가능한 전류 값보다 높은 경우를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 인버터 시스템 제어방법의 흐름을 도시한 흐름도이다.1 is a diagram showing a current usage range of an inverter according to the temperature of the inverter in a conventional vehicle inverter system.
2 is a diagram illustrating an amount of current required to output maximum torque at a corresponding temperature according to a temperature of a motor in a vehicle inverter system according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram showing the configuration of an inverter system for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
4 is a table in which the maximum current that can be output for each temperature of the inverter in the vehicle inverter system according to an embodiment of the present invention is stored.
5 is a table in which current information necessary for maximum torque output of a motor for each temperature is stored in the vehicle inverter system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating a case where, in the vehicle inverter system according to an embodiment of the present invention, a current required to generate maximum torque of a motor at a specific temperature is lower than a current value output from the inverter at the specific temperature.
FIG. 7 is a diagram illustrating a case where, in the vehicle inverter system according to an embodiment of the present invention, a current required to generate maximum torque of a motor at a specific temperature is higher than a current value output from the inverter at the specific temperature.
8 is a flowchart illustrating the flow of a method for controlling an inverter system for a vehicle according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 인버터 시스템 및 제어방법에 대해 살펴본다.Hereinafter, a vehicle inverter system and control method according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 인버터 시스템에서, 모터의 온도에 따라 해당 온도에서 최대 토크를 출력하기 위해 필요한 전류량을 나타내는 도면이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 인버터 시스템의 구성을 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 인버터 시스템의 인버터의 온도별 출력 가능한 최대 전류 정보가 저장된 테이블이며, 도 5는 온도별 모터의 최대 토크 출력을 위해 필요한 전류 정보가 저장된 테이블이고, 도 6은 모터의 특정 온도에서 최대 토크를 발생시키기 위해 필요한 전류가 해당 특정 온도에서 인버터에서 출력 가능한 전류 값보다 낮은 경우를 나타내는 도면이고, 도 7은 모터의 특정 온도에서 최대 토크를 발생시키기 위해 필요한 전류가 해당 특정 온도에서 인버터에서 출력 가능한 전류 값보다 높은 경우를 나타내는 도면이다.2 is a diagram showing the amount of current required to output maximum torque at a corresponding temperature according to the temperature of a motor in a vehicle inverter system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a vehicle inverter system according to an embodiment of the present invention. Figure 4 is a table showing the configuration of the system, Figure 4 is a table in which the maximum output current information for each temperature of the inverter of the vehicle inverter system according to an embodiment of the present invention is stored, and Figure 5 is necessary for outputting the maximum torque of the motor for each temperature 6 is a table in which current information is stored, and FIG. 6 is a diagram showing a case where the current required to generate maximum torque at a specific temperature of the motor is lower than the current value output from the inverter at the specific temperature, and FIG. This diagram shows the case where the current required to generate the maximum torque is higher than the current value that can be output from the inverter at the specific temperature.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 인버터 시스템은 인버터(100), 모터(200), 온도 측정부(300), 저장부(400) 및 제어부(500)를 포함하여 구성될 수 있다.As shown in FIG. 3, the vehicle inverter system according to an embodiment of the present invention includes an inverter 100, a motor 200, a temperature measurement unit 300, a storage unit 400, and a control unit 500. can be configured.

구체적으로, 인버터(100)는 복수의 스위칭 소자(S1-S6)를 포함하며 배터리(B)에 저장된 에너지를 교류전력으로 변환하는 역할을 한다. 아울러, 인버터(100)는 도 3에 도시된 바와 같이 복수의 스위칭 소자들이 서로 병렬연결되며, 병렬연결된 스위칭 소자의 복수의 출력단은 모터(200)의 각 상에 각각 연결될 수 있다. 더 나아가, 인버터(100) 내의 복수의 스위칭 소자들은 배터리(B)로부터 전달된 직류 전력을 교류 전력으로 변환시킬 수 있는데, 인버터를 통해 직류 전력이 교류 전력으로 변환되는 것은 기 공지된 기술이므로 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.Specifically, the inverter 100 includes a plurality of switching elements S1 to S6 and serves to convert energy stored in the battery B into AC power. In addition, in the inverter 100, as shown in FIG. 3, a plurality of switching elements are connected in parallel to each other, and a plurality of output terminals of the switching elements connected in parallel may be connected to each phase of the motor 200, respectively. Furthermore, the plurality of switching elements in the inverter 100 may convert DC power delivered from the battery B into AC power. Since DC power is converted into AC power through the inverter, it is a well-known technology. A detailed description will be omitted.

모터(200)는 각 상에 인버터(100) 내 병렬연결된 스위칭 소자의 복수의 출력단이 연결되어, 인버터(100)에서 변환된 교류전력을 제공받아 구동될 수 있다. 즉, 모터(200)는 인버터(100)를 통해 제공받은 전력을 통해 구동되어 차량을 구동시킬 수 있다.The motor 200 may be driven by receiving AC power converted from the inverter 100 by connecting a plurality of output terminals of switching elements connected in parallel in the inverter 100 to each phase. That is, the motor 200 may be driven by the power provided through the inverter 100 to drive the vehicle.

온도 측정부(300)는 인버터(100) 및 모터(200)의 온도를 측정하는 역할을 한다. 여기서, 온도 측정부(300)는 인버터(100) 및 모터(200)의 온도를 직접 센싱하여 측정할 수 있으며, 실시예에 따라서는 인버터(100)를 냉각시키는 냉각 수온을 측정함으로써 인버터(100)의 온도를 도출할 수도 있다.The temperature measuring unit 300 serves to measure the temperatures of the inverter 100 and the motor 200 . Here, the temperature measuring unit 300 may directly sense and measure the temperature of the inverter 100 and the motor 200, and according to an embodiment, the temperature of the cooling water cooling the inverter 100 may be measured to measure the temperature of the inverter 100. temperature can be derived.

본 발명에서 인버터(100) 및 모터(200)의 온도를 측정하는 것은, 인버터(100)의 경우 온도 별로 해당 온도에서 인버터로부터 출력가능한 최대 전류가 각각 상이하며, 모터(200)의 경우에도 온도 별로 해당 온도에서 최대 토크를 출력하기 위해 필요한 전류가 각각 상이하기 때문이다. 즉, 특정 온도에서 인버터(100)로부터 출력 가능한 최대 전류와 해당 특정 온도에서 최대 토크를 출력하기 위해 모터에서 필요로 하는 전류의 크기가 온도에 따라 달라지기 때문에, 온도 측정부(300)를 통해 인버터(100) 및 모터(200)의 온도를 측정하고, 측정된 온도에서 인버터로부터의 출력 가능한 최대 전류 및 최대 토크를 출력하기 위해 모터에서 필요한 전류를 도출하는 것이다.In the present invention, measuring the temperature of the inverter 100 and the motor 200 is that, in the case of the inverter 100, the maximum current output from the inverter at the corresponding temperature is different for each temperature, and also in the case of the motor 200, each temperature This is because the current required to output the maximum torque at the corresponding temperature is different. That is, since the maximum current that can be output from the inverter 100 at a specific temperature and the magnitude of the current required by the motor to output the maximum torque at that specific temperature vary depending on the temperature, the inverter through the temperature measuring unit 300 100 and the temperature of the motor 200 are measured, and a current necessary for the motor is derived to output the maximum current and maximum torque that can be output from the inverter at the measured temperature.

저장부(400)는 특정 온도에서 인버터(100)로부터 출력 가능한 전류 정보 및 특정 온도에서 모터(200)가 최대 토크를 출력하기 위해 필요한 전류 정보를 저장하는 역할을 한다. 보다 구체적으로, 저장부(400)에는 도 4에 도시된 바와 같이, 인버터의 온도 별로, 해당 온도에서 인버터로부터 출력 가능한 최대 전류 정보가 저장될 수 있다. 도 4에서 T_inv는 인버터의 온도를 의미하며, Imax_limit는 인버터의 해당 온도에서 인버터로부터 출력 가능한 최대 전류 제한치를 의미한다. 다시 말해, 본 발명에서는 인버터의 온도별로 해당 온도에서 인버터로부터 출력 가능한 최대 전류 정보를 저장부(400)에 저장하고, 인버터(100)의 온도 별로 해당 온도에서 출력 가능한 최대 전류가 모터에 구동되도록 함으로써, 인버터(100)의 전류 사용 가능 영역을 종래보다 확대하였다. The storage unit 400 serves to store current information that can be output from the inverter 100 at a specific temperature and current information necessary for the motor 200 to output maximum torque at a specific temperature. More specifically, as shown in FIG. 4 , the storage unit 400 may store maximum current information that can be output from the inverter at a corresponding temperature for each temperature of the inverter. In FIG. 4, T_inv means the temperature of the inverter, and Imax_limit means the maximum current limit that can be output from the inverter at the corresponding temperature of the inverter. In other words, in the present invention, information on the maximum current that can be output from the inverter at that temperature is stored in the storage unit 400 for each temperature of the inverter, and the maximum current that can be output at that temperature for each temperature of the inverter 100 drives the motor. , The current usable area of the inverter 100 is expanded compared to the prior art.

아울러, 저장부(400)는 도 5에 도시된 바와 같이, 온도 별로 해당 온도에서 모터의 최대 토크를 출력하기 위해 필요한 전류 정보를 저장할 수 있다. 도 5에서 Tm은 모터의 온도를 의미하며, Im은 온도가 Tm인 상태에서 최대 토크를 출력하기 위해 필요한 전류 값을 의미한다. In addition, as shown in FIG. 5 , the storage unit 400 may store current information necessary for outputting the maximum torque of the motor at a corresponding temperature for each temperature. In FIG. 5 , Tm denotes a temperature of the motor, and Im denotes a current value required to output maximum torque at a temperature of Tm.

제어부(500)는 저장부(400)에 저장된 정보를 바탕으로 온도 측정부(300)를 통해 측정된 온도에서 모터(200)가 최대 토크를 출력하기 위해 필요한 전류 값과, 온도 측정부(300)에서 측정된 온도에서 인버터(100)의 출력 가능한 최대 전류 값을 비교하여, 측정된 온도에서 인버터(100)로부터 출력 가능한 최대 전류가 출력되어 모터(200)에 제공되도록 할 수 있다.The control unit 500 determines the current value required for the motor 200 to output maximum torque at the temperature measured through the temperature measurement unit 300 based on the information stored in the storage unit 400, and the temperature measurement unit 300. By comparing the maximum current value that can be output from the inverter 100 at the temperature measured at , the maximum current that can be output from the inverter 100 at the measured temperature can be output and provided to the motor 200 .

예를 들어, 도 6과 같이 온도 측정부(300)를 통해 측정된 인버터(100) 및 모터(200)의 온도가 T1, T1의 온도에서 출력 가능한 인버터(100)의 최대 전류 제한값이 Imax_limit, T1의 온도에서 모터가 최대 토크를 출력하기 위해 필요한 전류 값이 Im1이라고 가정하여 제어부(500)의 특징을 설명하면 다음과 같다. For example, as shown in FIG. 6, the temperature of the inverter 100 and the motor 200 measured by the temperature measurement unit 300 is T1, and the maximum current limit value of the inverter 100 capable of outputting at a temperature of T1 is Imax_limit, T1 Assuming that the current value required for the motor to output the maximum torque at a temperature of is Im1, characteristics of the control unit 500 will be described as follows.

제어부(500)는 도 6과 같이, 측정된 온도(T1)에서 인버터(100)로부터 출력 가능한 최대 전류 값(Imax_limit1)이, 측정된 온도(T1)에서 모터(200)가 최대 토크를 출력하기 위해 필요한 전류 값(Im1) 보다 크거나 같으면, 측정된 온도(T1)에서 인버터로부터 출력 가능한 최대 전류(Imax_limit1)가 모터(200)에 제공되도록 한다. 다시 말해, 도 6과 같이 특정 온도에서 Imax_limit1이 Im1 보다 큰 경우에는 Imax_limit1이 모터에 제공되도록 제어하여 모터에서 최대 토크가 출력되도록 할 수 있다.As shown in FIG. 6 , the controller 500 sets the maximum current value Imax_limit1 output from the inverter 100 at the measured temperature T1 to allow the motor 200 to output the maximum torque at the measured temperature T1. If it is greater than or equal to the required current value Im1, the maximum current Imax_limit1 output from the inverter at the measured temperature T1 is provided to the motor 200. In other words, as shown in FIG. 6 , when Imax_limit1 is greater than Im1 at a specific temperature, maximum torque can be output from the motor by controlling Imax_limit1 to be provided to the motor.

하지만, 예를 들어, 도 7과 같이 측정된 온도(T2)에서 인버터(100)로부터 출력 가능한 최대 전류 값(Imax_limit2)이, 측정된 온도(T2)에서 모터(200)가 최대 토크를 출력하기 위해 필요한 전류 값(Im2) 보다 작은 경우에는 인버터(100)에서 해당 온도에서 출력 가능한 최대 전류(Imax-limit2)를 출력할지라도, 모터(200)에서 최대 토크를 출력할 수 없게 된다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해 본 발명의 제어부(500)에서는 측정된 온도에서 인버터로부터 출력 가능한 최대 전류가 측정된 온도에서 모터가 최대 토크를 출력하기 위해 필요한 전류보다 작으면, 하기의 수학식에 따라 측정된 온도에서 출력 가능한 모터의 최대 토크를 조정하며, 측정된 온도에서 인버터로부터 출력 가능한 최대 전류를 통해 모터(200)에서 조정된 최대 토크가 발생 되도록 할 수 있다. 다시 말해, 도 7과 같이 특정 온도(T2)에서 인버터에서 출력 가능한 최대 전류 값(Imax_limit2)이 측정된 온도에서 모터가 최대 토크를 출력하기 위해 필요한 전류 값(Im2) 보다 작은 경우에는 해당 특정 온도(T2)에서 출력 가능한 최대 토크를 감소시켜 조정하며, Imax-limit2를 통해 조정된 토크가 모터에서 출력되도록 하는 것이다.However, for example, as shown in FIG. 7 , the maximum current value Imax_limit2 output from the inverter 100 at the measured temperature T2 is required for the motor 200 to output the maximum torque at the measured temperature T2. If it is smaller than the required current value Im2, even if the inverter 100 outputs the maximum current Imax-limit2 that can be output at the corresponding temperature, the motor 200 cannot output the maximum torque. In order to solve this problem, in the control unit 500 of the present invention, if the maximum current output from the inverter at the measured temperature is smaller than the current required for the motor to output the maximum torque at the measured temperature, according to the following equation The maximum torque of the motor capable of being output at the measured temperature may be adjusted, and the adjusted maximum torque may be generated in the motor 200 through the maximum current capable of being output from the inverter at the measured temperature. In other words, as shown in FIG. 7, when the maximum current value (Imax_limit2) that can be output from the inverter at a specific temperature (T2) is smaller than the current value (Im2) required for the motor to output the maximum torque at the measured temperature, the specific temperature ( It is adjusted by reducing the maximum torque that can be output in T2), and the adjusted torque is output from the motor through Imax-limit2.

[수학식][mathematical expression]

Tq_limit = Tq_max X Imax_limit / ImTq_limit = Tq_max X Imax_limit / Im

여기서, Tq_limit은 조정된 모터의 최대 토크, Tq_max는 측정된 온도에서 출력 가능한 모터의 최대 토크, Im은 측정된 온도에서 최대 토크를 출력하기 위해 필요한 최대 전류, Imax_limit는 측정된 온도에서 인버터로부터 출력 가능한 최대 전류를 의미한다.Here, Tq_limit is the maximum torque of the adjusted motor, Tq_max is the maximum torque of the motor that can be output at the measured temperature, Im is the maximum current required to output the maximum torque at the measured temperature, and Imax_limit is the maximum torque that can be output from the inverter at the measured temperature. means maximum current.

이처럼, 본 발명에 따른 차량용 인버터 시스템에 따르면, 온도 측정부를 통해 측정된 온도에서 모터가 최대 토크를 출력하기 위해 필요한 전류 값과 측정된 온도에서 인버터의 출력 가능한 최대 전류 값을 비교하여, 측정된 온도에서 인버터로부터 출력 가능한 최대 전류가 출력되어 모터에 제공되도록 함으로써, 인버터의 사양 증대 없이 인버터의 최대 전류량을 확장하여 사용할 수 있다.As such, according to the vehicle inverter system according to the present invention, the current value required for the motor to output the maximum torque at the temperature measured through the temperature measuring unit is compared with the maximum current value that the inverter can output at the measured temperature. The maximum current that can be output from the inverter is outputted from the inverter and provided to the motor, so that the maximum current amount of the inverter can be expanded and used without increasing the specifications of the inverter.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 인버터 시스템 제어방법의 흐름을 도시한 흐름도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 인버터 시스템 제어방법은, (1) 온도 측정부를 통해 인버터 및 모터의 온도를 측정하는 단계; (2) 저장부에 기 저장된 정보를 바탕으로, 측정된 온도에서 모터가 최대 토크를 출력하기 위해 필요한 전류 값과 측정된 온도에서 상기 인버터의 출력 가능한 최대 전류 값을 비교하는 단계; 및 (3) 비교 결과에 따라 측정된 온도에서 인버터로부터 최대 전류가 출력되어 모터에 제공되도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다. 8 is a flowchart illustrating the flow of a method for controlling an inverter system for a vehicle according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 8 , a vehicle inverter system control method according to an embodiment of the present invention includes the steps of (1) measuring temperatures of an inverter and a motor through a temperature measuring unit; (2) comparing a current value required for the motor to output maximum torque at the measured temperature with a maximum current value that can be output from the inverter at the measured temperature based on information previously stored in a storage unit; and (3) controlling so that the maximum current is output from the inverter at the temperature measured according to the comparison result and provided to the motor.

또한, 단계 (1) 이전에, (0) 특정 온도에서 인버터로부터 출력 가능한 전류 정보 및 특정 온도에서 모터가 최대 토크를 출력하기 위해 필요한 최대 전류정보를 저장하는 단계;를 더 포함할 수 있다.In addition, before step (1), (0) storing current information that can be output from the inverter at a specific temperature and maximum current information required for the motor to output maximum torque at a specific temperature; may be further included.

아울러, 상기 단계 (2) 이후에, 측정된 온도에서 인버터로부터 출력 가능한 최대 전류가 측정된 온도에서 모터가 최대 토크를 출력하기 위해 필요한 전류 보다 크거나 같으면, 측정된 온도에서 인버터로부터 출력 가능한 최대 전류가 모터에 제공되도록 하는 단계를 더 포함할 수 있다. In addition, after step (2), if the maximum current output from the inverter at the measured temperature is greater than or equal to the current required for the motor to output maximum torque at the measured temperature, the maximum current output from the inverter at the measured temperature It may further include a step of providing a motor.

더 나아가, 상기 단계 (2) 이후에, 측정된 온도에서 인버터로부터 출력 가능한 최대 전류가 측정된 온도에서 모터가 최대 토크를 출력하기 위해 필요한 전류 보다 작으면, 하기 수학식에 따라 측정된 온도에서 출력 가능한 모터의 최대 토크를 조정하며, 측정된 온도에서 인버터로부터 출력 가능한 최대 전류를 통해 조정된 최대 토크가 발생되도록 하는 단계를 더 포함할 수 있다.Furthermore, after the above step (2), if the maximum current output from the inverter at the measured temperature is smaller than the current required for the motor to output the maximum torque at the measured temperature, output at the measured temperature according to the following equation The method may further include adjusting a maximum torque of the motor and allowing the adjusted maximum torque to be generated through a maximum current output from the inverter at the measured temperature.

[수학식][mathematical expression]

Tq_limit = Tq_max X Imax_limit / ImTq_limit = Tq_max X Imax_limit / Im

여기서, Tq_limit은 조정된 모터의 최대 토크, Tq_max는 측정된 온도에서 출력 가능한 모터의 최대 토크, Im은 측정된 온도에서 최대 토크를 출력하기 위해 필요한 최대 전류, Imax_limit는 측정된 온도에서 인버터로부터 출력 가능한 최대 전류를 의미한다.Here, Tq_limit is the maximum torque of the adjusted motor, Tq_max is the maximum torque of the motor that can be output at the measured temperature, Im is the maximum current required to output the maximum torque at the measured temperature, and Imax_limit is the maximum torque that can be output from the inverter at the measured temperature. means maximum current.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 인버터 시스템에서의 세부 단계에서의 기술적 특징은 앞서 설명한 차량용 인버터 시스템의 기술적 특징과 동일하므로 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.On the other hand, technical features in detailed steps in the vehicle inverter system according to an embodiment of the present invention are the same as those of the vehicle inverter system described above, and thus detailed description thereof will be omitted.

100: 인버터 S1-S6: 스위칭 소자
200: 모터 300: 온도 측정부
400: 저장부 500: 제어부
B: 배터리 C: 커패시터100: inverter S1-S6: switching element
200: motor 300: temperature measuring unit
400: storage unit 500: control unit
B: Battery C: Capacitor

Claims (7)

복수의 스위칭 소자를 포함하며 배터리에 저장된 에너지를 교류전력으로 변환하는 인버터;
상기 인버터에서 변환된 교류전력을 제공받아 구동되는 모터;
상기 인버터 및 상기 모터의 온도를 측정하는 온도 측정부;
특정 온도에서 상기 인버터로부터 출력 가능한 전류 정보 및 특정 온도에서 상기 모터가 최대 토크를 출력하기 위해 필요한 전류정보가 저장된 저장부; 및
상기 저장부에 저장된 정보를 바탕으로 상기 온도 측정부를 통해 측정된 온도에서 상기 모터가 최대 토크를 출력하기 위해 필요한 전류 값과 상기 측정된 온도에서 상기 인버터의 출력 가능한 최대 전류 값을 비교하여, 상기 측정된 온도에서 상기 인버터로부터 출력 가능한 최대 전류가 출력되어 상기 모터에 제공되도록 제어하는 제어부;를 포함하는 차량용 인버터 시스템.an inverter including a plurality of switching elements and converting energy stored in the battery into AC power;
a motor driven by receiving the AC power converted by the inverter;
a temperature measurement unit to measure temperatures of the inverter and the motor;
a storage unit storing current information outputtable from the inverter at a specific temperature and current information necessary for the motor to output maximum torque at a specific temperature; and
Based on the information stored in the storage unit, the current value required for the motor to output the maximum torque at the temperature measured through the temperature measuring unit is compared with the maximum current value that the inverter can output at the measured temperature, and a control unit for controlling the maximum current output from the inverter to be provided to the motor at the set temperature. 청구항 1에 있어서, 상기 제어부는,
상기 측정된 온도에서 상기 인버터로부터 출력 가능한 최대 전류가 상기 측정된 온도에서 상기 모터가 최대 토크를 출력하기 위해 필요한 전류 보다 크거나 같으면, 상기 측정된 온도에서 상기 인버터로부터 출력 가능한 최대 전류가 모터에 제공되도록 하는 것을 특징으로 하는 차량용 인버터 시스템.The method according to claim 1, wherein the control unit,
If the maximum current that can be output from the inverter at the measured temperature is greater than or equal to the current required for the motor to output maximum torque at the measured temperature, the maximum current that can be output from the inverter at the measured temperature is provided to the motor. Inverter system for a vehicle, characterized in that to be. 청구항 1에 있어서, 상기 제어부는,
상기 측정된 온도에서 상기 인버터로부터 출력 가능한 최대 전류가 상기 측정된 온도에서 상기 모터가 최대 토크를 출력하기 위해 필요한 전류 보다 작으면, 하기 수학식에 따라 상기 측정된 온도에서 출력 가능한 모터의 최대 토크를 조정하며, 상기 측정된 온도에서 상기 인버터로부터 출력 가능한 최대 전류를 통해 상기 조정된 최대 토크가 발생되도록 하는 것을 특징으로 하는 차량용 인버터 시스템.
[수학식]
Tq_limit = Tq_max X Imax_limit / Im
여기서, Tq_limit은 조정된 모터의 최대 토크, Tq_max는 측정된 온도에서 출력 가능한 모터의 최대 토크, Im은 측정된 온도에서 최대 토크를 출력하기 위해 필요한 최대 전류, Imax_limit는 측정된 온도에서 인버터로부터 출력 가능한 최대 전류를 의미한다.The method according to claim 1, wherein the control unit,
If the maximum current that can be output from the inverter at the measured temperature is smaller than the current required for the motor to output maximum torque at the measured temperature, the maximum torque of the motor that can be output at the measured temperature according to the following equation and controlling the adjusted maximum torque through a maximum current that can be output from the inverter at the measured temperature.
[mathematical expression]
Tq_limit = Tq_max X Imax_limit / Im
Here, Tq_limit is the maximum torque of the adjusted motor, Tq_max is the maximum torque of the motor that can be output at the measured temperature, Im is the maximum current required to output the maximum torque at the measured temperature, and Imax_limit is the maximum output power from the inverter at the measured temperature. means maximum current. (1) 온도 측정부를 통해 인버터 및 모터의 온도를 측정하는 단계;
(2) 저장부에 기 저장된 정보를 바탕으로, 상기 측정된 온도에서 상기 모터가 최대 토크를 출력하기 위해 필요한 전류 값과 상기 측정된 온도에서 상기 인버터의 출력 가능한 최대 전류 값을 비교하는 단계; 및
(3) 비교 결과에 따라 상기 측정된 온도에서 상기 인버터로부터 최대 전류가 출력되어 상기 모터에 제공되도록 제어하는 단계;를 포함하는 차량용 인버터 시스템 제어방법.(1) measuring the temperature of the inverter and the motor through a temperature measuring unit;
(2) comparing a current value required for the motor to output maximum torque at the measured temperature with a maximum current value that the inverter can output at the measured temperature based on information pre-stored in a storage unit; and
(3) controlling so that maximum current is output from the inverter at the measured temperature and provided to the motor according to the comparison result; 청구항 4에 있어서,
상기 단계 (1) 이전에,
(0) 특정 온도에서 상기 인버터로부터 출력 가능한 전류 정보 및 특정 온도에서 상기 모터가 최대 토크를 출력하기 위해 필요한 최대 전류정보를 저장하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 인버터 시스템 제어방법.The method of claim 4,
Before step (1) above,
(0) storing current information outputtable from the inverter at a specific temperature and maximum current information required for the motor to output maximum torque at a specific temperature; 청구항 4에 있어서,
상기 단계 (2) 이후에,
상기 측정된 온도에서 상기 인버터로부터 출력 가능한 최대 전류가 상기 측정된 온도에서 상기 모터가 최대 토크를 출력하기 위해 필요한 전류 보다 크거나 같으면, 상기 측정된 온도에서 상기 인버터로부터 출력 가능한 최대 전류가 상기 모터에 제공되도록 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 인버터 시스템 제어방법.The method of claim 4,
After step (2) above,
If the maximum current that can be output from the inverter at the measured temperature is greater than or equal to the current required for the motor to output maximum torque at the measured temperature, the maximum current that can be output from the inverter at the measured temperature is A vehicle inverter system control method further comprising the step of providing. 청구항 4에 있어서,
상기 단계 (2) 이후에,
상기 측정된 온도에서 상기 인버터로부터 출력 가능한 최대 전류가 상기 측정된 온도에서 상기 모터가 최대 토크를 출력하기 위해 필요한 전류 보다 작으면, 하기 수학식에 따라 상기 측정된 온도에서 출력 가능한 모터의 최대 토크를 조정하며, 상기 측정된 온도에서 상기 인버터로부터 출력 가능한 최대 전류를 통해 상기 조정된 최대 토크가 발생되도록 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 인버터 시스템 제어방법.
[수학식]
Tq_limit = Tq_max X Imax_limit / Im
여기서, Tq_limit은 조정된 모터의 최대 토크, Tq_max는 측정된 온도에서 출력 가능한 모터의 최대 토크, Im은 측정된 온도에서 최대 토크를 출력하기 위해 필요한 최대 전류, Imax_limit는 측정된 온도에서 인버터로부터 출력 가능한 최대 전류를 의미한다.The method of claim 4,
After step (2) above,
If the maximum current that can be output from the inverter at the measured temperature is smaller than the current required for the motor to output maximum torque at the measured temperature, the maximum torque of the motor that can be output at the measured temperature according to the following equation and controlling the adjusted maximum torque to be generated through a maximum current outputtable from the inverter at the measured temperature.
[mathematical expression]
Tq_limit = Tq_max X Imax_limit / Im
Here, Tq_limit is the maximum torque of the adjusted motor, Tq_max is the maximum torque of the motor that can be output at the measured temperature, Im is the maximum current required to output the maximum torque at the measured temperature, and Imax_limit is the maximum torque that can be output from the inverter at the measured temperature. means maximum current.
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