KR102659245B1

KR102659245B1 - 차량용 인버터 시스템

Info

Publication number: KR102659245B1
Application number: KR1020180133265A
Authority: KR
Inventors: 김범식; 정진환; 신상철; 장지웅; 장기영; 이기종
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아 주식회사
Priority date: 2018-11-02
Filing date: 2018-11-02
Publication date: 2024-04-22
Also published as: US20200144954A1; CN111146999A; EP3647106A1; US10771005B2; KR20200051860A

Abstract

본 발명에 따른 차량용 인버터 시스템은, 전기 에너지를 저장하는 에너지 저장장치; 복수의 제1 스위칭 소자를 포함하며, 상기 에너지 저장장치에 저장된 에너지를 교류 전력으로 변환하는 제1 인버터; 상기 제1 스위칭 소자와 다른 종류의 복수의 제2 스위칭 소자를 포함하고, 상기 에너지 저장장치에 상기 제1 인버터와 병렬관계로 연결되며, 상기 에너지 저장장치에 저장된 에너지를 교류 전력으로 변환하는 제2 인버터; 상기 제1 인버터 및 제2 인버터에서 변환된 교류 전력을 제공받아 구동되는 모터; 상기 제1 인버터 및 상기 제2 인버터와 상기 모터 사이에 위치하며 상기 모터로 입력되는 전류를 센싱하는 전류 센서; 및 상기 모터의 구동을 제어하기 위한 PWM(Pulse-Width Modulation) 신호를 생성하고, 상기 센싱된 전류에 기반하여 상기 제1 인버터 및 상기 제2 인버터와 상기 모터 사이에서의 고장발생 위치를 판단하며, 고장발생 위치에 따라 상기 제1 인버터 또는 상기 제2 인버터에 의해 상기 모터가 구동되도록 하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

차량용 인버터 시스템{INVERTER SYSTEM FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 인버터 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 출력 요구량에 따라 인버터를 구동시켜 효율 및 출력을 향상시키며, 인버터의 고장 시 림프홈 모드에 따라 차량이 주행하도록 하는 차량용 인버터 시스템에 관한 것이다.

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.

한편, 도 1에 도시된 바와 같이 고출력을 내기 위한 종래의 차량용 인버터 시스템을 살펴보면, 고출력을 내기 위해 복수의 스위칭 소자(S1-S6)들을 병렬로 연결하여 모터를 구동시켰다. 하지만, 종래의 인버터 시스템에서 복수의 스위칭 소자들을 모터에 병렬로 연결함으로써 고출력을 낼 수는 있었으나, 모터의 출력요구량이 상대적으로 적은 연비운전 모드 시에는 스위칭 소자들에 과도한 스위칭 및 도통 손실이 발생하여 전체적으로 차량의 연비가 저하되는 한계점이 있었다. 아울러, 종래의 차량용 인버터 시스템에서는 모터와 인버터 사이에 단선 등의 고장이 발생할 시, 림프홈(Limp home) 구동이 불가능하다는 한계점이 있었다.

KR 10-2011-0105034 A1

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 모터의 출력량에 기반하여 제1 인버터와 제2 인버터의 온/오프 시점을 다르게 제어함으로써, 차량의 효율 및 출력을 향상시킬 수 있고 스위칭 손실 감소시킬 수 있으며, 모터와 인버터 사이에 단선 등의 고장이 발생할 시 림프홈 구동으로 차량의 주행을 유지할 수 있는 차량용 인버터 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량용 인버터 시스템은, 전기 에너지를 저장하는 에너지 저장장치; 복수의 제1 스위칭 소자를 포함하며, 상기 에너지 저장장치에 저장된 에너지를 교류 전력으로 변환하는 제1 인버터; 상기 제1 스위칭 소자와 다른 종류의 복수의 제2 스위칭 소자를 포함하고, 상기 에너지 저장장치에 상기 제1 인버터와 병렬관계로 연결되며, 상기 에너지 저장장치에 저장된 에너지를 교류 전력으로 변환하는 제2 인버터; 상기 제1 인버터 및 제2 인버터에서 변환된 교류 전력을 제공받아 구동되는 모터; 상기 제1 인버터 및 상기 제2 인버터와 상기 모터 사이에 위치하며 상기 모터로 입력되는 전류를 센싱하는 전류 센서; 및 상기 모터의 구동을 제어하기 위한 PWM(Pulse-Width Modulation) 신호를 생성하고, 상기 센싱된 전류에 기반하여 상기 제1 인버터 및 상기 제2 인버터와 상기 모터 사이에서의 고장발생 위치를 판단하며, 고장발생 위치에 따라 상기 제1 인버터 또는 상기 제2 인버터에 의해 상기 모터가 구동되도록 하는 제어부를 포함할 수 있다.

상기 제어부는,

상기 제1 인버터와 상기 모터 사이에서 고장이 발생하였다고 판단하면, 상기 제2 인버터에 의해 상기 모터가 구동되도록 하고, 상기 제2 인버터와 상기 모터 사이에서 고장이 발생하였다고 판단하면, 상기 제1 인버터에 의해 상기 모터가 구동되도록 할 수 있다.

상기 제어부는,

상기 제1 인버터 및 상기 제2 인버터와 상기 모터 사이에서 고장이 발생하지 않았다고 판단하면, 상기 모터의 출력 요구량에 기반하여 상기 제1 인버터 및 상기 제2 인버터의 구동을 제어할 수 있다.

상기 제어부는,

상기 모터의 출력 요구량이 사전 설정된 기준보다 작은 경우, 상기 제1 스위칭 소자를 제어하여 상기 제1 인버터를 구동시킬 수 있다.

상기 제어부는,

상기 모터의 출력 요구량이 사전 설정된 기준보다 큰 경우, 상기 제2 스위칭 소자를 제어하여 상기 제2 인버터를 구동시킬 수 있다.

상기 제어부는,

상기 모터의 출력 요구량이 사전 설정된 기준보다 큰 경우, 상기 제1 스위칭 소자가 상기 제2 스위칭 소자보다 먼저 턴온되고, 상기 제2 스위칭 소자보다 나중에 턴오프되도록 상기 PWM 신호를 변환한 제1 PWM 신호를 상기 제1 인버터에 입력할 수 있다.

상기 제어부는,

상기 모터의 출력 요구량이 사전 설정된 기준보다 큰 경우, 상기 제2 스위칭 소자가 상기 제1 스위칭 소자보다 나중에 턴온되고, 상기 제1 스위칭 소자보다 먼저 턴오프되도록 상기 PWM 신호를 변환한 제2 PWM 신호를 상기 제2 인버터에 입력할 수 있다.

상기 제1 스위칭 소자는 SiC-FET(실리콘 카바이드-전계효과 트랜지스터)이고, 상기 제2 스위칭 소자는 Si-IGBT(실리콘-절연형 게이트 타입 바이폴라 트랜지스터)일 수 있다.

상기 제1 인버터는 상기 제2 인버터보다 스위칭 및 도통손실이 작을 수 있다.

상기 제1 인버터는 상기 모터 구동을 위한 정격 출력이 상기 제2 인버터보다 작을 수 있다.

상기 모터는 상기 모터의 요구 출력에 따라 상기 제1 인버터에 의해 변환된 전력 또는 상기 제2 인버터에 의해 변환된 전력을 선택적으로 제공받거나, 상기 제1 인버터에 의해 변환된 전력 및 상기 제2 인버터에 의해 변환된 전력을 동시에 제공받아 동작하는 단일 모터일 수 있다.

상기 모터는 상기 제1 인버터에 의해 변환된 전력을 제공받아 구동되는 제1 모터 및 상기 제2 인버터에 의해 변환된 전력을 제공받아 구동되는 제2 모터를 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 모터의 출력량에 기반하여 제1 인버터와 제2 인버터의 온/오프 시점을 다르게 제어함으로써, 차량의 효율 및 출력을 향상시킬 수 있고, 스위칭 손실을 감소시킬 수 있다..

아울러, 모터와 인버터 사이에 단선 등의 고장이 발생할 시 림프홈 구동으로 차량의 주행을 유지시킬 수 있다.

도 1은 종래의 인버터 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 인버터 시스템을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 인버터 시스템에서, 제1 인버터 및 제2 인버터와 모터 사이에서의 고장발생 위치에 따라 제1 인버터 또는 제2 인버터에 의해 모터가 구동되는 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 인버터 시스템에서, 모터의 출력 요구량이 사전 설정된 기준보다 큰 경우, 제1 인버터 및 제2 인버터에 입력되는 PWM 신호를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 인버터 시스템을 도시한 도면이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량용 인버터 시스템에 대해 살펴본다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 인버터 시스템을 도시한 도면이고, 도 3은 제1 인버터 및 제2 인버터와 모터 사이에서의 고장발생 위치에 따라 제1 인버터 또는 제2 인버터에 의해 모터가 구동되는 흐름을 나타내는 흐름도이며, 도 4는 모터의 출력 요구량이 사전 설정된 기준보다 큰 경우, 제1 인버터 및 제2 인버터에 입력되는 PWM 신호를 도시한 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 인버터 시스템은, 에너지 저장장치(100), 제1 인버터(200), 제2 인버터(300), 모터(M), 제어부(400) 및 전류 센서(500)를 포함하여 구성될 수 있다. 이하에서는, 본 발명에 따른 차량용 인버터 시스템의 세부 구성에 대해 상세히 설명하기로 한다.

에너지 저장 장치(100)는 전기 에너지를 저장하며, 모터(M)를 구동시키는 전기 에너지를 제공하는 역할을 한다. 실시예에 따라, 에너지 저장 장치(100)는 차량의 모터를 구동시키기 위한 전기 에너지를 저장 및 제공하는 배터리일 수 있다. 하지만, 이는 일실시예일 뿐, 슈퍼커패시터 등을 포함하여 차량의 모터를 구동시키기 위한 전기 에너지를 저장 및 제공하는 역할을 할 수 있다면 다양한 장치가 본 발명의 에너지 저장 장치로 사용될 수 있다.

제1 인버터(200)는 복수의 제1 스위칭 소자(210)를 포함하여, 에너지 저장장치(100)에 저장된 에너지를 교류 전력으로 변환하는 역할을 한다. 여기서, 복수의 제1 스위칭 소자(210)들은 도 2에 도시된 바와 같이 서로 병렬연결되며, 병렬연결된 제1 스위칭 소자(210)의 복수의 출력단은 모터의 상에 각각 연결될 수 있다. 아울러, 제1 인버터(200) 내의 복수의 제1 스위칭 소자(210)는 에너지 저장장치(100)로부터 전달된 직류 전력을 교류 전력으로 변환시킬 수 있는데, 인버터를 통해 직류 전력이 교류 전력으로 변환하는 것은 기 공지된 기술이므로 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

한편, 제1 스위칭 소자는 SiC-FET(실리콘 카바이드-전계효과 트랜지스터)일 수 있다. 본 발명에서 제1 스위칭 소자로 SiC-FET를 사용하는 이유는 SiC FET가 Si-IGBT 보다 저부하에서 스위칭 손실 및 도통 손실이 상대적으로 매우 작기 때문이다. 즉, 모터 출력 요구량이 작은 경우 SiC-FET를 포함하는 제1 인버터(200)를 통해 모터(M)를 구동시킴으로써, 스위칭 손실 및 도통 손실을 줄이고 그에 따라 전체적인 차량 연비를 향상시킬 수 있다

한편, 제1 스위칭 소자(210)로 이루어진 제1 인버터(200)는 추후 설명할 제2 인버터(300) 보다 스위칭 및 도통 손실이 작을 수 있다. 아울러, 제1 인버터(200)는 모터 구동을 위한 정격 출력이 제2 인버터(300)보다 작을 수 있다.

제2 인버터(300)는 제1 스위칭 소자(210)와 다른 종류의 복수의 제2 스위칭 소자(310)를 포함하며, 에너지 저장 장치(100)에 저장된 에너지를 교류 전력으로 변환하는 역할을 한다. 여기서, 복수의 제2 스위칭 소자(310)들은 도 2에 도시된 바와 같이 서로 병렬연결되며, 병렬연결된 제2 스위칭 소자(310)의 복수의 출력단은 모터의 상에 각각 연결될 수 있다. 아울러, 제2 인버터(200)는 에너지 저장 장치(100)에 제1 인버터(200)와 병렬 관계로 연결될 수 있다.

또한, 제2 인버터(300) 내의 복수의 제2 스위칭 소자(310)는 추후 설명할 제어부(400)에 의해 온/오프되면서 에너지 저장 장치(100)로부터 전달된 직류 전력을 교류 전력으로 변환시킬 수 있다. 인버터를 통해 직류 전력이 교류 전력으로 변환하는 것은 기 공지된 기술이므로 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

한편, 제2 스위칭 소자(310)는 Si-IGBT(실리콘-절연형 게이트 타입 바이폴라 트랜지스터)일 수 있다. 본 발명에서는 제2 스위칭 소자(310)인 Si-IGBT를 병렬 연결하고, 모터의 출력 요구량이 높은 고출력 모드 시에 Si-IGBT를 포함하는 제2 인버터(300)를 통해 모터(M)를 구동시킴으로써, 고출력이 출력되도록 할 수 있다. 이하 상세한 설명에서는 설명의 편의를 위해 제1 스위칭 소자(210)는 SiC-FET 소자이며, 제2 스위칭 소자(310)는 Si-IGBT 소자인 것으로 가정하여 설명하기로 한다.

모터(M)는 제1 인버터(200) 및 제2 인버터(300)를 통해 변환된 교류 전력을 제공받아 구동될 수 있다. 즉, 모터(M)는 제1 인버터(200) 및 제2 인버터(300)를 통해 제공받은 전력을 통해 구동되어 차량을 구동시킬 수 있다.

전류 센서(500)는 도 2에 도시된 바와 같이 제1 인버터(200) 및 제2 인버터(300)와 모터(M) 사이에 위치하며 모터(M)로 입력되는 전류를 센싱할 수 있다. 구체적으로, 전류 센서(500)는 병렬 연결된 제1 스위칭 소자(210)의 복수의 출력단과 모터의 각 상 사이에 위치할 수 있으며, 병렬 연결된 제2 스위칭 소자(310)의 복수의 출력단과 모터의 각 상 사이에 위치할 수 있다. 즉, 전류 센서(500)는 병렬 연결된 제1 스위칭 소자(210) 및 제2 스위칭 소자(310)의 출력단에서 모터의 각 상으로 입력되는 전류를 센싱할 수 있다.

제어부(400)는 모터(M)의 구동을 제어하기 위한 PWM(Pulse-Width Modulation) 신호를 생성할 수 있다. 여기서, 제어부(400)는 모터(M)의 출력 전류를 피드백 받고, 모터(M)의 해당 출력 전류와 전류 지령을 비교하여, 모터(M)의 출력 전류가 해당 전류 지령을 추종할 수 있도록 PWM 신호를 생성할 수 있다.

또한, 제어부(400)는 전류 센서(500)에서 센싱된 전류에 기반하여 제1 인버터(200) 및 제2 인버터(300)와 모터(M) 사이에서의 고장발생 위치를 판단할 수 있다. 이때, 제어부(400)는 전류 센서(500)를 통해 특정 위치에서 전류가 센싱되지 않을 시 해당 위치에서 단선 등의 고생이 발생했다고 판단할 수 있다. 아울러, 제어부(400)는 고장발생 위치가 판단되면, 고장발생 위치에 따라 제1 인버터(200) 또는 제2 인버터(300)에 의해 모터(M)가 구동되도록 할 수 있다.

도 3을 참조하여 설명하면, 예를 들어 제1 인버터(200)와 모터(M) 사이에서 전류 센싱이 되지 않은 경우, 제어부(400)는 제1 인버터(200)와 모터(M) 사이에서 고장이 발생하였다고 판단하여 해당 제1 인버터(200)를 미작동시키며, 해당 제1 인버터(200)와 병렬 연결된 제2 인버터(300)에 의해 모터(M)가 구동되도록 할 수 있다. 반대로, 제2 인버터(300)와 모터(M) 사이에서 전류 센싱이 되지 않은 경우, 제어부(400)는 제2 인버터(300)와 모터(M) 사이에서 고장이 발생하였다고 판단하여, 해당 제2 인버터(300)를 미작동시키며, 해당 제2 인버터(300)와 병렬 연결된 제1 인버터(200)에 의해 모터(M)가 구동되도록 할 수 있다.

이처럼, 본 발명에서는 인버터와 모터 사이에 단선 등의 고장이 발생하였을 시, 상술한 방식에 따라 림프홈 모드로 차량의 주행을 유지시킴으로써, 고장 수리를 위한 서비스 센터까지 차량의 입고가 가능하도록 할 수 있다.

한편, 제어부(400)는 제1 인버터(200) 및 제2 인버터(300)와 모터(M) 사이에서 고장이 발생하지 않았다고 판단하면, 모터(M)의 출력 요구량에 기반하여 제1 인버터(200) 및 제2 인버터(300)의 구동을 제어할 수 있다. 여기서, 모터(M)의 출력 요구량은 차량의 출력 요구량일 수 있다. 다시 말해, 제어부(400)는 차량의 출력 요구량이 상대적으로 작은 연비모드 운전 시와 차량의 출력 요구량이 상대적으로 높은 스포츠 모드 또는 고출력 모드 시에 따라 제1 인버터(200) 및 제2 인버터(300) 중 적어도 하나 이상을 구동시켜 모터(M)를 구동시킬 수 있다.

보다 구체적으로, 제어부(400)는 모터(M)의 출력 요구량이 사전 설정된 기준보다 작은 경우, 즉 차량의 출력 요구량이 상대적으로 작은 연비모드 시에, 제1 스위칭 소자(210)에 PWM 신호를 입력하여 제1 인버터(200)를 구동시킬 수 있다. 다시 말해, 모터(M)의 출력 요구량이 사전 설정된 기준보다 작은 경우, 제어부(400)는 에너지 저장 장치(100)로부터 제공되는 전기 에너지가 제1 인버터(200)를 통해 교류 전력으로 변환되어 모터(M)에 전달되도록 함으로써, 전체적인 차량 연비를 향상시킬 수 있다.

아울러, 제어부(400)는 모터(M)의 출력 요구량이 사전 설정된 기준보다 큰 경우, 즉 차량의 출력 요구량이 큰 스포츠 모드 또는 고출력 모드 시에, 제2 스위칭 소자(310)에 PWM 신호를 입력하여 제2 인버터(300)를 구동시킬 수 있다. 다시 말해, 모터(M)의 출력 요구량이 사전 설정된 기준보다 높은 경우, 제어부(400)는 에너지 저장 장치(100)로부터 제공되는 전기 에너지가 제2 인버터(300)를 통해 교류 전력으로 변환되어 모터(M)에 전달되도록 함으로써, 고출력이 출력되도록 할 수 있다.

한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 제어부(400)는 모터(M)의 출력 요구량이 사전 설정된 기준보다 큰 경우, 제1 스위칭 소자(210)가 제2 스위칭 소자(310)보다 먼저 턴온되고, 제2 스위칭 소자(310)보다 나중에 턴오프되도록 PWM 신호를 변환한 제1 PWM 신호를 제1 인버터(200)에 입력할 수 있다. 아울러, 제어부(400)는 모터(M)의 출력 요구량이 사전 설정된 기준 보다 큰 경우, 제2 스위칭 소자(310)가 제1 스위칭 소자(210)보다 나중에 턴온되고, 제1 스위칭 소자(210)보다 먼저 턴오프되도록 PWM 신호를 변환한 제2 PWM 신호를 제2 인버터(300)에 입력할 수 있다.

이처럼, 본 발명에서는 모터(M)의 출력 요구량이 사전 설정된 기준보다 큰 경우, 제1 스위칭 소자(210)가 제2 스위칭 소자(310)보다 먼저 턴온되고, 제2 스위칭 소자(310)보다 나중에 턴오프되도록 PWM 신호를 변환하여 각 인버터에 입력해줌으로써, 각 인버터의 스위칭 소자들의 스위칭 손실을 감소시킬 수 있다.

한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 모터(M)는, 모터의 출력 요구량에 따라 제1 인버터(200)에 의해 변환된 전력 또는 제2 인버터(300)에 의해 변환된 전력을 제어부(400)에 의해 선택적으로 제공받거나, 제1 인버터(200)에 의해 변환된 전력 및 제2 인버터(300)에 의해 변환된 전력을 동시에 제공받아 동작하는 단일 모터일 수 있다. 구체적으로, 실시예에 따라 도 2에 도시된 바와 같이 모터(M)가 3상 모터인 경우, 제1 인버터(200) 및 제2 인버터(300)의 각각의 출력단은 모터(M)의 각각의 상 a,b,c에 공통으로 연결될 수 있다. 이와 같은 경우, 모터의 출력 요구량이 사전 설정된 기준 보다 작은 경우, 제어부(400)는 제1 스위칭 소자(210)를 제어하여 제1 인버터(200)가 구동되도록 함으로써 모터(M)가 구동되도록 할 수 있다. 아울러, 모터의 출력 요구량이 사전 설정된 기준 보다 큰 경우, 제어부(400)는 제2 스위칭 소자(310)를 제어하여 제2 인버터(300)가 구동되도록 하거나 제1 스위칭 소자(210) 및 제2 스위칭 소자(310)를 제어하여 제1 인버터(200) 및 제2 인버터(300)가 구동되도록 함으로써 모터(M)가 구동되도록 할 수 있다.

한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따라 모터는 제1 인버터(200)에 의해 변환된 전력을 제공받아 구동되는 제1 모터(600) 및 제2 인버터(300)에 의해 변환된 전력을 제공받아 구동되는 제2 모터(700)를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 도 5에 도시된 바와 같이 모터가 제1 모터(600) 및 제2 모터(700)로 구성된 경우, 제1 인버터(200)의 출력단은 제1 모터(600)의 각각의 상 a,b,c에 각각 연결될 수 있고, 제2 인버터(300)의 출력단은 제2 모터(700)의 각각의 상 a,b,c에 각각 연결될 수 있다. 이와 같은 경우, 모터의 출력 요구량이 사전 설정된 기준보다 작은 경우, 제어부(400)는 제1 스위칭 소자(210)를 제어하여 제1 인버터(200)가 구동되도록 함으로써 제1 모터(600)가 구동되도록 할 수 있다. 아울러, 모터의 출력 요구량이 사전 설정된 기준 보다 큰 경우, 제어부(400)는 제2 스위칭 소자(310)를 제어하여 제2 인버터(300)가 구동되도록 함으로써 제2 모터(700)가 구동되도록 할 수 있다.

B: 에너지 저장 장치 C: 커패시터
S1 - S6: 스위칭 소자 M: 모터
100: 에너지 저장 장치 200: 제1 인버터
210: 제1 스위칭 소자 300: 제2 인버터
310: 제2 스위칭 소자 400: 제어부
500: 전류 센서
600: 제1 모터 700: 제2 모터

Claims

전기 에너지를 저장하는 에너지 저장장치;
복수의 제1 스위칭 소자를 포함하며, 상기 에너지 저장장치에 저장된 에너지를 교류 전력으로 변환하는 제1 인버터;
상기 제1 스위칭 소자와 다른 종류의 복수의 제2 스위칭 소자를 포함하고, 상기 에너지 저장장치에 상기 제1 인버터와 병렬관계로 연결되며, 상기 에너지 저장장치에 저장된 에너지를 교류 전력으로 변환하는 제2 인버터;
상기 제1 인버터 및 제2 인버터에서 변환된 교류 전력을 제공받아 구동되는 모터;
상기 제1 인버터 및 상기 제2 인버터와 상기 모터 사이에 위치하며 상기 모터로 입력되는 전류를 센싱하는 전류 센서; 및
상기 모터의 구동을 제어하기 위한 PWM(Pulse-Width Modulation) 신호를 생성하고, 상기 센싱된 전류에 기반하여 상기 제1 인버터 및 상기 제2 인버터와 상기 모터 사이에서의 고장발생 위치를 판단하며, 고장발생 위치에 따라 상기 제1 인버터 또는 상기 제2 인버터에 의해 상기 모터가 구동되도록 하는 제어부를 포함하되,
상기 제어부는,
상기 제1 인버터 및 상기 제2 인버터와 상기 모터 사이에서 고장이 발생하지 않았다고 판단하면, 상기 모터의 출력 요구량과 사전 설정된 기준의 비교 결과에 기반하여 상기 제1 인버터 및 상기 제2 인버터의 구동을 제어하되, 상기 모터의 출력 요구량이 상기 사전 설정된 기준보다 작은 경우, 상기 제1 스위칭 소자를 제어하여 상기 제1 인버터를 구동시키는 것을 특징으로 하는 차량용 인버터 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 제어부는,
상기 제1 인버터와 상기 모터 사이에서 고장이 발생하였다고 판단하면, 상기 제2 인버터에 의해 상기 모터가 구동되도록 하고, 상기 제2 인버터와 상기 모터 사이에서 고장이 발생하였다고 판단하면, 상기 제1 인버터에 의해 상기 모터가 구동되도록 하는 것을 특징으로 하는 차량용 인버터 시스템.
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청구항 1에 있어서, 상기 제어부는,
상기 모터의 출력 요구량이 상기 사전 설정된 기준보다 큰 경우, 상기 제2 스위칭 소자를 제어하여 상기 제2 인버터를 구동시키는 것을 특징으로 하는 차량용 인버터 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 제어부는,
상기 모터의 출력 요구량이 상기 사전 설정된 기준보다 큰 경우, 상기 제1 스위칭 소자가 상기 제2 스위칭 소자보다 먼저 턴온되고, 상기 제2 스위칭 소자보다 나중에 턴오프되도록 상기 PWM 신호를 변환한 제1 PWM 신호를 상기 제1 인버터에 입력하는 것을 특징으로 하는 차량용 인버터 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 제어부는,
상기 모터의 출력 요구량이 상기 사전 설정된 기준보다 큰 경우, 상기 제2 스위칭 소자가 상기 제1 스위칭 소자보다 나중에 턴온되고, 상기 제1 스위칭 소자보다 먼저 턴오프되도록 상기 PWM 신호를 변환한 제2 PWM 신호를 상기 제2 인버터에 입력하는 것을 특징으로 하는 차량용 인버터 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 스위칭 소자는 SiC-FET(실리콘 카바이드-전계효과 트랜지스터)이고, 상기 제2 스위칭 소자는 Si-IGBT(실리콘-절연형 게이트 타입 바이폴라 트랜지스터)인 것을 특징으로 하는 차량용 인버터 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 인버터는 상기 제2 인버터보다 스위칭 및 도통손실이 작은 것을 특징으로 하는 차량용 인버터 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 인버터는 상기 모터 구동을 위한 정격 출력이 상기 제2 인버터보다 작은 것을 특징으로 하는 차량용 인버터 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 모터는 상기 모터의 요구 출력에 따라 상기 제1 인버터에 의해 변환된 전력 또는 상기 제2 인버터에 의해 변환된 전력을 선택적으로 제공받거나, 상기 제1 인버터에 의해 변환된 전력 및 상기 제2 인버터에 의해 변환된 전력을 동시에 제공받아 동작하는 단일 모터인 것을 특징으로 하는 차량용 인버터 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 모터는 상기 제1 인버터에 의해 변환된 전력을 제공받아 구동되는 제1 모터 및 상기 제2 인버터에 의해 변환된 전력을 제공받아 구동되는 제2 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 인버터 시스템.