KR20100051183A - Inveter system for emergency driving of vehicle and method for converting voltage modulation of inverter - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 차량의 비상운전을 위한 인버터 장치 및 전압 변조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연료전지 차량, 하이브리드 차량, 전기 자동차와 같이 구동모터로서 작동하는 전기적 차량에 있어서, 인가되는 고전압의 직류전압을 이용하는 구동모터 제어용 인버터의 대전력 소자(IGBT 파워모듈)가 손상되는 경우 차량의 운행 불가 상황에 대비하여, 인버터에 적용되는 3개의 IGBT 파워모듈 중 하나가 고장나더라도, 비상운행이 가능하도록 작동할 수 있는 차량의 비상운전을 위한 인버터 장치 및 전압 변조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an inverter device and a voltage modulation method for emergency driving of a vehicle. More particularly, the present invention relates to a high voltage DC voltage applied in an electric vehicle operating as a driving motor such as a fuel cell vehicle, a hybrid vehicle, and an electric vehicle. If the large power device (IGBT power module) of the drive motor control inverter is damaged, the emergency operation is possible even if one of the three IGBT power modules applied to the inverter fails in preparation for the inability to drive the vehicle. The present invention relates to an inverter device and a voltage modulation method for emergency driving of a vehicle.
최근 에너지 문제에 관한 관심이 높아지고 있으며, 특히 자동차 분야에서 내연기관 자동차를 대체할 수 있는 것으로 하이브리드 차량, 연료전지 차량, 전기 자동차 등이 주목받고 있다. 이러한 차량들은 엔진 이외에 차량을 구동시킬 수 있는 장치로서 구동모터를 포함하며, 생성·저장된 전기 에너지를 이용하여 구동 모터를 구동함으로서 작동되는 데, 이 경우 구동모터로 인가되는 직류전원을 교류전원으로 바꿔주기 위하여 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor: 절연 게이트형 양극성 트랜지스터)를 포함하는 인버터를 구비하도록 구성된다.Recently, interest in energy issues is increasing, and particularly, hybrid vehicles, fuel cell vehicles, and electric vehicles are drawing attention as an alternative to internal combustion engine vehicles in the automobile field. These vehicles include a driving motor as a device capable of driving the vehicle in addition to the engine, and is operated by driving the driving motor by using the generated and stored electric energy. In this case, the DC power applied to the driving motor is changed to AC power. And an inverter including an Insulated Gate Bipolar Transistor (IGBT).
이러한 인버터의 세부 구성을 첨부된 도면을 통하여 구체적으로 살펴보면, 도 1에 도시된 바와 같이, 직류전압을 전원으로 하여 고출력 구동모터를 제어하는 인버터는 차량의 직류전원을 3상 교류전원으로 변환시키는 부품으로써, 고속 스위칭을 위한 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)와 발전시 전류 루프를 구성하는 다이오드로 구성된 IGBT 파워모듈, 고주파 리플전류를 흡수하고 직류 전압을 평활화하기 위한 직류전원단 캐패시터(DC Link Capacitor)를 포함하도록 구성하며, 이러한 구성에 의하여 회전자계를 발생시켜 교류 전동기의 구동력을 얻게 된다.Looking at the detailed configuration of such an inverter in detail through the accompanying drawings, as shown in Figure 1, the inverter for controlling a high output drive motor using a DC voltage as a power component for converting the DC power of the vehicle into a three-phase AC power IGBT power module consisting of Insulated Gate Bipolar Transistor (IGBT) for high-speed switching, diodes forming a current loop during power generation, and DC Link Capacitor for absorbing high frequency ripple current and smoothing DC voltage. It is configured to include, and by this configuration generates a magnetic field to obtain the driving force of the AC motor.
이러한 인버터의 제어 방법과 관련하여, 교류 가변 전압원을 발생시키기 위하여 펄스폭 변조(PWM : Pulse Width Modulation)를 이용한 제어가 효율적이며, 구동 모터 제어용 인버터는 펄스폭 변조에 의해 주로 제어되고 있다. 특히, 3상 인버터의 전압 변조방식과 관련하여, 삼각파 비교 전압 변조 방식(Triangular Comparison Voltage Modulation)과 공간 벡터 전압 변조 방식(Space Vector Voltage Modulation)이 이용되고 있으며, 이 중 인버터에 링크된 직류전압을 최대한 많이 사용할 수 있으며, 삼각파 비교 전압 변조방식(SPWM)에 비해 정상상태에서의 전류 고조파 성분을 크게 억제할 수 있는 공간 벡터 전압변조방식(SVPWM)만을 이용한 전압변조방식이 널리 사용되었다.In relation to the control method of such an inverter, control using pulse width modulation (PWM) is efficient to generate an AC variable voltage source, and an inverter for controlling a drive motor is mainly controlled by pulse width modulation. In particular, in relation to the voltage modulation method of the three-phase inverter, triangular comparison voltage modulation and space vector voltage modulation are used. The voltage modulation method using only the space vector voltage modulation method (SVPWM), which can be used as much as possible, and can significantly suppress the current harmonic component in the steady state, compared to the SPWM, has been widely used.
그러나, 기존의 3상 공간 벡터 전압변조방식(SVPWM)으로 제어되는 인버터 시스템은 고속 스위칭이 가능한 대전력 소자를 이용하여 교류 가변 전압원을 구현하기 용이한 장점이 있으나, 3개의 대전력 소자(IGBT 파워모듈) 중 하나가 고장나는 경우, 차량 구동이 불가능해지게 되는 문제점이 존재하여, 운행 중 고장 발생에 따른 탑승자의 안전 문제가 발생하였다.However, the inverter system controlled by the conventional three-phase space vector voltage modulation method (SVPWM) has the advantage of easily implementing an AC variable voltage source using a large power device capable of high-speed switching, but three large power devices (IGBT power) When one of the modules is broken, there is a problem in that the vehicle cannot be driven, and thus a passenger's safety problem due to a failure during driving occurs.
또한, 상기 인버터에 적용되는 이러한 IGBT 파워모듈의 고장 발생시 수냉을 위한 냉각판에 써멀 컴파운드(Thermal Compound)를 균일하게 발라주어야 하므로, 운전자의 즉각적인 비상 조치가 어려워 이러한 비상 상황시 견인조치가 불가피한 문제가 발생하였다.In addition, since a thermal compound must be uniformly applied to the cooling plate for water cooling in the event of a failure of the IGBT power module applied to the inverter, it is difficult for the driver to immediately take an emergency emergency action. Occurred.
이에 본 발명에서는 연료전지 차량, 하이브리드 차량, 전기 자동차와 같이 구동모터를 갖는 전기적 차량의 구동모터 제어용 인버터에 있어서, 기존의 공간벡터 비교 전압변조방식(SVPWM)에 의하여 구동되는 3상 전압형 인버터의 고장 발생을 대비하여, 고장 발생에 따른 비상시 인버터의 전압 변조 방식을 전환함으로써, 2상의 펄스폭 제어 방식(PWM)에 의하여 비상 운행이 가능하도록 하는 인버터의 전압 변조 방법 및 이러한 방법을 이용하는 차량의 비상운전을 위한 인버터 장치를 제공한다.In the present invention, in the inverter for controlling the drive motor of an electric vehicle having a drive motor, such as a fuel cell vehicle, a hybrid vehicle, an electric vehicle, a three-phase voltage inverter driven by a conventional space vector comparison voltage modulation method (SVPWM) In preparation for a failure, the voltage modulation method of the inverter that enables emergency operation by the two-phase pulse width control method (PWM) by switching the voltage modulation method of the inverter in case of an emergency, and the vehicle emergency using the method Provided is an inverter device for operation.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 다음과 같은 구성을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides the following configuration.
본 발명은 차량의 비상운전을 위한 인버터 장치에 있어서, 3상의 IGBT 파워모듈과, 2분할 구조의 DC 링크 캐패시터와, 상기 2분할 구조의 DC 링크 캐패시터의 중성점과 상기 IGBT 파워모듈의 각 출력단을 연결하는 3상 차단용 릴레이를 포함하며, 상기 IGBT 파워모듈의 고장 시, 2상의 펄스폭 제어(PWM) 방식으로 전환하는 것을 특징으로 하는 차량의 비상운전을 위한 인버터 장치를 제공한다.In the inverter device for emergency operation of the vehicle, a three-phase IGBT power module, a two-part DC link capacitor, a neutral point of the two-part DC link capacitor, and each output terminal of the IGBT power module are connected. It includes a three-phase blocking relay, and when the IGBT power module failure, provides an inverter device for emergency operation of the vehicle, characterized in that switching to two-phase pulse width control (PWM) method.
또한, 상기 IGBT 파워모듈의 고장을 감지하여 해당 모듈에 연결된 차단기를 작동시킴으로써, 고장이 발생한 IGBT 파워모듈을 차단하여 2상의 펄스폭 제어(PWM) 방식으로 전환하도록 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 비상운전을 위한 인버터 장치를 제공한다.In addition, by detecting a failure of the IGBT power module by operating a circuit breaker connected to the module, the control unit for controlling to switch to the two-phase pulse width control (PWM) method by blocking the IGBT power module has a failure An inverter device for emergency operation of a vehicle is provided.
한편, 차량용 인버터의 전압 변조 방법에 있어서, IGBT 파워모듈의 고장을 감지하는 단계와, 상기 고장이 감지된 IGBT 파워모듈에 연결된 대응하는 상의 차단용 릴레이로 고장 신호를 전송하는 단계와, 상기 전송된 신호를 받아 상기 대응하는 상의 차단용 릴레이를 작동시켜 고장이 발생한 상기 IGBT 파워모듈을 차단하는 단계와, 상기 차단된 IGBT 파워모듈을 제외한 나머지 2상의 IGBT 파워모듈에 대한 펄스폭 제어(PWM)로 전환하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 인버터의 전압 변조 방법을 제공한다.On the other hand, in the voltage modulation method of the vehicle inverter, detecting a failure of the IGBT power module, transmitting a failure signal to the blocking relay for the phase connected to the detected IGBT power module, and the transmitted Interrupting the IGBT power module having a failure by receiving a signal and operating the blocking relay for the corresponding phase; and switching to pulse width control (PWM) for the remaining two phase IGBT power modules except the blocked IGBT power module. It provides a voltage modulation method of a vehicle inverter, characterized in that consisting of.
또한, 고장 발생을 운전자에게 표시하고, 출력 최대 상전압의 감소에 따라 출력을 제한하는 비상운전모드로 전환하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 인버터의 전압 변조 방법을 제공한다.In addition, it provides a voltage modulation method for a vehicle inverter, characterized in that it further comprises the step of displaying the occurrence of a fault to the driver, and switching to the emergency operation mode to limit the output in accordance with the reduction of the output maximum phase voltage.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 차량의 비상운전을 위한 인버터 장치 및 이의 전압 변조 방법은 차량의 운행 중 각 대전력 소자(IGBT 파워모듈) 중 일부에 고장이 발생하는 경우에도, 고장이 발생된 해당 모듈을 차단하고 2상의 펄스폭 제어에 의한 비상 운전이 가능하도록 제어함으로써 차량의 안전성을 제고하는 효과가 있다.As described above, the inverter device for emergency driving of the vehicle and the voltage modulation method thereof according to the present invention may be operated even when a failure occurs in some of the IGBT power modules during operation of the vehicle. The safety of the vehicle can be improved by shutting off the module and controlling the two-phase pulse width to enable emergency operation.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에서는 연료전지 차량, 하이브리드 차량, 전기 자동차와 같이 구동모터로서 작동하는 전기적 차량의 비상운전을 위한 인버터 장치에 있어서, 종래 인버터 장치의 DC 링크 캐패시터의 2분할 구조 및 3개의 IGBT 파워모듈 출력단 간을 연결하는 3상 차단용 릴레이를 포함하도록 인버터 장치를 구성한다. 이러한 구성을 통하여 본 발명에서는, IGBT 파워모듈의 고장(Fault)를 감지하여 해당 모듈의 릴레이를 차단하고 기존의 3상 공간 벡터 전압변조방식(SVPWM)에서 2상 펄스폭 제어(PWM)으로 전압변조방식을 전환하도록 제어하여 차량의 구동 모터 제어용 인버터의 고장시 비상운전이 가능한 인버터의 전압 변조 방법을 제공함은 물론, 상기 인버터의 전압 변조 방법에 의하여 제어되는 차량의 비상운전을 위한 인버터 장치를 제공한다.In the present invention for achieving the above object, in the inverter device for the emergency operation of the electric vehicle that operates as a drive motor, such as fuel cell vehicle, hybrid vehicle, electric vehicle, two-divided structure of the DC link capacitor of the conventional inverter device and 3 The inverter device is configured to include a three-phase blocking relay connecting the output stages of two IGBT power modules. Through this configuration, in the present invention, the fault of the IGBT power module is sensed, the relay of the module is blocked, and the voltage is modulated by the 2-phase pulse width control (PWM) from the conventional 3-phase space vector voltage modulation scheme (SVPWM). It provides a voltage modulation method of the inverter capable of emergency operation in the event of a failure of the inverter for controlling the driving motor of the vehicle by controlling to switch the method, and also provides an inverter device for emergency operation of the vehicle controlled by the voltage modulation method of the inverter. .
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
기존의 인버터 구성과 관한 일반적인 회로를 도시하고 있는 도 1에 대하여 아래 식 (1) 내지 식 (3)은 각 상에 해당하는 출력 상전압에 대한 관계식이며, 표 1은 이러한 관계식에 따른 3상 전압형 인버터의 스위칭 상태 및 출력 상전압의 관계를 나타내며, 도 2는 이러한 관계를 도시하고 있는 3상 대칭 공간 벡터 전압변조방식(SVPWM)에 대한 전압벡터도이다.With respect to Fig. 1 showing a general circuit related to the conventional inverter configuration, Equations (1) to (3) below are relational expressions for output phase voltages corresponding to respective phases, and Table 1 shows three-phase voltages according to these relational expressions. Fig. 2 is a voltage vector diagram of a three-phase symmetric space vector voltage modulation scheme (SVPWM) showing such a relationship.
도 1에 도시된 인버터 구성에 대하여, 표 1 및 도 2에 도시된 공간 벡터 전압변조방식(SVPWM)의 전압벡터도를 참조하면, 인버터를 구성하는 3개의 IGBT 파워모듈 중 하나의 IGBT 파워모듈 고장 시 상·하단 IGBT 소자의 스위칭 불능으로 구동모터의 토크를 발생시킬 수 없게 되어, 차량의 운행이 불가능해진다.Referring to the voltage vector diagram of the space vector voltage modulation method (SVPWM) shown in Table 1 and FIG. 2 for the inverter configuration shown in FIG. 1, one of the three IGBT power modules constituting the inverter has failed. The inability to switch between the upper and lower IGBT elements makes it impossible to generate torque for the drive motor, making the vehicle impossible to operate.
즉, a상 스위칭용 IGBT 파워모듈 A 파손시 인버터와 모터의 전류 흐름을 살펴보면 파손된 IGBT 소자의 상·하단 스위칭 불능으로 인하여 전압벡터를 회전시키는 것이 불가능하므로 회전자계를 생성할 수 없다. 따라서, 차량의 구동모터의 토크를 발생시킬 수 없으므로 IGBT 파워모듈 A 파손 시 차량의 운행이 불가능해지므로 견인조치가 불가피해진다.That is, when the current flow of the inverter and the motor is broken when the IGBT power module A for a phase switching is broken, it is impossible to rotate the voltage vector due to the inability to switch between the upper and lower ends of the damaged IGBT element, and thus it is impossible to generate a rotating magnetic field. Therefore, since the torque of the driving motor of the vehicle cannot be generated, the vehicle cannot be operated when the IGBT power module A is damaged, and thus the towing action is inevitable.
또한, IGBT 파워모듈 A의 상단 IGBT가 손상되어 단락(Short Circuit)이 발생했을 경우에는, a상 게이트 신호가 하단 IGBT에 인가됨에 따라 상단 다이오드의 단락이 발생하게 된고, IGBT 파워모듈의 파손 시 3상 SVPWM 제어를 지속할 경우 단락으로 인한 연쇄적인 소자 손상이 발생할 가능성이 있기 때문에 정상 동작하는 IGBT 파워모듈B, C가 있음에도 불구하고 운행이 불가능하게 된다.In addition, when a short circuit occurs because the upper IGBT of the IGBT power module A is damaged, the short circuit of the upper diode occurs as the a-phase gate signal is applied to the lower IGBT. Continued phase SVPWM control can lead to cascading device damage due to short circuits, making it impossible to operate despite the presence of IGBT power modules B and C.
한편, 본 발명에 따른 차량의 비상운전을 위한 인버터 장치의 바람직한 일 구현예는 도 3의 회로도에 도시되어 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량의 비상운전을 위한 인버터 장치는 고전압 직류 전원으로부터의 직류전압을 평활화하고 고주파 리플 전류(ripple current)를 흡수하는 DC링크 캐패시터를 포함하며, 상기 DC 링크 캐패시터는 3개의 대전력 소자(IGBT 파워모듈) 중 하나가 고장날 경우, 2상 펄스폭 제어를 구현할 수 있도록 2개로 분할된 2분할 구조의 DC 링크 캐패시터로 구성하고, 상기 DC 링크 캐패시터는 중성점을 노출시켜 부스바로 연결하도록 구성한다.On the other hand, a preferred embodiment of the inverter device for emergency operation of the vehicle according to the invention is shown in the circuit diagram of FIG. As shown in FIG. 3, an inverter device for emergency operation of a vehicle according to the present invention includes a DC link capacitor that smoothes a DC voltage from a high voltage DC power supply and absorbs a high frequency ripple current. The link capacitor is composed of two-part divided DC link capacitors to implement two-phase pulse width control when one of the three large power devices (IGBT power module) fails, and the DC link capacitor has a neutral point. It is configured to be exposed and connected to the busbar.
이 경우, 본 발명에 따른 차량의 비상운전을 위한 인버터 장치는 각 IGBT 파워모듈의 고장을 감지하여 고장 신호를 제어부로 전송하기 위한 센서부를 포함하도록 구성할 수 있으며, 상기 2분할 구조의 DC 링크 캐패시터의 노출된 중성점에는 고장 발생시, 3상 공간 벡터 전압변조방식(SVPWM)에서 2상의 펄스폭 제어(PWM)로 전환하기 위한 차단기가 연결되고, 상기 차단기는 각 IGBT 파워모듈로 연결시킴으로써 각각의 IGBT 파워모듈을 차단할 수 있도록 구성한다.In this case, the inverter device for emergency operation of the vehicle according to the present invention may be configured to include a sensor unit for detecting a failure of each IGBT power module to transmit a failure signal to the control unit, the DC link capacitor of the two-division structure When the fault occurs, a breaker for switching from 3-phase space vector voltage modulation (SVPWM) to 2-phase pulse width control (PWM) is connected, and the breaker is connected to each IGBT power module to connect each IGBT power. Configure to block the module.
본 발명의 바람직한 실시예에서는, 상기 2분할 구조의 DC 링크 캐패시터의 중성점 및 각각의 IGBT 파워모듈 간에 차단기로써 3상 차단용 릴레이를 연결시켜, 고장 발생 시, 상기 IGBT 파워모듈 입력부의 중성점(n)과 IGBT 파워모듈 출력단과의 전위차를 없애 다이오드를 통한 전류를 차단할 수 있도록 구성한다.In a preferred embodiment of the present invention, the neutral point of the DC link capacitor of the two-segment structure and each of the IGBT power module by connecting a three-phase blocking relay as a circuit breaker, when the failure occurs, the neutral point (n) of the IGBT power module input unit It is configured to cut off the current through the diode by eliminating the potential difference between the output terminal and IGBT power module output.
예를 들면, 본 발명의 차량의 비상운전을 위한 인버터 장치는 종래 인버터 장치와 마찬가지로 정상 상태에서, 3상의 공간 벡터 전압변조방식(SVPWM)에 의하여 정상 제어되며, 이러한 정상 상태에서의 출력 거동은 도 2에 도시된 전압 벡터도에 도시된 바와 같다. 그러나, 도 4에서와 같이, 상기 인버터 장치의 IGBT 파워 모듈 A의 상단 IGBT 소자의 단락(Short Circuit)이 발생하여 파손된 경우, 상술한 바와 같이, a상의 게이트 신호 인가는 나머지 소자들의 연쇄적인 파손을 야기할 수 있으므로 3상 공간 벡터 전압변조방식(SVPWM) 운전은 불가능하며, 이 경우, 비상 운전이 가능하도록 본 발명에서는, 상기 3상 차단용 릴레이가 작동되어 새로운 2상 펄스폭 제어(PWM)로 전환할 수 있도록 구성된다. 따라서, 상기 센서부에서 IGBT 파워모듈 A의 파손을 감지하고, 이에 대한 고장(Fault) 신호를 상기 3상 차단용 릴레이에 입력하게 되면, 상기 3상 차단용 릴레이는 해당 모듈의 릴레이(①)를 'ON'시켜, 접점 a와 중성점(n)을 연결하여 a상의 출력 극전압(Van)을 '0'으로 설정하여, 기존의 3상 공간 벡터 전압변조방식(SVPWM)에서 고장 신호 발생한 상을 제외한 2상의 펄스폭 제어(PWM) 방식으로 전환하도록 구성된다.For example, the inverter device for emergency operation of the vehicle of the present invention is normally controlled by the three-phase space vector voltage modulation method (SVPWM) in a steady state as in the conventional inverter device, and the output behavior in this steady state is shown in FIG. As shown in the voltage vector diagram shown in FIG. However, as shown in FIG. 4, when a short circuit of the upper IGBT element of the IGBT power module A of the inverter device occurs and is broken, as described above, the application of the gate signal on a causes a series of breakage of the remaining elements. Since three-phase space vector voltage modulation (SVPWM) operation is impossible, and in this case, in the present invention, the three-phase blocking relay is operated so that the emergency operation can be performed. Is configured to switch to. Therefore, when the sensor unit detects a breakage of the IGBT power module A and inputs a fault signal to the three-phase blocking relay, the three-phase blocking relay sends a relay (①) of the corresponding module. 'ON', connect the contact point a and the neutral point (n), and set the output pole voltage (V an ) of phase a to '0', so that the fault signal generated in the conventional three-phase space vector voltage modulation method (SVPWM) It is configured to switch to the two-phase pulse width control (PWM) method.
아래의 식 (4) 내지 식 (6)은 2상 펄스폭 제어(PWM) 방식에 따른 출력 상전압 존재함수이다.Equations (4) to (6) below are output phase voltage presence functions according to the two-phase pulse width control (PWM) method.
이러한 식(4) 내지 식 (6)이 나타내는 것으로서, 표 3에서는 3상 공간 벡터 전압변조방식(SVPWM)에서 2상의 펄스폭 제어(PWM)로 전환되는 과정의 변동된 스위칭 상태에 따른 출력 상전압을 나타내고 있으며, 이에 대한 전압벡터도가 도 5에 도시되어 있다.As shown in Equations (4) to (6), in Table 3, the output phase voltage according to the changed switching state in the process of switching from the three-phase space vector voltage modulation method (SVPWM) to the two-phase pulse width control (PWM) The voltage vector diagram is shown in FIG.
따라서, 표 2 및 도 5에 나타나는 바와 같이, IGBT 파워모듈에 대한 고장(Fault) 발생 시, 최대 출력 상전압 크기가 
도 6에 도시된 것은 본 발명에 따른 차량용 인버터의 전압 변조 방법의 제어 흐름을 도시하는 순서도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 차량용 인버터의 전압 변조 방법은 IGBT 파워모듈의 고장을 감지하여, 고장 신호(IGBT_A_FLT,IGBT_B_FLT, IGBT_C_FLT)를 각 상의 차단용 릴레이로 전송하는 단계(단계 S1), 상기 전송된 신호를 받아 각 차단용 릴레이를 동작시켜 손상된 IGBT 파워모듈을 차단하는 단계와(단계 S2), 상기 차단된 상에 해당하는 IGBT 파워모듈을 제외한 나머지 2상에 대한 펄스폭 제어(PWM)로 전환하는 단계(단계 S3)로 구성된다.6 is a flowchart illustrating a control flow of the voltage modulation method of the vehicle inverter according to the present invention. As shown in Figure 6, the voltage modulation method of the vehicle inverter of the present invention detects a failure of the IGBT power module, and transmits a failure signal (IGBT_A_FLT, IGBT_B_FLT, IGBT_C_FLT) to the blocking relay for each phase (step S 1 ), Receiving the transmitted signal, operating each blocking relay to cut off the damaged IGBT power module (step S 2 ), and controlling the pulse width of the remaining two phases except for the IGBT power module corresponding to the blocked phase. It consists of a step (step S 3 ) of switching to (PWM).
또한, 본 발명의 차량용 인버터의 전압 변조 방법은 2상 펄스폭 제어(PWM) 방식에 의한 운행시 출력 최대 상전압의 감소에 따른 비상운전모드를 설정하여, 감소된 출력 상전압에 따라 비상 상황을 운전자에게 표시하고, 이에 따라 감소된 출력을 적절히 공급할 수 있는 비상운전모드를 구성하고 이러한 비상 운전모드를 작동하는 단계(단계 S4)를 더 포함하도록 구성함이 바람직하다.In addition, the voltage modulation method of the vehicle inverter of the present invention by setting the emergency operation mode according to the reduction of the maximum output phase voltage during operation by the two-phase pulse width control (PWM) method, the emergency situation according to the reduced output phase voltage It is preferable to configure the emergency operation mode that can be displayed to the driver, and accordingly supply the reduced output accordingly, and further comprise the step of operating such an emergency operation mode (step S 4 ).
따라서, 상술한 단계를 포함하는 차량용 인버터의 전압 변조 방법을 통하여, 고장 발생 시에도 차량의 운행이 중단되지 않고, 비상운전모드로 운행이 가능한 차량의 비상운전을 위한 인버터 장치를 구현할 수 있다.Therefore, through the voltage modulation method of the vehicle inverter including the above-described steps, it is possible to implement the inverter device for emergency operation of the vehicle which can be operated in the emergency driving mode without stopping the vehicle operation even when a failure occurs.
본 발명은 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명의 요소들에 대한 수정 및 변경의 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 필수적인 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 특별한 상황들이나 재료에 대하여 많은 변경이 이루어질 수 있다. 그러므로, 본 발명은 본 발명의 바람직한 실시 예의 상세한 설명으로 제한되지 않으며, 첨부된 특허청구범위 내에서 모든 실시 예들을 포함할 것이다.While the invention has been described with reference to the preferred embodiments, those skilled in the art will appreciate that modifications and variations of the elements of the invention may be made without departing from the scope of the invention. In addition, many modifications may be made to particular circumstances or materials without departing from the essential scope of the invention. Therefore, the invention is not limited to the details of the preferred embodiments of the invention, but will include all embodiments within the scope of the appended claims.
도 1은 종래의 차량용 인버터 장치에 대한 회로도.1 is a circuit diagram of a conventional vehicle inverter device.
도 2는 3상 대칭 공간 벡터 전압변조방식(SVPWM)에 대한 전압벡터도.2 is a voltage vector diagram for a three-phase symmetric space vector voltage modulation scheme (SVPWM).
도 3은 본 발명에 따른 차량의 비상운전을 위한 인버터 장치에 대한 회로도.3 is a circuit diagram of an inverter device for emergency operation of a vehicle according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 차량의 비상운전을 위한 인버터 장치의 고장 발생시 작동 개념도.Figure 4 is a conceptual view of the operation when the failure of the inverter device for emergency operation of the vehicle according to the present invention.
도 5는 2상 펄스폭 제어(PWM) 방식에 따른 전압벡터도.5 is a voltage vector diagram according to a two-phase pulse width control (PWM) scheme.
도 6은 본 발명에 따른 차량용 인버터의 전압 변조 방법의 제어 흐름을 도시하고 있는 순서도.6 is a flow chart showing the control flow of the voltage modulation method of the vehicle inverter according to the present invention.
Claims (4)
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| KR1020080110215A KR20100051183A (en) | 2008-11-07 | 2008-11-07 | Inveter system for emergency driving of vehicle and method for converting voltage modulation of inverter |
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| CN102769276A (en) * | 2012-07-31 | 2012-11-07 | 宝钢不锈钢有限公司 | Implementing method of protecting IEGT (injection enhanced gate transistor) based on relay protection tripping signal |
| KR20130055892A (en) | 2011-11-21 | 2013-05-29 | 현대모비스 주식회사 | Inverter igbt gate driving apparatus |
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2008
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