KR20170069634A - 전기자동차용 인버터 제어 장치 - Google Patents

전기자동차용 인버터 제어 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 전기자동차용 인버터 제어 장치는 배터리 및 각각 직렬 연결된 복수의 저항 소자를 포함하는 DC 링크와, 상기 배터리로부터 인가받은 DC 전원을 스위칭하여 AC 전원으로 변환시키고, 변환된 AC 전원을 모터로 전달하는 직렬 연결된 복수의 전력 반도체 쌍을 포함하는 인버터, 상기 배터리의 전압을 DC 전원으로 변환하는 DC 링크 커패시터와, 상기 복수의 전력 반도체 쌍 사이에 각각 직렬 연결된 전력 반도체와, 상기 복수의 전력 반도체 쌍 사이에 각각 직렬 연결된 전력 반도체와 병렬로 연결되어 상기 DC 링크단의 연결을 선택적으로 온오프시키는 제 1 및 제 2 스위칭 소자를 포함하는 인버터 제어 회로 및 PWM 신호를 발생시켜 상기 인버터 및 상기 인버터 제어 회로를 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

전기자동차용 인버터 제어 장치{INVERTER CONTROL APPARATUS FOR ELECTRIC VEHICLE}
본 발명은 전기자동차용 인버터 제어 장치에 관한 것이다.
전기 자동차에는 구동 수단으로 영구자석형 모터가 적용된다. 이러한 영구자석형 모터는 제어부의 PWM(Pulse Width Modulation) 신호에 의해 직류 전압을 3상 전압으로 변환시키는 인버터로부터 전력 케이블을 통해 전달되는 전압 및/또는 전류에 의해 구동된다.
고전압 배터리는 전기자동차의 동력원으로 사용되며, 고전압 배터리가 공급하는 전원을 인버터가 상변환시켜 모터를 구동하게 된다.
한편, 종래 기술인 한국등록특허공보 제10-1405196호(발명의 명칭:하이브리드 전기자동차의 비상 제어장치 및 방법)는 충돌, 화재, 누전 발생과 같은 사고 발생시 주행중인 차량을 비상 정지하게 하여 운전자의 안전을 도모하도록 하고 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 전기자동차의 비상 제어 장치의 블록도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 하이브리드 전기자동차의 비상 제어 장치는 전원단의 출력을 단속하는 메인릴레이(18)와 전력반도체 스위치 소자로 구성되는 고전압 부품, 차량의 운행중 위급 상황 발생을 검출하는 위험감지부(19) 및 메인 릴레이(18)와 고전압 부품의 전력반도체 스위치 소자를 제어하는 차량제어기(20)를 포함하며, 고전압 부품 및 차량제어기(20)는 위험감지부(19)로부터 위급 상황 신호가 검출되는지 판단하고, 고전압 부품 및 차량제어기(20)에 위급 상황 신호가 검출되면 고전압 부품은 전력반도체 스위치 소자를 오프시키고, 상기 차량제어기(20)는 메인릴레이(18)를 오프시켜 전원단 출력을 차단시키는 과정을 개시하고 있다.
그러나 종래 기술의 경우 차량의 특성상 고속 주행 중 차량을 긴급하게 정지시킬 경우, 주변 상황에 따른 위험을 초래할 뿐만 아니라 운전자를 충분히 보호할 수 없다는 문제가 있다. 따라서, 종래 기술에서 초래하는 위험 상황 발생시 의연하게 대처할 수 있는 기술이 필요한 실정이다.
본 발명의 실시예는 전기자동차용 인버터의 전력반도체 소자의 스트레스를 저감할 수 있고, 전기자동차의 인버터 IGBT 소손 또는 모터의 권선 절연 저항의 고장 상황 발생 등 인버터의 위급 상황 발생시 고장 부위 판별 및 비상 차량 제어가 가능한 전기자동차용 인버터 제어 장치를 제공하고자 한다.
다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명에 따른 전기자동차용 인버터 제어 장치는 배터리 및 각각 직렬 연결된 복수의 저항 소자를 포함하는 DC 링크와, 상기 배터리로부터 인가받은 DC 전원을 스위칭하여 AC 전원으로 변환시키고, 변환된 AC 전원을 모터로 전달하는 직렬 연결된 복수의 전력 반도체 쌍을 포함하는 인버터, 상기 배터리의 전압을 DC 전원으로 변환하는 DC 링크 커패시터와, 상기 복수의 전력 반도체 쌍 사이에 각각 직렬 연결된 전력 반도체와, 상기 복수의 전력 반도체 쌍 사이에 각각 직렬 연결된 전력 반도체와 병렬로 연결되어 상기 DC 링크단의 연결을 선택적으로 온오프시키는 제 1 및 제 2 스위칭 소자를 포함하는 인버터 제어 회로 및 PWM 신호를 발생시켜 상기 인버터 및 상기 인버터 제어 회로를 제어하는 제어부를 포함한다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 전기자동차용 인버터의 고장 상황 발생시 차량의 비상제어를 통하여, 긴급 제동을 통해 비상 제어하던 종래 기술에 비하여 운전자의 안전성을 보다 향상시킬 수 있다.
또한, 인버터의 전력반도체 소자의 발열을 저감하여 스트레스를 저감시킴으로써 손실을 줄일 수 있고, 이를 통해 보다 저비용 저사양의 전력반도체 소자를 적용함으로써 인버터의 비용을 절감시킬 수 있다.
또한, 인버터 또는 모터의 고장 상황 발생시, 고장 부위 판별이 가능하여, 인버터 및 모터를 동시에 교체하지 않고 특정 고장 부분만을 교체 및 수리할 수 있어, 수리 시간 및 교체 비용을 절감시킬 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 전기자동차의 비상 제어 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터 제어 장치의 회로도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부의 블록도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 정상 상태에서의 인버터 제어 장치의 구동을 설명하기 위한 도면이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 일 실시예에 따른 고장 상태에서의 인버터 제어 장치의 구동을 설명하기 위한 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 “상에” 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "~(하는) 단계" 또는 "~의 단계"는 "~ 를 위한 단계"를 의미하지 않는다.
본원은 전기자동차용 인버터 제어 장치(100)에 관한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터 제어 장치(100)의 회로도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차용 인버터 제어 장치(100)는 인버터(110), 인버터 제어 회로(120) 및 제어부(130)를 포함한다.
인버터(110)는 DC 링크(111) 및 복수의 전력 반도체 쌍(115)을 포함한다.
DC 링크(111)는 고전압용 배터리(1111)와, 직렬 연결된 분압을 위한 복수의 저항 소자(1113)를 포함한다. 이때, 배터리(1111)와 복수의 저항 소자(1113)는 각각 병렬로 연결된다.
복수의 전력 반도체 쌍(115)은 각각 직렬로 연결되어 있으며, 배터리(1111)로부터 인가받은 DC 전원을 스위칭하여 AC 전원으로 변환시킨다. 이와 같이 변환된 AC 전원은 모터(200)로 전달되어, 모터(200)를 구동시키게 된다. 전력 반도체 쌍(115)은 DC 링크(111)와 병렬로 연결된다.
전력 반도체 쌍(115)은 각각 U상을 가지는 제 1 U상 전력 반도체(Ua) 및 제 2 U상 전력 반도체(Uc)와, V상을 가지는 제 1 V상 전력 반도체(Va) 및 제 2 V상 전력 반도체(Vc)와, W상을 가지는 제 1 W상 전력 반도체(Wa) 및 제 2 W상 전력 반도체(Wc)로 구성될 수 있다.
인버터 제어 회로(120)는 DC 링크 커패시터(121), 복수의 전력 반도체(123) 및 제 1 및 제 2 스위칭 소자(125, 127)를 포함한다.
DC 링크 커패시터(121)는 고전압용 배터리(1111)의 전압을 DC 전원으로 변환시킨다.
복수의 전력 반도체(123)는 인버터(110)에 포함된 전력 반도체 쌍(115)과 대응되도록, 복수의 전력 반도체 쌍(115) 사이에 각각 직렬로 연결된다. 이와 같은 전력 반도체(123)는 U상을 가지는 제 3 U상 전력 반도체(Ub), V상을 가지는 제 3 V상 전력 반도체(Vb) 및 W상을 가지는 제 3 W상 전력 반도체(Wb)로 구성될 수 있다.
한편, 인버터(110)에 포함된 복수의 전력 반도체 쌍(115)과 인버터 제어 회로(120)에 포함된 전력 반도체(123)는 IGBT(Insulated Gate Bipolar Mode Transistor)로 구성될 수 있다.
제 1 및 제 2 스위칭 소자(125, 127)는 복수의 전력 반도체 쌍(115) 사이에 각각 직렬로 연결된 전력 반도체(123)와 병렬로 연결된다. 그리고 DC 링크(111)단의 연결을 선택적으로 온오프 시킨다.
제어부(130)는 PWM 신호를 발생시켜 인버터(110) 및 인버터 제어 회로(120)를 제어한다. 즉, 제어부(130)는 정상 상태에서 인버터(110) 및 인버터 제어 회로(120)를 제어할 수 있을 뿐만 아니라, 고장 상황 발생시에도 인버터(110) 및 인버터 제어 회로(120)를 제어할 수 있다. 이와 같은 제어부(130)에 의한 구동 방법은 이하 도 4a 내지 도 5c를 참조하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
한편, 제어부(130)는 도 3과 같이 구성될 수 있는바, 이하 제어부(130)의 구성에 대하여 도 3을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(130)의 블록도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(130)는 통신모듈(131), 메모리(133) 및 프로세서(135)를 포함한다.
통신모듈(131)은 차량 제어부(130) 즉, ECU와 데이터를 송수신한다. 이와 같은 통신모듈(131)은 유선 통신모듈 및 무선 통신모듈을 모두 포함할 수 있다. 유선 통신모듈은 전력선 통신 장치, 전화선 통신 장치, 케이블 홈(MoCA), 이더넷(Ethernet), IEEE1294, 통합 유선 홈 네트워크 및 RS-485 제어 장치로 구현될 수 있다. 또한, 무선 통신모듈은 WLAN(wireless LAN), Bluetooth, HDR WPAN, UWB, ZigBee, Impulse Radio, 60GHz WPAN, Binary-CDMA, 무선 USB 기술 및 무선 HDMI 기술 등으로 구현될 수 있다.
보다 바람직하게 통신모듈(131)은 차량 제어부(130)와 CAN(Controller Area Network) 통신을 통하여 데이터를 송수신할 수 있다.
메모리(133)에는 인버터(110) 및 인버터 제어 회로(120)를 제어하기 위한 프로그램이 저장된다. 이때, 메모리(133)는 전원이 공급되지 않아도 저장된 정보를 계속 유지하는 비휘발성 저장장치 및 휘발성 저장장치를 통칭하는 것이다.
예를 들어, 메모리(133)는 콤팩트 플래시(compact flash; CF) 카드, SD(secure digital) 카드, 메모리 스틱(memory stick), 솔리드 스테이트 드라이브(solid-state drive; SSD) 및 마이크로(micro) SD 카드 등과 같은 낸드 플래시 메모리(NAND flash memory), 하드 디스크 드라이브(hard disk drive; HDD) 등과 같은 마그네틱 컴퓨터 기억 장치 및 CD-ROM, DVD-ROM 등과 같은 광학 디스크 드라이브(optical disc drive) 등을 포함할 수 있다.
또한, 메모리(133)에 저장된 프로그램은 소프트웨어 또는 FPGA(Field Programmable Gate Array) 또는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)와 같은 하드웨어 형태로 구현될 수 있으며, 소정의 역할들을 수행할 수 있다.
프로세서(135)는 메모리(133)에 저장된 프로그램을 실행시킨다. 즉, 프로세서(135)는 메모리(133)에 저장된 인버터(110) 및 인버터 제어 회로(120)를 제어를 위한 프로그램을 통해 각각 제어할 수 있다.
참고로, 본 발명의 실시예에 따른 도 3에 도시된 구성 요소들은 소프트웨어 또는 FPGA(Field Programmable Gate Array) 또는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)와 같은 하드웨어 형태로 구현될 수 있으며, 소정의 역할들을 수행할 수 있다.
그렇지만 '구성 요소들'은 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니며, 각 구성 요소는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다.
따라서, 일 예로서 구성 요소는 소프트웨어 구성 요소들, 객체지향 소프트웨어 구성 요소들, 클래스 구성 요소들 및 태스크 구성 요소들과 같은 구성 요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다.
구성 요소들과 해당 구성 요소들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성 요소들로 결합되거나 추가적인 구성 요소들로 더 분리될 수 있다.
이와 같은 본 발명의 일 실시예에 따르면, 자동차 기능 안전성 국제 표준인 ISO 26262에도 적용이 가능하다.
이하에서는 도 4a 내지 도 5c를 참조하여 정상 상태 및 고장 상태에서의 인버터 제어 장치(100)의 구동 방법에 대하여 설명하도록 한다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 정상 상태에서의 인버터 제어 장치(100)의 구동을 설명하기 위한 도면이다.
먼저 도 4a를 참조하면, 제어부(130)는 인버터(110)의 정상 상태에서 제 1 구동 방향으로 전원 플로우가 형성되도록 제어할 수 있다.
이를 위해 제어부(130)는 제 1 스위칭 소자(S/W(1), 125)와 제 2 스위칭 소자(S/W(2), 127)를 각각 개방 상태로 유지되도록 제한다. 그리고 전원 플로우가 DC 링크(DC(+)), 제 1 U상 전력 반도체(Ua), 모터(200)의 제 1 U상 코일(U1), 모터(200)의 제 1 W상 코일(W1), 제 3 W상 전력 반도체(Wb), 제 2 W상 전력 반도체(Wc) 및 DC 링크(DC(-)) 순으로 형성되도록 하는 제 1 구동 방향으로 구동되도록 제어한다.
제 1 구동 방향으로 전원 플로우가 형성되도록 한 뒤, 제어부(130)는 제 2 구동 방향으로 전원 플로우가 형성되도록 제어한다.
즉, 제어부(130)는 전원 플로우가 DC 링크(DC(+)), 제 1 U상 전력 반도체(Ua), 제 3 U상 전력 반도체(Ub), 모터(200)의 제 2 U상 코일(U2), 모터(200)의 제 2 W상 코일(W2), 제 2 W상 전력 반도체(Wc) 및 DC 링크(DC(-)) 순으로 형성되도록 하는 제 2 구동 방향으로 구동되도록 제어한다.
제어부(130)는 모터(200), 인버터(110) 및 인버터 제어 회로(120)의 전원 플로우가 제 2 구동 방향으로 구동되도록 제어하고 나면, 제어부(130)는 제 1 구동 방향과 제 2 구동 방향을 서로 교번하여 구동되도록 한다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예는 전원 플로우가 제 1 구동 방향과 제 2 구동 방향으로 교번하여 구동됨에 따라, 인버터(110)의 전력반도체 소자(115)의 발열을 저감하여 스트레스를 저감시킴으로써 손실을 줄일 수 있다. 이를 통해 보다 저비용 저사양의 전력반도체 소자(115)를 적용함으로써 인버터(110)의 설계 및 제조 비용을 절감시킬 수 있다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 일 실시예에 따른 고장 상태에서의 인버터 제어 장치(100)의 구동을 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 도 5a는 인버터(110)의 제 1 U상 전력 반도체(Ua)에 고장이 발생한 경우(P1), 전원 플로우를 도시한 도면이다.
제어부(130)는 제 1 U상 전력 반도체(Ua)에 고장이 발생한 경우(P1), 제 1 스위칭 소자(S/W(1), 125)는 단락되도록 하고, 제 2 스위칭 소자(S/W(2), 127)는 개방 상태를 유지하도록 제어한다.
그리고 제어부(130)는 모터(200), 인버터(110) 및 인버터 제어 회로(120)의 전원 플로우가 DC 링크(DC(+)), 제 1 스위칭 소자(S/W(1), 125), 제 3 U상 전력 반도체(Ub), 모터(200)의 제 2 U상 코일(U2), 모터(200)의 제 2 W상 코일(W2), 제 2 W상 전력 반도체(Wc) 및 DC 링크(DC(-)) 순으로 형성되어 구동되도록 제어할 수 있다.
다음으로, 도 5b는 인버터(110)의 제 2 W상 전력 반도체(Wb)에 고장이 발생한 경우(P2), 전원 플로우를 도시한 도면이다.
제어부(130)는 제 2 W상 전력 반도체(Wb)에 고장이 발생한 경우(P2), 제 1 스위칭 소자(S/W(1), 125)는 개방되도록 하고, 제 2 스위칭 소자(S/W(2), 127)는 단락 상태를 유지하도록 제어한다.
그리고 제어부(130)는 모터(200), 인버터(110) 및 인버터 제어 회로(120)의 전원 플로우가 DC 링크(DC(+)), 제 1 U상 전력 반도체(Ua), 모터(200)의 제 1 U상 코일(U1), 모터(200)의 제 1 W상 코일(W1), 제 3 W상 전력 반도체(Wb), 제 2 스위칭 소자(S/W(2), 127) 및 DC 링크(DC(-)) 순으로 형성되어 구동되도록 제어할 수 있다.
다음으로, 도 5c는 모터(200)의 제 1 U상 코일(U1)에 고장이 발생한 경우(P3), 전원 플로우를 도시한 도면이다.
제어부(130)는 모터(200)의 제 1 U상 코일(U1)에 고장이 발생한 경우(P1), 제 1 스위칭 소자(S/W(1), 125) 및 제 2 스위칭 소자(S/W(2), 127)는 개방 상태를 유지하도록 제어한다.
그리고 제어부(130)는 모터(200), 인버터(110) 및 인버터 제어 회로(120)의 전원 플로우가 DC 링크(DC(+)), 제 1 U상 전력 반도체(Ua), 제 3 U상 전력 반도체(Uc), 모터(200)의 제 2 U상 코일(U2), 모터(200)의 제 2 W상 코일(W2), 제 2 W상 전력 반도체(Wb) 및 DC 링크(DC(-)) 순으로 형성되어 구동되도록 제어할 수 있다.
이와 같은 본 발명의 일 실시예에 의하면, 전기자동차용 인버터(110)의 고장 상황 발생시 차량의 비상제어를 통하여, 긴급 제동을 통해 비상 제어하던 종래 기술에 비하여 운전자의 안전성을 보다 향상시킬 수 있다.
또한, 인버터(110) 또는 모터(200)의 고장 상황 발생시, 고장 부위의 판별이 어려워 폴트 코드(Fault code)가 동시에 표시되어, 고장 수리시 인버터(110) 및 모터(200)를 동시에 교체해야만 했다.
이에 따라 불필요한 교체 비용이 증가하는 문제가 있었으나, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 인버터(110) 또는 모터(200) 중 어느 한 부분의 고장 여부를 명확히 판별 가능하여 동시에 폴트 코드가 표시되지 않도록 함으로써, 인버터(110) 및 모터(200)를 동시에 교체하지 않고 특정 고장 부분(assembly)만을 교체 및 수리할 수 있어, 수리 시간 및 교체 비용을 절감시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터 제어 장치(100)에서의 제어부(130)에 의한 제어 방법은 컴퓨터에 의해 실행되는 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램 또는 컴퓨터에 의해 실행가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 통신 매체는 전형적으로 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈, 또는 반송파와 같은 변조된 데이터 신호의 기타 데이터, 또는 기타 전송 메커니즘을 포함하며, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다.
본 발명의 방법 및 시스템은 특정 실시예와 관련하여 설명되었지만, 그것들의 구성 요소 또는 동작의 일부 또는 전부는 범용 하드웨어 아키텍쳐를 갖는 컴퓨터 시스템을 사용하여 구현될 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 인버터 제어 장치 110: 인버터
111: DC 링크 1111: 배터리
1113: 저항 소자 115: 전력 반도체 쌍
120: 인버터 제어 회로 121: DC 링크 커패시터
123: 전력 반도체 125: 제 1 스위칭 소자
127: 제 2 스위칭 소자 130: 제어부
131: 통신모듈 133: 메모리
135: 프로세서 200: 모터

Claims (7)

  1. 전기자동차용 인버터 제어 장치에 있어서,
    배터리 및 각각 직렬 연결된 복수의 저항 소자를 포함하는 DC 링크와, 상기 배터리로부터 인가받은 DC 전원을 스위칭하여 AC 전원으로 변환시키고, 변환된 AC 전원을 모터로 전달하는 직렬 연결된 복수의 전력 반도체 쌍을 포함하는 인버터,
    상기 배터리의 전압을 DC 전원으로 변환하는 DC 링크 커패시터와, 상기 복수의 전력 반도체 쌍 사이에 각각 직렬 연결된 전력 반도체와, 상기 복수의 전력 반도체 쌍 사이에 각각 직렬 연결된 전력 반도체와 병렬로 연결되어 상기 DC 링크단의 연결을 선택적으로 온오프시키는 제 1 및 제 2 스위칭 소자를 포함하는 인버터 제어 회로 및
    PWM 신호를 발생시켜 상기 인버터 및 상기 인버터 제어 회로를 제어하는 제어부를 포함하는 인버터 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 인버터의 전력 반도체 쌍은 각각 U상을 가지는 제 1 U상 전력 반도체 및 제 2 U상 전력 반도체와, V상을 가지는 제 1 V상 전력 반도체 및 제 2 V상 전력 반도체와, W상을 가지는 제 1 W상 전력 반도체 및 제 2 W상 전력 반도체이고,
    상기 인버터 제어 회로의 전력 반도체는 U상을 가지는 제 3 U상 전력 반도체, V상을 가지는 제 3 V상 전력 반도체 및 W상을 가지는 제 3 V상 전력 반도체인 것인 인버터 제어 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 인버터의 정상 상태에서,
    상기 DC 링크, 상기 제 1 U상 전력 반도체, 상기 모터의 제 1 U상 코일, 상기 모터의 제 1 W상 코일, 상기 제 3 W상 전력 반도체, 상기 제 2 W상 전력 반도체 및 상기 DC 링크 순으로 전원 플로우가 형성되는 제 1 구동 방향과,
    상기 DC 링크, 상기 제 1 U상 전력 반도체, 상기 제 3 U상 전력 반도체, 상기 모터의 제 2 U상 코일, 상기 모터의 제 2 W상 코일, 상기 제 2 W상 전력 반도체 및 상기 DC 링크 순으로 전원 플로우가 형성되는 제 2 구동 방향으로 구동되도록 제어하되,
    상기 제어부는 상기 제 1 및 제 2 구동 방향이 서로 교번하여 구동되도록 제어하는 것인 인버터 제어 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 인버터의 제 1 U상 전력 반도체에 고장이 발생한 경우,
    상기 제어부는 상기 제 1 스위칭 소자는 단락되고, 상기 제 2 스위칭 소자는 개방 상태를 유지하도록 제어하고,
    상기 DC 링크, 상기 제 1 스위칭 소자, 상기 제 3 U상 전력 반도체, 상기 모터의 제 2 U상 코일, 상기 모터의 제 2 W상 코일, 상기 제 2 W상 전력 반도체 및 상기 DC 링크 순으로 전원 플로우가 형성되어 구동되도록 제어하는 것인 인버터 제어 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 인버터의 제 2 W상 전력 반도체에 고장이 발생한 경우,
    상기 제어부는 상기 제 1 스위칭 소자는 개방되고, 상기 제 2 스위칭 소자는 단락 상태를 유지하도록 제어하고,
    상기 DC 링크, 상기 제 1 U상 전력 반도체, 상기 모터의 제 1 U상 코일, 상기 모터의 제 1 W상 코일, 상기 제 3 W상 전력 반도체, 상기 제 2 스위칭 소자 및 상기 DC 링크 순으로 전원 플로우가 형성되어 구동되도록 제어하는 것인 인버터 제어 장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 모터의 제 1 U상 코일에 고장이 발생한 경우,
    상기 제어부는 상기 제 1 스위칭 소자는 개방되고, 상기 제 2 스위칭 소자는 개방 상태를 유지하도록 제어하고,
    상기 DC 링크, 상기 제 1 U상 전력 반도체, 상기 제 3 U상 전력 반도체, 상기 모터의 제 2 U상 코일, 상기 모터의 제 2 W상 코일, 상기 제 2 W상 전력 반도체 및 상기 DC 링크 순으로 전원 플로우가 형성되어 구동되도록 제어하는 것인 인버터 제어 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 인버터의 복수의 전력 반도체 쌍 및 인버터 제어 회로의 전력 반도체는 IGBT(Insulated Gate Bipolar Mode Transistor)인 것인 인버터 장치.
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