KR20200020363A - 차량용 인버터 시스템 - Google Patents

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김범식
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현대자동차주식회사
기아자동차주식회사
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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; 및 상기 모터의 출력 요구량에 기반하여 PWM(Pulse-Width Modulation) 신호를 생성하며, 상기 생성된 PWM 신호를 상기 제1 인버터 및 상기 제2 인버터 중 적어도 하나 이상에 입력하여 상기 모터의 구동을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

차량용 인버터 시스템{INVERTER SYSTEM FOR VEHICLE}
본 발명은 차량용 인버터 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량의 출력 요구량에 따라 인버터를 구동시켜 효율 및 출력을 향상시킬 수 있는 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 문제점이 있었다.
이와 같은 문제를 개선하기 위해 최근에는 모터의 출력 요구량이 상대적으로 적은 연비운전 모드 시에 손실이 적은 SiC-FET(실리콘 카바이드-전계효과 트랜지스터) 소자에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 하지만, SiC-FET 소자는 Si-IGBT 소자와 비교하여 가격이 비싸고, 크기가 작기 때문에 방열 특성이 좋지 않은 단점이 있기 때문에 복수의 SiC-FET 소자들을 병렬로 연결하여 인버터를 구성하는 것에도 한계가 있었다. 이에 따라, Si-IGBT 소자와 SiC-FET 소자의 장점을 모두 채용할 수 있는 인버터 시스템에 대한 개발이 필요한 실정이다.
KR 10-2011-0105034 A1
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 모터의 출력량에 기반하여 PWM 신호를 생성하고, 생성된 PWM 신호를 제1 인버터 및 제2 인버터 중 적어도 하나 이상에 입력하여 모터를 구동시킴으로써, 차량의 효율 및 출력을 향상시킬 수 있는 차량용 인버터 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위해 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; 및 상기 모터의 출력 요구량에 기반하여 PWM(Pulse-Width Modulation) 신호를 생성하며, 상기 생성된 PWM 신호를 상기 제1 인버터 및 상기 제2 인버터 중 적어도 하나 이상에 입력하여 상기 모터의 구동을 제어하는 제어부를 포함할 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 제어부는 상기 모터의 출력 요구량이 사전 설정된 기준보다 낮은 경우, 상기 제1 스위칭 소자에 PWM 신호를 입력하여 상기 제1 인버터를 구동시킬 수 있다.
상기 제어부는 상기 모터의 출력 요구량이 사전 설정된 기준보다 높은 경우, 상기 제2 스위칭 소자에 PWM 신호를 입력하여 상기 제2 인버터를 구동시킬 수 있다.
상기 제어부는 상기 모터의 출력 요구량이 사전 설정된 기준보다 높은 경우, 제1 PWM 신호 및 제2 PWM 신호를 생성하며, 상기 제1 스위칭 소자에 상기 제1 PWM 신호를 입력하고, 상기 제2 스위칭 소자에 상기 제2 PWM 신호를 입력하여 상기 제1 인버터 및 상기 제2 인버터를 구동시킬 수 있다.
상기 제어부는 상기 제1 스위칭 소자에 상기 제1 PWM 신호를 입력하고, 상기 제2 스위칭 소자에 상기 제2 PWM 신호를 입력하여, 상기 제2 스위칭 소자가 상기 제1 스위칭 소자보다 사전 설정된 시간 나중에 턴온되고, 상기 제1 스위칭 소자보다 사전 설정된 시간 나중에 턴오프되도록 할 수 있다.
상기 제어부는 상기 제1 스위칭 소자에 상기 제2 PWM 신호를 입력하고, 상기 제2 스위칭 소자에 상기 제1 PWM 신호를 입력하여, 상기 제1 스위칭 소자가 상기 제2 스위칭 소자보다 사전 설정된 시간 나중에 턴온되고, 상기 제2 스위칭 소자보다 사전 설정된 시간 나중에 턴오프되도록 할 수 있다.
상기 사전 설정된 시간은 상기 제1 PWM 신호의 주기의 1/4일 수 있다.
상기 사전 설정된 시간은 상기 제1 PWM 신호의 주기의 1/4일 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 PWM 신호를 생성하고, 생성된 PWM 신호를 제1 인버터 및 제2 인버터 중 적어도 하나 이상에 입력하여 모터를 구동시킴으로써, 차량의 효율 및 출력을 향상시킬 수 있다.
또한, 모터의 출력 요구량이 사전 설정된 기준보다 높은 경우, 온/오프 시점이 다른 PWM 신호를 제1 스위칭 소자 및 제2 스위칭 소자에 입력하여 제1 인버터 및 제2 인버터를 구동시킴으로써, 인버터 시스템의 직류단 전류 리플을 저감시킬 수 있고, 그에 따라 원가를 절감할 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, 모터의 출력 요구량이 사전 설정된 기준보다 큰 경우, 제1 인버터 및 제2 인버터에 입력되는 제1 PWM 신호와 제2 PWM 신호를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 인버터 시스템에서, 제1 PWM 신호와 제2 PWM 신호를 시프트 시키지 않은 경우의 직류단 커패시터의 전류 리플 값을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 인버터 시스템에서, 제1 PWM 신호와 제2 PWM 신호를 시프트 시킨 경우의 직류단 커패시터의 전류 리플 값을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 인버터 시스템을 도시한 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 인버터 시스템에 대해 살펴본다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 인버터 시스템을 도시한 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 차량용 인버터 시스템은, 에너지 저장장치(100), 제1 인버터(200), 제2 인버터(300), 모터(M) 및 제어부(400)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 일 실시예일 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.
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.
제어부(400)는 모터(M)의 출력 요구량에 기반하여 PWM(Pulse-Width Modulation) 신호를 생성하며, 생성된 PWM 신호를 제1 인버터(200) 및 제2 인버터(200) 중 적어도 하나 이상에 입력하여 모터(M)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 낮은 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 낮은 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, 스위칭 손실 및 도통 손실을 줄이고 그에 따라 전체적인 차량 연비를 향상시킬 수 있다.
아울러, 제어부(400)는 모터(M)의 출력 요구량이 사전 설정된 기준보다 높은 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.
더 나아가, 제어부(400)는 모터(M)의 출력 요구량이 사전 설정된 기준보다 높은 경우, 즉 차량의 출력 요구량이 큰 스포츠 모드 또는 고출력 모드 시에, 제1 PWM 신호 및 제2 PWM 신호를 생성하고, 제1 스위칭 소자(210)에 제1 PWM 신호를 입력하고, 제2 스위칭 소자(310)에 제2 PWM 신호를 입력하여 제1 인버터(200) 및 제2 인버터(200)를 구동시킬 수 있다. 다시 말해, 모터(M)의 출력 요구량이 사전 설정된 기준보다 높은 경우, 제어부(400)는 에너지 저장장치(100)로부터 제공되는 전기 에너지가 제1 인버터(200) 및 제2 인버터(300)를 통해 교류전력으로 변환되어 모터(M)에 전달되도록 함으로써, 고출력이 출력되도록 할 수 있다.
보다 구체적으로, 도 3을 참조하여 제1 PWM 신호 및 제2 PWM 신호에 대해 살펴보면, 제2 PWM 신호는 제1 PWM 신호보다 사전 설정된 시간 나중에 온되고, 제1 PWM 신호보다 사전 설정된 시간 나중에 오프될 수 있다. 여기서, 실시예에 따라 사전 설정된 시간은 제1 PWM 신호의 주기의 1/4일 수 있다. 다시 말해, 실시예에 따라 도 3에 도시된 바와 같이 제1 PWM 신호의 주기를 'a'라고 가정할 때, 제2 PWM 신호는 제1 PWM 신호가 온된 후 0.25a(제1 PWM 신호 주기의 1/4) 나중에 온될 수 있으며, 제1 PWM 신호가 오프된 후 0.25a(제1 PWM 신호 주기의 1/4) 나중에 오프될 수 있다. 아울러, 도면에 도시되지는 않았지만, 다른 실시예에 따라, 제1 PWM 신호는 제2 PWM 신호보다 사전 설정된 시간 나중에 온되고, 제2 PWM 신호보다 나중에 오프될 수도 있다. 여기서, 실시예에 따라 사전 설정된 시간은 제1 PWM 신호의 주기의 1/4일 수 있다.
이처럼, 모터(M)의 출력 요구량이 사전 설정된 기준보다 높은 경우, 제어부(400)에서 제1 PWM 신호 및 제2 PWM 신호를 생성하고, 제1 스위칭 소자(210)에 제1 PWM 신호를 입력하며, 제2 스위칭 소자(310)에 제2 PWM 신호를 입력하여, 제2 스위칭 소자(310)가 제1 스위칭 소자(210)보다 사전 설정된 시간 나중에 턴온되고, 제1 스위칭 소자(210) 보다 사전 설정된 시간 나중에 턴오프되도록 할 수 있다. 아울러, 다른 실시예에 따라, 모터(M)의 출력 요구량이 사전 설정된 기준보다 높은 경우, 제어부(400)는 제1 스위칭 소자(210)에 제2 PWM 신호를 입력하고, 제2 스위칭 소자(310)에 제1 PWM 신호를 입력하여 제1 스위칭 소자(210)가 제2 스위칭 소자(310)보다 사전 설정된 시간 나중에 턴온되고, 제2 스위칭 소자(310)보다 사전 설정된 시간 나중에 턴오프되도록 할 수도 있다.
본 발명에서는 앞서 설명한 바와 같이 모터(M)의 출력 요구량이 사전 설정된 기준보다 높은 경우, 제어부(400)에서 온/오프 시점이 서로 다른 제1 PWM 신호 및 제2 PWM 신호를 생성하고, 각 신호를 제1 스위칭 소자(210) 및 제2 스위칭 소자(310)에 입력하여 제1 인버터(200) 및 제2 인버터(300)를 구동시킴으로써, 인버터가 구동됨에 따라 발생하는 전류리플을 저감시킬 수 있고, 그에 따라 에너지 저장장치(100)와 제1 인버터(200) 및 제2 인버터(300) 사이에 위치한 커패시터(C)의 재료비를 저감시킬 수 있다.
보다 구체적으로, 도 2를 참조하면 본 발명에 따른 차량용 인버터 시스템에서 에너지 저장장치(100)와 제1 인버터(200) 및 제2 인버터(300) 사이에는 에너지 저장장치(100)와 병렬로 연결된 커패시터(C)가 위치할 수 있다. 여기서 커패시터(C)는 제1 인버터(200) 및 제2 인버터(300)가 구동됨에 따라 발생하는 전류리플을 흡수하여 해당 전류리플 성분이 에너지 저장장치(100)로 전달되는 것을 방지하는 역할을 한다. 도 3 및 도 4를 참조할 때, 본 발명에서는 상술한 방식에 따라 제어부(400)에서 제1 인버터(200) 및 제2 인버터(300)를 구동시킴으로써, 제1 PWM 신호와 제2 PWM 신호를 시프트 시키지 않고 제1 인버터(200) 및 제2 인버터(300)에 입력했을 시보다 전류리플의 크기를 저감시킬 수 있으며 그에 따라 전류리플 성분을 흡수하는 커패시터(C)의 재료비를 절감시킬 수 있는 것이다.
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 낮은 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 높은 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 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따라 모터는 제1 인버터(200)에 의해 변환된 전력을 제공받아 구동되는 제1 모터(500) 및 제2 인버터(300)에 의해 변환된 전력을 제공받아 구동되는 제2 모터(600)를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 도 6에 도시된 바와 같이 모터가 제1 모터(500) 및 제2 모터(600)로 구성된 경우, 제1 인버터(200)의 출력단은 제1 모터(500)의 각각의 상 a,b,c에 각각 연결될 수 있고, 제2 인버터(300)의 출력단은 제2 모터(600)의 각각의 상 a,b,c에 각각 연결될 수 있다. 이와 같은 경우, 모터의 출력 요구량이 사전 설정된 기준보다 낮은 경우, 제어부(400)는 제1 스위칭 소자(210)를 제어하여 제1 인버터(200)가 구동되도록 함으로써 제1 모터(500)가 구동되도록 할 수 있다. 아울러, 모터의 출력 요구량이 사전 설정된 기준 보다 높은 경우, 제어부(400)는 제2 스위칭 소자(310)를 제어하여 제2 인버터(300)가 구동되도록 함으로써 제2 모터(600)가 구동되도록 할 수 있다.
아울러, 도면에 구체적으로 표시하지는 않았지만, 본 발명에 따른 차량용 인버터 시스템은, 에너지 저장 장치(100)로부터 제1 인버터(200) 및 제2 인버터(300)에 입력되는 전압을 측정하는 입력전압 측정부(미도시), 입력전압 측정부로부터 측정된 전압을 변환하여 제어부(400)에 입력하는 전압 변환부(미도시), 제1 인버터(200) 및 제2 인버터(300)로부터 출력되는 전류를 측정하는 출력전류 측정부(미도시), 및 출력전류 측정부로부터 측정된 전류를 변환하여 제어부(400)에 입력하는 전류 변환부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 전압 변환부를 통해 입력되는 인버터에 입력되는 전압 정보 데이터 및 전류 변환부를 통해 입력되어 인버터로부터 출력되는 출력 전류 정보 데이터는 제어부(400)에서 각각의 인버터의 구동을 제어하는데 사용될 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: 제1 모터 600: 제2 모터

Claims (13)

  1. 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; 및
    상기 모터의 출력 요구량에 기반하여 PWM(Pulse-Width Modulation) 신호를 생성하며, 상기 생성된 PWM 신호를 상기 제1 인버터 및 상기 제2 인버터 중 적어도 하나 이상에 입력하여 상기 모터의 구동을 제어하는 제어부를 포함하는 차량용 인버터 시스템.
  2. 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.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 모터의 출력 요구량이 사전 설정된 기준보다 낮은 경우, 상기 제1 스위칭 소자에 PWM 신호를 입력하여 상기 제1 인버터를 구동시키는 것을 특징으로 하는 차량용 인버터 시스템
  4. 청구항 2에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 모터의 출력 요구량이 사전 설정된 기준보다 높은 경우, 상기 제2 스위칭 소자에 PWM 신호를 입력하여 상기 제2 인버터를 구동시키는 것을 특징으로 하는 차량용 인버터 시스템
  5. 청구항 2에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 모터의 출력 요구량이 사전 설정된 기준보다 높은 경우, 제1 PWM 신호 및 제2 PWM 신호를 생성하며, 상기 제1 스위칭 소자에 상기 제1 PWM 신호를 입력하고, 상기 제2 스위칭 소자에 상기 제2 PWM 신호를 입력하여 상기 제1 인버터 및 상기 제2 인버터를 구동시키는 것을 특징으로 하는 차량용 인버터 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 제1 스위칭 소자에 상기 제1 PWM 신호를 입력하고, 상기 제2 스위칭 소자에 상기 제2 PWM 신호를 입력하여, 상기 제2 스위칭 소자가 상기 제1 스위칭 소자보다 사전 설정된 시간 나중에 턴온되고, 상기 제1 스위칭 소자보다 사전설정된 시간 나중에 턴오프되도록 하는 것을 특징으로 하는 차량용 인버터 시스템.
  7. 청구항 5에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 제1 스위칭 소자에 상기 제2 PWM 신호를 입력하고, 상기 제2 스위칭 소자에 상기 제1 PWM 신호를 입력하여, 상기 제1 스위칭 소자가 상기 제2 스위칭 소자보다 사전 설정된 시간 나중에 턴온되고, 상기 제2 스위칭 소자보다 사전 설정된 시간 나중에 턴오프되도록 하는 것을 특징으로 하는 차량용 인버터 시스템.
  8. 청구항 6에 있어서, 상기 사전 설정된 시간은,
    상기 제1 PWM 신호의 주기의 1/4인 것을 특징으로 하는 차량용 인버터 시스템.
  9. 청구항 7에 있어서, 상기 사전 설정된 시간은,
    상기 제1 PWM 신호의 주기의 1/4인 것을 특징으로 하는 차량용 인버터 시스템.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 인버터는 상기 제2 인버터보다 스위칭 및 도통손실이 작은 것을 특징으로 하는 차량용 인버터 시스템.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 인버터는 상기 모터 구동을 위한 정격 출력이 상기 제2 인버터보다 작은 것을 특징으로 하는 차량용 인버터 시스템.
  12. 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.
  13. 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.
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