KR20210036448A - Vehicle motor control system with battery wireless charging function and operating method thereof - Google Patents

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Abstract

A vehicle motor control system having a wireless battery charging function according to a preferred embodiment of the present invention includes: a wireless receiving unit which receives an AC voltage from an external power source connected wirelessly; and a converter and inverter unit which implements a PFC circuit for converting the AC voltage into a DC voltage according to a wireless charging mode and a converter circuit for converting the converted DC voltage into a battery charging voltage, and implements a three-phase inverter topology for controlling a motor for driving a vehicle according to a motor control mode.

Description

배터리 무선 충전 기능을 구비하는 차량 모터 제어 시스템 및 그것의 동작 방법{VEHICLE MOTOR CONTROL SYSTEM WITH BATTERY WIRELESS CHARGING FUNCTION AND OPERATING METHOD THEREOF}Vehicle motor control system with battery wireless charging function and its operation method TECHNICAL FIELD [Vehicle MOTOR CONTROL SYSTEM WITH BATTERY WIRELESS CHARGING FUNCTION AND OPERATING METHOD THEREOF}

본 발명은 차량 모터 제어 시스템에 관한 것으로서, 일례로 차량용 모터의 제어가 가능할 뿐만 아니라 배터리의 무선 충전이 가능한 배터리 무선 충전 기능을 구비하는 차량 모터 제어 시스템 및 그것의 동작 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a vehicle motor control system, and, for example, to a vehicle motor control system having a battery wireless charging function capable of controlling a vehicle motor as well as wireless charging of a battery, and an operating method thereof.

친환경 차량은 HEV(Hybrid Electric vehicle), PHEV(Plug-in Hybrid Electric vehicle), 및 EV(Electric vehicle)와 같이 엔진 및 모터를 동시에 탑재하고, 모터 및 내부 전기시스템을 동작시키기 위하여 고전압 배터리를 탑재한다. 종래 친환경 차량 중에서 플러그인 하이브리드 자동차(PHEV) 또는 전기 자동차(EV)의 경우, 외부 전원을 통하여 고전압 배터리를 충전한다.Eco-friendly vehicles, such as HEV (Hybrid Electric Vehicle), PHEV (Plug-in Hybrid Electric Vehicle), and EV (Electric Vehicle), are equipped with an engine and a motor at the same time, and a high-voltage battery to operate the motor and internal electrical system. . In the case of a plug-in hybrid vehicle (PHEV) or an electric vehicle (EV) among conventional eco-friendly vehicles, a high voltage battery is charged through an external power source.

종래 친환경 차량의 고전압 배터리를 무선 충전할 경우, 외부 무선충전 시스템의 코일에서 전달되는 에너지를 차량 내부에 장착된 차량 탑재형 무선충전 시스템을 통해 전달받아 충전을 수행한다.In the case of wireless charging a high-voltage battery of a conventional eco-friendly vehicle, energy transmitted from a coil of an external wireless charging system is transmitted through a vehicle-mounted wireless charging system installed inside the vehicle to perform charging.

차량 외부 무선충전 시스템의 세부동작은 다음과 같다.The detailed operation of the wireless charging system outside the vehicle is as follows.

첫째, 외부 상용전력계통에서 전달된 교류 전원에 대해 외부 무선충전 시스템의 PFC 시스템을 통해 교류-직류 에너지 변환을 수행한다.First, AC-DC energy conversion is performed through the PFC system of the external wireless charging system for the AC power delivered from the external commercial power system.

둘째, 변환된 직류 에너지를 외부 무선충전 시스템의 전력변환장치를 통해 고주파 교류에너지로 변환한다.Second, the converted DC energy is converted into high-frequency AC energy through the power converter of the external wireless charging system.

셋째. 변환된 고주파 교류에너지를 외부 무선충전 시스템의 전력변환장치 내부의 송신 코일(TX Coil)을 통해 송신한다.third. The converted high-frequency AC energy is transmitted through the TX coil inside the power converter of the external wireless charging system.

차량 내부 무선충전 시스템의 세부동작은 다음과 같다.The detailed operation of the in-vehicle wireless charging system is as follows.

첫째, 외부 무선충전 시스템의 전력변환장치 내부의 송신 코일(TX Coil)에서 송신한 송신 에너지를 차량 내부 무선충전 시스템의 수신 코일(RX Coil)을 통해 수신한다.First, the transmission energy transmitted from the TX coil inside the power converter of the external wireless charging system is received through the RX coil of the wireless charging system inside the vehicle.

둘째, 차량 내부 무선충전 시스템의 수신 코일(RX Coil)을 통해 수신된 에너지를 차량 내부 무선충전 시스템의 정류 시스템을 통하여 직류 에너지로 변환한다.Second, the energy received through the RX coil of the in-vehicle wireless charging system is converted into DC energy through the rectifying system of the in-vehicle wireless charging system.

셋째. 변환된 직류 에너지를 배터리 전압의 레벨(Level)에 맞게 내부 직류-직류 전력변환장치를 통해 승압 또는 강압하여 배터리로 전달한다.third. The converted DC energy is boosted or stepped down through an internal DC-DC power converter according to the level of the battery voltage, and then delivered to the battery.

이러한 차량 탑재형 무선 충전시스템은 고전압 스위치, 인덕터, 커패시터, 릴레이, 제어 보드, 냉각 시스템과, 이를 구성하기 위한 별도의 패키징이 필요하다.Such a vehicle-mounted wireless charging system requires a high voltage switch, an inductor, a capacitor, a relay, a control board, a cooling system, and a separate packaging for configuring the high voltage switch.

그리고 이러한 차량 탑재형 무선 충전시스템에 구성하는 각각의 부품은 고가 및 고중량의 부품으로 구성되어 친환경 차량의 전체적인 원가 상승을 초래하고, 차량 중량 증가로 인하여 차량 연비에 악영향을 준다는 문제가 있다.In addition, each component of the vehicle-mounted wireless charging system is composed of high-priced and heavy-weight components, resulting in an increase in the overall cost of an eco-friendly vehicle, and adversely affecting vehicle fuel economy due to an increase in vehicle weight.

이러한 문제점들을 해결하기 위해 모터 제어용 인버터를 이용한 충전방식이 새로운 기술분야로 연구되고 있다.In order to solve these problems, a charging method using an inverter for motor control is being studied as a new technical field.

대한민국 등록특허공보 제10-1974507호Korean Patent Publication No. 10-1974507

이에 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 안출된 것으로, 차량 구동용 모터의 제어뿐만 아니라 배터리의 무선 충전이 가능한 배터리 무선 충전 기능을 구비하는 차량 모터 제어 시스템 및 그것의 동작 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, the present invention was conceived in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a vehicle motor control system having a battery wireless charging function capable of wireless charging a battery as well as controlling a vehicle driving motor and an operation method thereof. do.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무선 충전 기능을 구비하는 차량 모터 제어 시스템은, 무선으로 연결된 외부 전원으로부터 교류전압을 수신하는 무선수신부; 및 무선충전모드에 따라 상기 교류전압을 직류전압으로 변환하는 PFC 회로와 변환된 직류전압을 배터리 충전 전압으로 변압하는 컨버터 회로를 구현하고, 모터제어모드에 따라 차량 구동용 모터를 제어하는 3상 인버터 토폴로지를 구현하도록 구성되는 컨버터겸용 인버터부;를 포함한다.A vehicle motor control system having a wireless charging function according to a preferred embodiment of the present invention for achieving the above object includes: a wireless receiver configured to receive an AC voltage from an external power source connected wirelessly; And a PFC circuit that converts the AC voltage to a DC voltage according to a wireless charging mode and a converter circuit that converts the converted DC voltage to a battery charging voltage, and controls a motor for driving a vehicle according to the motor control mode. It includes; converter and inverter unit configured to implement a topology.

상기 무선수신부는, 외부 전원에 의해 전압이 인가되는 수신 코일을 포함하고, 상기 수신 코일의 일단과 상기 컨버터겸용 인버터부의 사이에 LC 직렬 공진 회로가 구비될 수 있다.The wireless receiver may include a receiving coil to which a voltage is applied by an external power source, and an LC series resonance circuit may be provided between one end of the receiving coil and the inverter combined with the converter.

상기 무선수신부는, 상기 수신 코일의 타단과 상기 컨버터겸용 인버터부의 사이에 배터리 무선 충전을 위한 연결 스위치가 구비될 수 있다.The wireless receiving unit may be provided with a connection switch for wireless charging of a battery between the other end of the receiving coil and the inverter combined with the converter.

상기 컨버터겸용 인버터부는, 서로 직렬 연결되는 제1 스위칭 소자와 제2 스위칭 소자를 포함하고, 상기 제1 스위칭 소자와 상기 제2 스위칭 소자의 사이에 상기 무선수신부의 일단이 연결되는 제1 폴 회로와, 서로 직렬 연결되는 제3 스위칭 소자와 제4 스위칭 소자를 포함하고, 상기 제3 스위칭 소자와 상기 제4 스위칭 소자의 사이에 상기 무선수신부의 타단이 연결되는 제2 폴 회로를 포함하고, 상기 제1 폴 회로와 상기 제2 폴 회로를 이용하여 상기 PFC 회로를 구현할 수 있다.The converter and inverter unit includes a first switching element and a second switching element connected in series with each other, and a first pole circuit in which one end of the wireless receiver is connected between the first switching element and the second switching element. , A second pole circuit comprising a third switching element and a fourth switching element connected in series with each other, the other end of the wireless receiver being connected between the third switching element and the fourth switching element, and the second The PFC circuit may be implemented by using the first pole circuit and the second pole circuit.

상기 컨버터겸용 인버터부는, 서로 직렬 연결되는 제5 스위칭 소자와 제6 스위칭 소자를 포함하고, 상기 제1 폴 회로와 상기 제2 폴 회로에 병렬 연결되는 제3 폴 회로를 포함하고, 상기 제3 폴 회로를 이용하여 상기 컨버터 회로를 구현할 수 있다.The converter and inverter unit includes a fifth switching element and a sixth switching element connected in series with each other, and includes a third pole circuit connected in parallel to the first pole circuit and the second pole circuit, and the third pole The converter circuit can be implemented using a circuit.

상기 제3 폴 회로는 배터리에 병렬 연결되고, 상기 제3 폴 회로와 상기 배터리의 사이에 모터 제어를 위한 연결 스위치가 구비될 수 있다.The third pole circuit may be connected in parallel to a battery, and a connection switch for controlling a motor may be provided between the third pole circuit and the battery.

상기 제3 폴 회로는 상기 차량 구동용 모터의 제1 상에 연결되고, 상기 제2 폴 회로는 상기 차량 구동용 모터의 제2 상에 연결되고, 상기 제3 폴 회로는 상기 차량 구동용 모터의 제3 상에 연결되며, 상기 제1 폴 회로, 상기 제2 폴 회로, 및 상기 제3 폴 회로는 상기 3상 인버터 토폴로지를 구현할 수 있다.The third pole circuit is connected to a first phase of the vehicle driving motor, the second pole circuit is connected to a second phase of the vehicle driving motor, and the third pole circuit is of the vehicle driving motor. It is connected to a third phase, and the first pole circuit, the second pole circuit, and the third pole circuit may implement the three-phase inverter topology.

상기 제2 폴 회로와 상기 차량 구동용 모터의 제2 상 사이에, 및 상기 제3 폴 회로와 상기 차량 구동용 모터의 제3 상 사이에 모터 제어를 위한 연결 스위치가 구비될 수 있다.A connection switch for motor control may be provided between the second pole circuit and the second phase of the vehicle driving motor, and between the third pole circuit and the third phase of the vehicle driving motor.

상기 배터리와 상기 차량 구동용 모터의 중성점 사이에 배터리 무선 충전을 위한 연결 스위치가 구비될 수 있다.A connection switch for wireless charging of a battery may be provided between the battery and a neutral point of the vehicle driving motor.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량 모터 제어 시스템의 동작 방법은 무선수신부와 컨버터겸용 인버터부를 구비하는 차량 모터 제어 시스템의 동작 방법에 있어서, 무선 충전 모드에 따라 상기 무선수신부가 외부 전원으로부터 교류 전압을 수신하는 전압 수신 단계; 상기 컨버터겸용 인버터부의 적어도 일부 구성이 상기 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 정류 단계; 및 상기 정류 단계에서 이용되지 않은 상기 컨버터겸용 인버터부의 일부 구성이 상기 정류 단계에서 변환된 직류 전압을 배터리 충전 전압으로 변압하는 변압 단계;를 포함할 수 있다.A method of operating a vehicle motor control system according to a preferred embodiment of the present invention for achieving the above object is in the operating method of a vehicle motor control system including a wireless receiver and an inverter combined with a converter, the wireless receiver according to the wireless charging mode A voltage receiving step of receiving an AC voltage from an external power source; A rectifying step of converting the AC voltage into a DC voltage in at least a part of the converter and inverter unit; And a transforming step of converting the DC voltage converted in the rectifying step into a battery charging voltage in some configurations of the converter and inverter unit not used in the rectifying step.

제어부가 무선 충전 모드 또는 모터 제어 모드 중에서 어느 하나의 모드로 동작하는 모드 동작 단계를 더 포함할 수 있다.The control unit may further include a mode operation step of operating in either a wireless charging mode or a motor control mode.

상기 모터 제어 모드에 따라 상기 컨버터겸용 인버터부가 배터리의 전압을 이용하여 차량 구동용 모터를 제어하는 모터 제어 단계를 더 포함할 수 있다.According to the motor control mode, the converter and inverter unit may further include a motor control step of controlling a motor for driving a vehicle using a voltage of a battery.

상기 정류 단계에서, 상기 컨버터겸용 인버터부의 적어도 일부 구성을 이용하여 교류 전압을 직류 전압으로 변환하기 위한 PFC 회로를 구현할 수 있다.In the rectifying step, a PFC circuit for converting an AC voltage into a DC voltage may be implemented by using at least some components of the converter and inverter unit.

상기 변압 단계에서, 상기 정류 단계에서 이용되지 않은 상기 컨버터겸용 인버터부의 일부 구성을 이용하여 상기 직류 전압의 변압을 위한 컨버터 회로를 구현할 수 있다.In the transforming step, a converter circuit for transforming the DC voltage may be implemented by using a part of the converter and inverter unit not used in the rectifying step.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무선 충전 기능을 구비하는 차량 모터 제어 시스템 및 그것의 동작 방법에 의하면, 친환경 차량의 고전압 배터리를 무선충전방식으로 충전할 경우, 기존 친환경 차량 내에 탑재되어 있는 모터 제어용 인버터 시스템을 이용하여 무선충전을 수행할 수 있는 효과가 있다.According to a vehicle motor control system having a wireless charging function and an operation method thereof according to a preferred embodiment of the present invention, when charging a high-voltage battery of an eco-friendly vehicle by wireless charging, an inverter for controlling a motor mounted in an existing eco-friendly vehicle There is an effect that wireless charging can be performed using the system.

또한, 기존 무선충전을 위해 차량 내부에 탑재된 정류 시스템 및 직류-직류 전력변환장치를 제거할 수 있는 효과가 있다.In addition, there is an effect of removing the rectification system and the DC-DC power conversion device mounted inside the vehicle for the existing wireless charging.

또한, 모터 제어 시스템의 부피와 무게를 줄이고 가격을 절감할 수 있으며, 모터 제어 및 배터리 충전 효율 상승이 가능한 효과가 있다.In addition, it is possible to reduce the volume and weight of the motor control system, reduce the price, and increase the efficiency of motor control and battery charging.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배터리 무선 충전 기능을 구비하는 차량 모터 제어 시스템의 회로도이다.
도 2는 무선 충전 모드에 따라 구현되는 PFC 회로의 신호 흐름을 보여주는 제1 도면이다.
도 3은 무선 충전 모드에 따라 구현되는 PFC 회로의 신호 흐름을 보여주는 제2 도면이다.
도 4는 무선 충전 모드에 따라 구현되는 컨버터 회로의 신호 흐름을 보여주는 제1 도면이다.
도 5는 무선 충전 모드에 따라 구현되는 컨버터 회로의 신호 흐름을 보여주는 제2 도면이다.
도 6은 차량 구동용 모터의 제어를 위한 3상 인버터 토폴로지의 신호 흐름을 보여주는 제1 도면이다.
도 7은 차량 구동용 모터의 제어를 위한 3상 인버터 토폴로지의 신호 흐름을 보여주는 제2 도면이다.
도 8은 차량 구동용 모터의 제어를 위한 3상 인버터 토폴로지의 신호 흐름을 보여주는 제3 도면이다.
도 9는 차량 구동용 모터의 제어를 위한 3상 인버터 토폴로지의 신호 흐름을 보여주는 제4 도면이다.
도 10은 차량 구동용 모터의 제어를 위한 3상 인버터 토폴로지의 신호 흐름을 보여주는 제5 도면이다.
도 11은 차량 구동용 모터의 제어를 위한 3상 인버터 토폴로지의 신호 흐름을 보여주는 제6 도면이다.
도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량 모터 제어 시스템의 동작 방법의 순서도이다.1 is a circuit diagram of a vehicle motor control system having a battery wireless charging function according to a preferred embodiment of the present invention.
2 is a first diagram illustrating a signal flow of a PFC circuit implemented according to a wireless charging mode.
3 is a second diagram illustrating a signal flow of a PFC circuit implemented according to a wireless charging mode.
4 is a first diagram illustrating a signal flow of a converter circuit implemented according to a wireless charging mode.
5 is a second diagram illustrating a signal flow of a converter circuit implemented according to a wireless charging mode.
6 is a first diagram showing a signal flow of a topology of a three-phase inverter for controlling a motor for driving a vehicle.
7 is a second diagram showing a signal flow of a topology of a three-phase inverter for controlling a motor for driving a vehicle.
8 is a third diagram showing a signal flow of a topology of a three-phase inverter for controlling a motor for driving a vehicle.
9 is a fourth diagram showing a signal flow of a topology of a three-phase inverter for controlling a motor for driving a vehicle.
10 is a fifth diagram showing a signal flow of a topology of a three-phase inverter for controlling a motor for driving a vehicle.
11 is a sixth diagram showing a signal flow of a topology of a three-phase inverter for controlling a motor for driving a vehicle.
12 is a flowchart of a method of operating a vehicle motor control system according to a preferred embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First of all, in adding reference numerals to elements of each drawing, it should be noted that the same elements are assigned the same numerals as possible, even if they are indicated on different drawings. In addition, a preferred embodiment of the present invention will be described below, but the technical idea of the present invention is not limited or limited thereto, and may be modified and variously implemented by a person skilled in the art.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배터리 무선 충전 기능을 구비하는 차량 모터 제어 시스템의 회로도이다.1 is a circuit diagram of a vehicle motor control system having a battery wireless charging function according to a preferred embodiment of the present invention.

도 1을 참고하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배터리 무선 충전 기능을 구비하는 차량 모터 제어 시스템(100)은 배터리의 무선 충전이 가능할 뿐만 아니라 차량 구동용 모터의 제어가 가능한 것으로서, 무선수신부(110), 및 컨버터겸용 인버터부(120)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a vehicle motor control system 100 having a battery wireless charging function according to a preferred embodiment of the present invention not only enables wireless charging of a battery, but also controls a motor for driving a vehicle. 110), and an inverter unit 120 for both converters.

무선수신부(110)는 차량 배터리(BATT)의 충전이 필요한 경우, 무선으로 연결된 외부 전원으로부터 교류전압을 전달받을 수 있다. 무선수신부(110)는 외부 전원으로부터 자기유도방식으로 전압을 인가받는 수신 코일(Ls)을 구비할 수 있다. 무선수신부(110)는 컨버터겸용 인버터부(120)와 수신 코일(Ls)의 일단 사이에 직렬 연결되는 인덕터(L1)와 커패시터(C1)를 구비할 수 있다. 여기서, 인덕터(L1)와 커패시터(C1)는 LC 직렬 공진 회로를 구현할 수 있다. 무선수신부(110)는 컨버터겸용 인버터부(120)와 수신 코일(Ls)의 타단 사이에 연결되는 제1 연결 스위치(SW1)를 구비할 수 있다. 여기서, 제1 연결 스위치(SW1)는 무선충전모드에 따라 턴 온(Turn On) 동작하도록 제어될 수 있다.When the vehicle battery BATT needs to be charged, the wireless receiver 110 may receive an AC voltage from an external power source connected wirelessly. The wireless receiver 110 may include a receiving coil Ls that receives voltage from an external power source in a magnetic induction method. The wireless receiving unit 110 may include an inductor L1 and a capacitor C1 connected in series between the converter and inverter unit 120 and one end of the receiving coil Ls. Here, the inductor L1 and the capacitor C1 may implement an LC series resonance circuit. The wireless reception unit 110 may include a first connection switch SW1 connected between the inverter unit 120 for use as a converter and the other end of the reception coil Ls. Here, the first connection switch SW1 may be controlled to be turned on according to the wireless charging mode.

컨버터겸용 인버터부(120)는 무선충전모드에 따라 무선수신부(110)의 교류전압을 직류전압으로 변환하는 PFC(Power Factor Correction) 회로와 변환된 직류전압을 배터리 충전 전압으로 변압하는 컨버터 회로를 구현할 수 있다. 컨버터겸용 인버터부(120)는 모터제어모드에 따라 차량 구동용 모터를 제어하는 3상 인버터 토폴로지를 구현할 수 있다.The inverter unit 120 for both converters implements a PFC (Power Factor Correction) circuit that converts the AC voltage of the wireless receiver 110 into a DC voltage according to the wireless charging mode, and a converter circuit that converts the converted DC voltage into a battery charging voltage. I can. The converter and inverter unit 120 may implement a three-phase inverter topology that controls a motor for driving a vehicle according to the motor control mode.

컨버터겸용 인버터부(120)는 평상시 복수의 스위칭 소자를 포함하여 3상 인버터 토폴로지를 구성할 수 있다. 여기서, 복수의 스위칭 소자는 제1 스위칭 소자(S1), 제2 스위칭 소자(S2), 제3 스위칭 소자(S3), 제4 스위칭 소자(S4), 제5 스위칭 소자(S5), 및 제6 스위칭 소자(S6)를 포함할 수 있다.The inverter unit 120 for both converters may normally include a plurality of switching elements to configure a three-phase inverter topology. Here, the plurality of switching elements include a first switching element (S1), a second switching element (S2), a third switching element (S3), a fourth switching element (S4), a fifth switching element (S5), and a sixth switching element. It may include a switching element (S6).

제1 스위칭 소자(S1)와 제2 스위칭 소자(S2)는 서로 직렬 연결되어 3상 인버터 토폴로지의 제1 폴 회로(PL1)를 구성할 수 있다.The first switching element S1 and the second switching element S2 are connected in series to each other to form a first pole circuit PL1 of a three-phase inverter topology.

제3 스위칭 소자(S3)와 제4 스위칭 소자(S4)는 서로 직렬 연결되어 3상 인버터 토폴로지의 제2 폴 회로(PL2)를 구성할 수 있다.The third switching element S3 and the fourth switching element S4 are connected in series to each other to form a second pole circuit PL2 of a three-phase inverter topology.

제5 스위칭 소자(S5)와 제6 스위칭 소자(S6)는 서로 직렬 연결되어 3상 인버터 토폴로지의 제3 폴 회로(PL3)를 구성할 수 있다.The fifth switching element S5 and the sixth switching element S6 are connected in series to each other to form a third pole circuit PL3 of a three-phase inverter topology.

제1 폴 회로(PL1), 제2 폴 회로(PL2), 및 제3 폴 회로(PL3)는 서로 병렬 연결되며, 적절한 조합을 통해 상술한 바 있는 PFC 회로 및 컨버터 회로를 구현할 수 있다.The first pole circuit PL1, the second pole circuit PL2, and the third pole circuit PL3 are connected in parallel to each other, and the above-described PFC circuit and converter circuit may be implemented through an appropriate combination.

일 실시예에 있어서, 제1 폴 회로(PL1)와 제2 폴 회로(PL2)가 조합되는 경우, 무선충전모드에서 교류전압을 직류전압으로 변환하는데 이용되는 PFC 회로가 구현될 수 있다.In an embodiment, when the first pole circuit PL1 and the second pole circuit PL2 are combined, a PFC circuit used to convert an AC voltage into a DC voltage in a wireless charging mode may be implemented.

또한, 제3 폴 회로(PL3)는 직류전압을 배터리 충전 전압으로 변압하는 컨버터 회로로 이용될 수 있다.In addition, the third pole circuit PL3 may be used as a converter circuit for converting a DC voltage into a battery charging voltage.

컨버터겸용 인버터부(120)는 제5 스위칭 소자(S5)와 배터리(BATT) 사이에 연결되는 제2 연결 스위치(SW2)를 구비할 수 있다.The converter and inverter unit 120 may include a second connection switch SW2 connected between the fifth switching element S5 and the battery BATT.

컨버터겸용 인버터부(120)는 제5 스위칭 소자(S5)와 제6 스위칭 소자(S6)의 사이에 차량 구동용 모터(MOT)의 제1 상(U 상)이 연결될 수 있다. 즉, 제3 폴 회로(PL3)에는 차량 구동용 모터(MOT)의 제1 상(U 상)이 연결될 수 있다.The converter and inverter unit 120 may have a first phase (U phase) of the vehicle driving motor MOT connected between the fifth switching element S5 and the sixth switching element S6. That is, the first phase (U phase) of the vehicle driving motor MOT may be connected to the third pole circuit PL3.

컨버터검용 인버터부(120)는 제3 스위칭 소자(S3)와 제4 스위칭 소자(S4)의 사이에 차량 구동용 모터(MOT)의 제2 상(V 상)이 연결될 수 있다. 즉, 제2 폴 회로(PL2)에는 차량 구동용 모터(MOT)의 제2 상(V 상)이 연결될 수 있다. 여기서, 제2 폴 회로(PL2)와 차량 구동용 모터(MOT)의 사이에는 제3 연결 스위치(SW3)가 구비될 수 있다.In the converter sword inverter unit 120, a second phase (V phase) of the vehicle driving motor MOT may be connected between the third switching element S3 and the fourth switching element S4. That is, the second phase (V phase) of the vehicle driving motor MOT may be connected to the second pole circuit PL2. Here, a third connection switch SW3 may be provided between the second pole circuit PL2 and the vehicle driving motor MOT.

컨버터검용 인버터부(120)는 제1 스위칭 소자(S1)와 제2 스위칭 소자(S2)의 사이에 차량 구동용 모터(MOT)의 제3 상(W 상)이 연결될 수 있다. 즉, 제1 폴 회로(PL1)에는 차량 구동용 모터(MOT)의 제3 상(W 상)이 연결될 수 있다. 여기서, 제1 폴 회로(PL1)와 차량 구동용 모터(MOT)의 사이에는 제4 연결 스위치(SW4)가 구비될 수 있다.In the converter sword inverter unit 120, a third phase (W phase) of the vehicle driving motor MOT may be connected between the first switching element S1 and the second switching element S2. That is, the third phase (W phase) of the vehicle driving motor MOT may be connected to the first pole circuit PL1. Here, a fourth connection switch SW4 may be provided between the first pole circuit PL1 and the vehicle driving motor MOT.

또한, 차량 구동용 모터(MOT)의 중성점(NP)과 배터리(BATT)의 사이에는 제5 연결 스위치(SW5)가 구비될 수 있다.In addition, a fifth connection switch SW5 may be provided between the neutral point NP of the vehicle driving motor MOT and the battery BATT.

컨버터겸용 인버터부(120)는 배터리(BATT)와 병렬 연결되는 커패시터(C2)를 구비할 수 있다.The converter and inverter unit 120 may include a capacitor C2 connected in parallel with a battery BATT.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배터리 무선 충전 기능을 구비하는 차량 모터 제어 시스템(100)은, 3상 인버터 토폴로지를 이용하여 차량 구동용 모터(MOT)의 제어가 가능할 뿐만 아니라, 3상 인버터 토폴로지의 일부 구성의 조합을 통해 PFC 회로와 컨버터 회로를 구현함으로써 배터리(BATT)의 무선 충전이 가능한 효과가 있다.The vehicle motor control system 100 having a battery wireless charging function according to a preferred embodiment of the present invention configured as described above not only can control the vehicle driving motor (MOT) using a three-phase inverter topology, By implementing a PFC circuit and a converter circuit through a combination of some configurations of a three-phase inverter topology, there is an effect that wireless charging of the battery (BATT) is possible.

이하에서는, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배터리 무선 충전 기능을 구비하는 차량 모터 제어 시스템(100)의 모터 제어 및/또는 배터리 충전에 따른 신호 흐름을 설명한다.Hereinafter, a signal flow according to motor control and/or battery charging of the vehicle motor control system 100 having a battery wireless charging function according to a preferred embodiment of the present invention will be described.

도 2는 무선 충전 모드에 따라 구현되는 PFC 회로의 신호 흐름을 보여주는 제1 도면이다.2 is a first diagram illustrating a signal flow of a PFC circuit implemented according to a wireless charging mode.

도 2에서, 모터 제어 시스템(100)이 무선 충전 모드로 동작하는 경우, 제1 폴 회로(PL1)와 제2 폴 회로(PL2)는 PFC 회로를 구현한다. 또한, PFC 회로의 제1 정류 동작 모드에 따른 신호 흐름을 확인할 수 있다. 이때 무선수신부(110)의 제1 연결 스위치(SW1)는 턴 온(Turn On) 동작한다. 또한 제2 연결 스위치(SW2), 제3 연결 스위치(SW3), 제4 연결 스위치(SW4), 및 제5 연결 스위치(SW5)는 턴 오프(Turn Off) 상태이다.In FIG. 2, when the motor control system 100 operates in the wireless charging mode, the first pole circuit PL1 and the second pole circuit PL2 implement a PFC circuit. In addition, it is possible to check the signal flow according to the first rectification operation mode of the PFC circuit. At this time, the first connection switch SW1 of the wireless receiver 110 is turned on. In addition, the second connection switch SW2, the third connection switch SW3, the fourth connection switch SW4, and the fifth connection switch SW5 are in a Turn Off state.

제1 폴 회로(PL1)의 제1 스위칭 소자(S1)는 턴 온(Turn On) 동작하고, 제2 스위칭 소자(S2)는 턴 오프(Turn Off) 동작한다. 이때 제2 폴 회로(PL2)의 제3 스위칭 소자(S3)는 턴 오프(Turn Off) 동작하고, 제4 스위칭 소자(S4)는 턴 온(Turn On) 동작한다.The first switching element S1 of the first pole circuit PL1 is turned on, and the second switching element S2 is turned off. At this time, the third switching element S3 of the second pole circuit PL2 is turned off, and the fourth switching element S4 is turned on.

도 3은 무선 충전 모드에 따라 구현되는 PFC 회로의 신호 흐름을 보여주는 제2 도면이다.3 is a second diagram showing a signal flow of a PFC circuit implemented according to a wireless charging mode.

도 3에서, PFC 회로의 제2 정류 동작 모드에 따른 신호 흐름을 확인할 수 있다. 제1 폴 회로(PL1)의 제1 스위칭 소자(S1)는 턴 오프(Turn Off) 동작하고, 제2 스위칭 소자(S2)는 턴 온(Turn On) 동작한다. 이때 제2 폴 회로(PL2)의 제3 스위칭 소자(S3)는 턴 온(Turn On) 동작하고, 제4 스위칭 소자(S4)는 턴 오프(Turn Off) 동작한다.In FIG. 3, it is possible to check the signal flow according to the second rectification operation mode of the PFC circuit. The first switching element S1 of the first pole circuit PL1 is turned off, and the second switching element S2 is turned on. At this time, the third switching element S3 of the second pole circuit PL2 is turned on, and the fourth switching element S4 is turned off.

도 2 및 도 3의 제1 정류 동작 모드와 제2 정류 동작 모드에 따라, 무선수신부(110)에서 수신한 교류 전압이 직류 전압으로 변환될 수 있다.According to the first and second rectification operation modes of FIGS. 2 and 3, the AC voltage received by the wireless receiver 110 may be converted into a DC voltage.

도 4는 무선 충전 모드에 따라 구현되는 컨버터 회로의 신호 흐름을 보여주는 제1 도면이다.4 is a first diagram illustrating a signal flow of a converter circuit implemented according to a wireless charging mode.

도 4에서, 모터 제어 시스템(100)이 무선 충전 모드로 동작하는 경우, 제3 폴 회로(PL3)는 컨버터 회로를 구현한다. 또한, 컨버터 회로의 제1 강압 동작 모드에 따른 신호 흐름을 확인할 수 있다.In FIG. 4, when the motor control system 100 operates in the wireless charging mode, the third pole circuit PL3 implements a converter circuit. In addition, it is possible to check the signal flow according to the first step-down operation mode of the converter circuit.

제1 강압 동작 모드에 따라 제3 폴 회로(PL3)의 제5 스위칭 소자(S5)는 턴 온(Turn On) 동작하고, 제6 스위칭 소자(S3)는 턴 오프(Turn Off) 동작한다. 이때 제5 연결 스위치(SW5)는 턴 온(Turn On) 동작한다. 또한, 제2 연결 스위치(SW2), 제3 연결 스위치(SW3), 및 제4 연결 스위치(SW4)는 턴 오프(Turn Off) 상태를 유지한다.According to the first step-down operation mode, the fifth switching element S5 of the third pole circuit PL3 is turned on, and the sixth switching element S3 is turned off. At this time, the fifth connection switch SW5 is turned on. In addition, the second connection switch SW2, the third connection switch SW3, and the fourth connection switch SW4 maintain a Turn Off state.

도 5는 무선 충전 모드에 따라 구현되는 컨버터 회로의 신호 흐름을 보여주는 제2 도면이다.5 is a second diagram illustrating a signal flow of a converter circuit implemented according to a wireless charging mode.

도 5에서, 컨버터 회로의 제2 강압 동작 모드에 따른 신호 흐름을 확인할 수 있다.In FIG. 5, it is possible to check the signal flow according to the second step-down operation mode of the converter circuit.

제2 강압 동작 모드에 따라 제3 폴 회로(PL3)의 제5 스위칭 소자(S5)는 턴 오프(Turn Off) 동작하고, 제6 스위칭 소자(S6)는 턴 온(Turn On) 동작한다.According to the second step-down operation mode, the fifth switching element S5 of the third pole circuit PL3 is turned off, and the sixth switching element S6 is turned on.

도 2 및 도 3에서 PFC 회로에 의해 변환된 직류전압은 도 4 및 도 5와 같은 제1 강압 동작 모드와 제2 강압 동작 모드에 따라 적절히 강압되어 배터리(BATT)에 충전될 수 있다.The DC voltage converted by the PFC circuit in FIGS. 2 and 3 may be properly stepped down according to the first step-down operation mode and the second step-down operation mode as shown in FIGS. 4 and 5 to be charged in the battery BATT.

도 6 내지 도 11은 모터 제어 모드에 따라 구현되는 3상 인버터 토폴로지의 신호 흐름을 보여준다.6 to 11 show signal flows of a three-phase inverter topology implemented according to a motor control mode.

도 6은 차량 구동용 모터의 제어를 위한 3상 인버터 토폴로지의 신호 흐름을 보여주는 제1 도면이다.6 is a first diagram showing a signal flow of a topology of a three-phase inverter for controlling a motor for driving a vehicle.

도 6에서, 차량 주행에 따라 모터 제어 시스템(100)이 모터 제어 모드로 동작하는 경우, 제1 폴 회로(PL1), 제2 폴 회로(PL2), 및 제3 폴 회로(PL3)의 경우 3상 인버터 토폴로지를 구현한다. 이때 제1 연결 스위치(SW1)와 제5 연결 스위치(SW5)는 턴 오프(Turn Off) 동작하고, 제2 연결 스위치(SW2), 제3 연결 스위치(SW3), 및 제4 연결 스위치(SW4)는 턴 온(Turn On) 동작한다. 이를 통해 무선수신부(110)의 교류 전원 수신이 중지되고, 3상 인버터 토폴로지와 차량 구동용 모터(MOT)가 연결된다. 즉, 제1 폴 회로(PL1), 제2 폴 회로(PL2)와 제3 폴 회로(PL3) 각각은 차량 구동용 모터(MOT)의 제1 상(U 상), 제2 상(V 상), 제3 상(W 상)에 연결된다.In FIG. 6, when the motor control system 100 operates in a motor control mode according to vehicle driving, 3 in the case of the first pole circuit PL1, the second pole circuit PL2, and the third pole circuit PL3. Implement a phase inverter topology. At this time, the first connection switch SW1 and the fifth connection switch SW5 are turned off, and the second connection switch SW2, the third connection switch SW3, and the fourth connection switch SW4 are operated. Is turned on. Through this, the reception of AC power from the wireless receiver 110 is stopped, and the three-phase inverter topology and the vehicle driving motor (MOT) are connected. That is, each of the first pole circuit PL1, the second pole circuit PL2, and the third pole circuit PL3 is the first phase (U phase) and the second phase (V phase) of the vehicle driving motor MOT. , Connected to the third phase (W phase).

그런 다음, 각종 모터동작모드의 모터 제어 신호에 따라 제1 폴 회로(PL1), 제2 폴 회로(PL2)와 제3 폴 회로(PL3) 각각의 스위칭 소자는 모터 제어를 위한 스위칭 동작을 수행할 수 있다.Then, the switching elements of each of the first pole circuit PL1, the second pole circuit PL2, and the third pole circuit PL3 according to the motor control signals of various motor operation modes perform a switching operation for motor control. I can.

도 6에서 모터 제어 시스템(100)이 제1 모터동작모드로 동작하는 경우, 제1 스위칭 소자(S1), 제4 스위칭 소자(S4)와, 제6 스위칭 소자(S6)는 턴 온(Turn On) 동작하고, 제2 스위칭 소자(S2), 제3 스위칭 소자(S3)와, 제5 스위칭 소자(S5)는 턴 오프(Turn Off) 동작한다. 이때 배터리(BATT)의 전압 신호는 제3 상(W 상)을 통해 차량 구동용 모터(MOT)에 인가된다.6, when the motor control system 100 operates in the first motor operation mode, the first switching element S1, the fourth switching element S4, and the sixth switching element S6 are turned on. ), and the second switching element S2, the third switching element S3, and the fifth switching element S5 are turned off. At this time, the voltage signal of the battery BATT is applied to the vehicle driving motor MOT through the third phase (W phase).

도 7은 차량 구동용 모터의 제어를 위한 3상 인버터 토폴로지의 신호 흐름을 보여주는 제2 도면이다.7 is a second diagram showing a signal flow of a topology of a three-phase inverter for controlling a motor for driving a vehicle.

도 7에서, 모터 제어 시스템(100)이 제2 모터동작모드로 동작하는 경우, 제1 스위칭 소자(S1), 제3 스위칭 소자(S3)와, 제6 스위칭 소자(S6)는 턴 온(Turn On) 동작하고, 제2 스위칭 소자(S2), 제4 스위칭 소자(S4)와, 제5 스위칭 소자(S5)는 턴 오프(Turn Off) 동작한다. 이때 배터리(BATT)의 전압 신호는 제2 상(V 상)과 제3 상(W 상)을 통해 차량 구동용 모터(MOT)에 인가된다.In FIG. 7, when the motor control system 100 operates in the second motor operation mode, the first switching element S1, the third switching element S3, and the sixth switching element S6 are turned on. On), the second switching element S2, the fourth switching element S4, and the fifth switching element S5 are turned off. At this time, the voltage signal of the battery BATT is applied to the vehicle driving motor MOT through the second phase (V phase) and the third phase (W phase).

도 8은 차량 구동용 모터의 제어를 위한 3상 인버터 토폴로지의 신호 흐름을 보여주는 제3 도면이다.8 is a third diagram showing a signal flow of a topology of a three-phase inverter for controlling a motor for driving a vehicle.

도 8에서, 모터 제어 시스템(100)이 제3 모터동작모드로 동작하는 경우, 제2 스위칭 소자(S2), 제3 스위칭 소자(S3)와, 제6 스위칭 소자(S6)는 턴 온(Turn On) 동작하고, 제1 스위칭 소자(S1), 제4 스위칭 소자(S4)와, 제5 스위칭 소자(S5)는 턴 오프(Turn Off) 동작한다. 이때 배터리(BATT)의 전압 신호는 제2 상(V 상)을 통해 차량 구동용 모터(MOT)에 인가된다.8, when the motor control system 100 operates in the third motor operation mode, the second switching element S2, the third switching element S3, and the sixth switching element S6 are turned on. On), the first switching element S1, the fourth switching element S4, and the fifth switching element S5 are turned off. At this time, the voltage signal of the battery BATT is applied to the vehicle driving motor MOT through the second phase (V phase).

도 9는 차량 구동용 모터의 제어를 위한 3상 인버터 토폴로지의 신호 흐름을 보여주는 제4 도면이다.9 is a fourth diagram showing a signal flow of a topology of a three-phase inverter for controlling a motor for driving a vehicle.

도 9에서, 모터 제어 시스템(100)이 제4 모터동작모드로 동작하는 경우, 제2 스위칭 소자(S2), 제3 스위칭 소자(S3)와, 제5 스위칭 소자(S5)는 턴 온(Turn On) 동작하고, 제1 스위칭 소자(S1), 제4 스위칭 소자(S4)와, 제6 스위칭 소자(S6)는 턴 오프(Turn Off) 동작한다. 이때 배터리(BATT)의 전압 신호는 제1 상(U 상)과 제2 상(V 상)을 통해 차량 구동용 모터(MOT)에 인가된다.9, when the motor control system 100 operates in the fourth motor operation mode, the second switching element S2, the third switching element S3, and the fifth switching element S5 are turned on. On), the first switching element S1, the fourth switching element S4, and the sixth switching element S6 are turned off. At this time, the voltage signal of the battery BATT is applied to the vehicle driving motor MOT through the first phase (U phase) and the second phase (V phase).

도 10은 차량 구동용 모터의 제어를 위한 3상 인버터 토폴로지의 신호 흐름을 보여주는 제5 도면이다.10 is a fifth diagram showing a signal flow of a topology of a three-phase inverter for controlling a motor for driving a vehicle.

도 10에서, 모터 제어 시스템(100)이 제5 모터동작모드로 동작하는 경우, 제2 스위칭 소자(S2), 제4 스위칭 소자(S4)와, 제5 스위칭 소자(S5)는 턴 온(Turn On) 동작하고, 제1 스위칭 소자(S1), 제3 스위칭 소자(S3)와, 제6 스위칭 소자(S6)는 턴 오프(Turn Off) 동작한다. 이때 배터리(BATT)의 전압 신호는 제1 상(U 상) 을 통해 차량 구동용 모터(MOT)에 인가된다.10, when the motor control system 100 operates in the fifth motor operation mode, the second switching element S2, the fourth switching element S4, and the fifth switching element S5 are turned on. On), the first switching element S1, the third switching element S3, and the sixth switching element S6 are turned off. At this time, the voltage signal of the battery BATT is applied to the vehicle driving motor MOT through the first phase (U phase).

도 11은 차량 구동용 모터의 제어를 위한 3상 인버터 토폴로지의 신호 흐름을 보여주는 제6 도면이다.11 is a sixth diagram showing a signal flow of a topology of a three-phase inverter for controlling a motor for driving a vehicle.

도 11에서, 모터 제어 시스템(100)이 제6 모터동작모드로 동작하는 경우, 제1 스위칭 소자(S1), 제4 스위칭 소자(S4)와, 제5 스위칭 소자(S5)는 턴 온(Turn On) 동작하고, 제2 스위칭 소자(S2), 제3 스위칭 소자(S3)와, 제6 스위칭 소자(S6)는 턴 오프(Turn Off) 동작한다. 이때 배터리(BATT)의 전압 신호는 제1 상(U 상)과 제3 상(W 상)을 통해 차량 구동용 모터(MOT)에 인가된다.11, when the motor control system 100 operates in the sixth motor operation mode, the first switching element S1, the fourth switching element S4, and the fifth switching element S5 are turned on. On), the second switching element S2, the third switching element S3, and the sixth switching element S6 are turned off. At this time, the voltage signal of the battery BATT is applied to the vehicle driving motor MOT through the first phase (U phase) and the third phase (W phase).

도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량 모터 제어 시스템의 동작 방법의 순서도이다.12 is a flowchart of a method of operating a vehicle motor control system according to a preferred embodiment of the present invention.

도 1 및 도 12를 참고하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량 모터 제어 시스템의 동작 방법은, 모드 동작 단계(S1210), 전압 수신 단계(S1220), 정류 단계(S1230), 및 변압 단계(S1240)를 포함할 수 있다.1 and 12, the operating method of the vehicle motor control system according to a preferred embodiment of the present invention is a mode operation step (S1210), a voltage reception step (S1220), a rectification step (S1230), and a transformer step ( S1240) may be included.

먼저 모드 동작 단계(S1210)에서, 제어부(미도시)는 무선 충전 모드 또는 모터 제어 모드 중에서 어느 하나의 모드로 동작한다. 여기서, 제어부는 차량 정차 시에 무선 충전 모드로 동작할 수 있다. 또한, 제어부는 차량 주행 중에 모터 제어 모드로 동작할 수 있다.First, in the mode operation step S1210, the controller (not shown) operates in either a wireless charging mode or a motor control mode. Here, the controller may operate in a wireless charging mode when the vehicle is stopped. In addition, the controller may operate in the motor control mode while the vehicle is driving.

전압 수신 단계(S1220)에서, 무선수신부(110)는 외부 전원으로부터 교류 전압을 수신할 수 있다. 여기서, 제어부는 무선 충전 모드로 동작하여 제1 연결 스위치(SW1)를 턴 온(Turn On) 동작하도록 제어할 수 있다. 이를 통해 무선수신부(110)는 제1 폴 회로(PL1)와 제2 폴 회로(PL2)에 연결되어 교류 전압 전달이 가능하다.In the voltage reception step S1220, the wireless receiver 110 may receive an AC voltage from an external power source. Here, the controller may operate in a wireless charging mode to control the first connection switch SW1 to be turned on. Through this, the wireless receiver 110 is connected to the first pole circuit PL1 and the second pole circuit PL2 to transmit an AC voltage.

정류 단계(S1230)에서, 컨버터겸용 인버터부(120)는 제1 폴 회로(PL1)와 제2 폴 회로(PL2)를 이용하여 교류 전압을 직류 전압으로 변환할 수 있다. 여기서, 제1 폴 회로(PL1)와 제2 폴 회로(PL2)는 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 PFC 회로를 구현할 수 있다. 또한, 제1 폴 회로(PL1)와 제2 폴 회로(PL2)는 스위칭 소자들(S1, S2, S3, S4)의 스위칭 동작을 통해 교류 전압을 직류 전압으로 변환할 수 있다.In the rectification step S1230, the converter and inverter unit 120 may convert the AC voltage into a DC voltage using the first pole circuit PL1 and the second pole circuit PL2. Here, the first pole circuit PL1 and the second pole circuit PL2 may implement a PFC circuit that converts an AC voltage into a DC voltage. In addition, the first pole circuit PL1 and the second pole circuit PL2 may convert an AC voltage into a DC voltage through a switching operation of the switching elements S1, S2, S3, and S4.

변압 단계(S1240)에서, 컨버터겸용 인버터부(120)는 제3 폴 회로(PL3)를 이용하여 직류 전압을 배터리 충전 전압으로 변압할 수 있다. 여기서, 제어부는 제5 연결 스위치(SW1)를 턴 온(Turn On) 동작하도록 제어할 수 있다. 제3 폴 회로(PL3)는 직류 전압의 변압을 위한 컨버터 회로를 구현할 수 있다. 또한, 제3 폴 회로(PL3)는 스위칭 소자들(S5, S6)의 스위칭 동작을 통해 직류 전압을 강압 또는 승압할 수 있다. 이를 통해 배터리(BATT)는 적합한 전압이 인가되어 충전될 수 있다.In the transforming step S1240, the converter and inverter unit 120 may transform the DC voltage into the battery charging voltage using the third pole circuit PL3. Here, the controller may control the fifth connection switch SW1 to be turned on. The third pole circuit PL3 may implement a converter circuit for transforming a DC voltage. In addition, the third pole circuit PL3 may step down or boost the DC voltage through the switching operation of the switching elements S5 and S6. Through this, the battery BATT may be charged by applying a suitable voltage.

한편, 모드 동작 단계(S1210)에서, 제어부(미도시)는 모터 제어 모드로 동작할 수 있다. 제어부는 모터 제어 모드에 따라 제2 연결 스위치(SW2), 제3 연결 스위치(SW3), 및 제4 연결 스위치(SW4)의 턴 온(Turn On) 동작을 제어할 수 있다. 또한, 제어부는 제1 연결 스위치(SW1)와 제5 연결 스위치(SW5)의 턴 오프(Turn Off) 동작을 제어할 수 있다.Meanwhile, in the mode operation step S1210, the controller (not shown) may operate in the motor control mode. The controller may control a turn-on operation of the second connection switch SW2, the third connection switch SW3, and the fourth connection switch SW4 according to the motor control mode. In addition, the controller may control a turn-off operation of the first connection switch SW1 and the fifth connection switch SW5.

컨버터겸용 인버터부(120)는 모터 제어 모드에 따라 배터리(BATT)의 전압을 이용하여 차량 구동용 모터(MOT)를 제어할 수 있다. 컨버터검용 인버터부(120)는 제1 폴 회로(PL1), 제2 폴 회로(PL2) 및 제3 폴 회로(PL3)를 이용하여 모터 제어를 위한 3상 인버터 토폴로지를 구현할 수 있다. 컨버터겸용 인버터부(120)는 스위칭 소자들(S1, S2, S3, S4, S5, S6)의 스위칭 동작을 통해 차량 구동용 모터(MOT)를 제어할 수 있다.The converter and inverter unit 120 may control the vehicle driving motor MOT using the voltage of the battery BATT according to the motor control mode. The converter sword inverter unit 120 may implement a three-phase inverter topology for motor control by using the first pole circuit PL1, the second pole circuit PL2, and the third pole circuit PL3. The converter and inverter unit 120 may control the vehicle driving motor MOT through a switching operation of the switching elements S1, S2, S3, S4, S5, and S6.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those of ordinary skill in the technical field to which the present invention belongs can make various modifications, changes, and substitutions within the scope not departing from the essential characteristics of the present invention. will be. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are not intended to limit the technical idea of the present invention, but are for illustrative purposes, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments and the accompanying drawings. .

본 발명에 따른 단계들 및/또는 동작들은 기술분야의 통상의 기술자에 의해 이해될 수 있는 것과 같이, 다른 순서로, 또는 병렬적으로, 또는 다른 에포크(epoch) 등을 위해 다른 실시 예들에서 동시에 일어날 수 있다.The steps and/or actions according to the invention may occur simultaneously in different embodiments in different orders, or in parallel, or for different epochs, etc., as will be appreciated by one of ordinary skill in the art. I can.

실시 예에 따라서는, 단계들 및/또는 동작들의 일부 또는 전부는 하나 이상의 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체에 저장된 명령, 프로그램, 상호작용 데이터 구조(interactive data structure), 클라이언트 및/또는 서버를 구동하는 하나 이상의 프로세서들을 사용하여 적어도 일부가 구현되거나 또는 수행될 수 있다. 하나 이상의 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체는 예시적으로 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어, 및/또는 그것들의 어떠한 조합일 수 있다. 또한, 본 명세서에서 논의된 "모듈"의 기능은 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어, 및/또는 그것들의 어떠한 조합으로 구현될 수 있다.Depending on the embodiment, some or all of the steps and/or actions drive instructions, programs, interactive data structures, clients and/or servers stored on one or more non-transitory computer-readable media. At least some may be implemented or performed using one or more processors. The one or more non-transitory computer-readable media may be illustratively software, firmware, hardware, and/or any combination thereof. In addition, the functions of the "module" discussed herein may be implemented in software, firmware, hardware, and/or any combination thereof.

100: 배터리 무선 충전 기능을 구비하는 차량 모터 제어 시스템
110: 무선수신부
Ls: 수신 코일
L1: 인덕터
C1: 커패시터
120: 컨버터겸용 인버터부
PL1: 제1 폴 회로
PL2: 제2 폴 회로
PL3: 제3 폴 회로
SW1, SW2, SW3, SW4, SW5: 제1, 제2, 제3, 제4, 제5 연결 스위치
MOT: 차량 구동용 모터100: vehicle motor control system having a battery wireless charging function
110: wireless receiver
Ls: receiving coil
L1: inductor
C1: capacitor
120: inverter unit for both converters
PL1: first pole circuit
PL2: second pole circuit
PL3: 3rd pole circuit
SW1, SW2, SW3, SW4, SW5: 1st, 2nd, 3rd, 4th, 5th connection switch
MOT: Motor for driving vehicles

Claims (14)

무선으로 연결된 외부 전원으로부터 교류전압을 수신하는 무선수신부; 및
무선충전모드에 따라 상기 교류전압을 직류전압으로 변환하는 PFC 회로와 변환된 직류전압을 배터리 충전 전압으로 변압하는 컨버터 회로를 구현하고, 모터제어모드에 따라 차량 구동용 모터를 제어하는 3상 인버터 토폴로지를 구현하도록 구성되는 컨버터겸용 인버터부;
를 포함하는 배터리 무선 충전 기능을 구비하는 차량 모터 제어 시스템.A wireless receiver for receiving an AC voltage from an external power source connected wirelessly; And
A three-phase inverter topology that implements a PFC circuit that converts the AC voltage into a DC voltage according to a wireless charging mode and a converter circuit that converts the converted DC voltage to a battery charging voltage, and controls a vehicle driving motor according to the motor control mode. A converter and inverter unit configured to implement;
Vehicle motor control system having a battery wireless charging function comprising a. 제 1 항에 있어서,
상기 무선수신부는,
외부 전원에 의해 전압이 인가되는 수신 코일을 포함하고, 상기 수신 코일의 일단과 상기 컨버터겸용 인버터부의 사이에 LC 직렬 공진 회로가 구비되는 것을 특징으로 하는 배터리 무선 충전 기능을 구비하는 차량 모터 제어 시스템.The method of claim 1,
The wireless receiver,
A vehicle motor control system having a battery wireless charging function, comprising a receiving coil to which a voltage is applied by an external power source, and an LC series resonance circuit provided between one end of the receiving coil and the inverter combined with the converter. 제 2 항에 있어서,
상기 무선수신부는, 상기 수신 코일의 타단과 상기 컨버터겸용 인버터부의 사이에 배터리 무선 충전을 위한 연결 스위치가 구비되는 것을 특징으로 하는 배터리 무선 충전 기능을 구비하는 차량 모터 제어 시스템.The method of claim 2,
The wireless receiving unit, a vehicle motor control system having a battery wireless charging function, characterized in that a connection switch for wireless charging of the battery is provided between the other end of the receiving coil and the inverter combined with the converter. 제 1 항에 있어서,
상기 컨버터겸용 인버터부는,
서로 직렬 연결되는 제1 스위칭 소자와 제2 스위칭 소자를 포함하고, 상기 제1 스위칭 소자와 상기 제2 스위칭 소자의 사이에 상기 무선수신부의 일단이 연결되는 제1 폴 회로와,
서로 직렬 연결되는 제3 스위칭 소자와 제4 스위칭 소자를 포함하고, 상기 제3 스위칭 소자와 상기 제4 스위칭 소자의 사이에 상기 무선수신부의 타단이 연결되는 제2 폴 회로를 포함하고,
상기 제1 폴 회로와 상기 제2 폴 회로를 이용하여 상기 PFC 회로를 구현하는 것을 특징으로 하는 배터리 무선 충전 기능을 구비하는 차량 모터 제어 시스템.The method of claim 1,
The converter combined inverter unit,
A first pole circuit comprising a first switching element and a second switching element connected in series with each other, and one end of the wireless receiver being connected between the first switching element and the second switching element,
A second pole circuit comprising a third switching element and a fourth switching element connected in series with each other, and to which the other end of the wireless receiver is connected between the third switching element and the fourth switching element,
A vehicle motor control system having a battery wireless charging function, wherein the PFC circuit is implemented using the first pole circuit and the second pole circuit. 제 4 항에 있어서,
상기 컨버터겸용 인버터부는,
서로 직렬 연결되는 제5 스위칭 소자와 제6 스위칭 소자를 포함하고, 상기 제1 폴 회로와 상기 제2 폴 회로에 병렬 연결되는 제3 폴 회로를 포함하고,
상기 제3 폴 회로를 이용하여 상기 컨버터 회로를 구현하는 것을 특징으로 하는 배터리 무선 충전 기능을 구비하는 차량 모터 제어 시스템.The method of claim 4,
The converter combined inverter unit,
A fifth switching element and a sixth switching element connected in series with each other, and a third pole circuit connected in parallel to the first pole circuit and the second pole circuit,
A vehicle motor control system having a battery wireless charging function, wherein the converter circuit is implemented using the third pole circuit. 제 5 항에 있어서,
상기 제3 폴 회로는 배터리에 병렬 연결되고,
상기 제3 폴 회로와 상기 배터리의 사이에 모터 제어를 위한 연결 스위치가 구비되는 것을 특징으로 하는 배터리 무선 충전 기능을 구비하는 차량 모터 제어 시스템.The method of claim 5,
The third pole circuit is connected in parallel to the battery,
A vehicle motor control system having a battery wireless charging function, characterized in that a connection switch for motor control is provided between the third pole circuit and the battery. 제 6 항에 있어서,
상기 제3 폴 회로는 상기 차량 구동용 모터의 제1 상에 연결되고, 상기 제2 폴 회로는 상기 차량 구동용 모터의 제2 상에 연결되고, 상기 제3 폴 회로는 상기 차량 구동용 모터의 제3 상에 연결되며,
상기 제1 폴 회로, 상기 제2 폴 회로, 및 상기 제3 폴 회로는 상기 3상 인버터 토폴로지를 구현하는 것을 특징으로 하는 배터리 무선 충전 기능을 구비하는 차량 모터 제어 시스템.The method of claim 6,
The third pole circuit is connected to a first phase of the vehicle driving motor, the second pole circuit is connected to a second phase of the vehicle driving motor, and the third pole circuit is of the vehicle driving motor. Connected to the third phase,
The first pole circuit, the second pole circuit, and the third pole circuit implement the three-phase inverter topology. A vehicle motor control system having a battery wireless charging function. 제 7 항에 있어서,
상기 제2 폴 회로와 상기 차량 구동용 모터의 제2 상 사이에, 및 상기 제3 폴 회로와 상기 차량 구동용 모터의 제3 상 사이에 모터 제어를 위한 연결 스위치가 구비되는 것을 특징으로 하는 차량 모터 제어 시스템.The method of claim 7,
A vehicle, characterized in that a connection switch for controlling the motor is provided between the second pole circuit and the second phase of the vehicle driving motor, and between the third pole circuit and the third phase of the vehicle driving motor. Motor control system. 제 7 항에 있어서,
상기 배터리와 상기 차량 구동용 모터의 중성점 사이에 배터리 무선 충전을 위한 연결 스위치가 구비되는 것을 특징으로 하는 차량 모터 제어 시스템.The method of claim 7,
A vehicle motor control system comprising a connection switch for wireless charging of a battery between the battery and a neutral point of the vehicle driving motor. 무선수신부와 컨버터겸용 인버터부를 구비하는 차량 모터 제어 시스템의 동작 방법에 있어서,
무선 충전 모드에 따라 상기 무선수신부가 외부 전원으로부터 교류 전압을 수신하는 전압 수신 단계;
상기 컨버터겸용 인버터부의 적어도 일부 구성이 상기 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 정류 단계; 및
상기 정류 단계에서 이용되지 않은 상기 컨버터겸용 인버터부의 일부 구성이 상기 정류 단계에서 변환된 직류 전압을 배터리 충전 전압으로 변압하는 변압 단계;
를 포함하는 차량 모터 제어 시스템의 동작 방법.In the operating method of a vehicle motor control system having a wireless receiving unit and a converter and inverter unit,
A voltage receiving step in which the wireless receiver receives an AC voltage from an external power source according to a wireless charging mode;
A rectifying step of converting the AC voltage into a DC voltage in at least a part of the converter and inverter unit; And
A transformation step of converting the DC voltage converted in the rectifying step into a battery charging voltage in a part of the converter and inverter unit not used in the rectifying step;
A method of operating a vehicle motor control system comprising a. 제 10 항에 있어서,
제어부가 무선 충전 모드 또는 모터 제어 모드 중에서 어느 하나의 모드로 동작하는 모드 동작 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 모터 제어 시스템의 동작 방법.The method of claim 10,
A method of operating a vehicle motor control system, further comprising a mode operation step of the control unit operating in either a wireless charging mode or a motor control mode. 제 11 항에 있어서,
상기 모터 제어 모드에 따라 상기 컨버터겸용 인버터부가 배터리의 전압을 이용하여 차량 구동용 모터를 제어하는 모터 제어 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 모터 제어 시스템의 동작 방법.The method of claim 11,
The method of operating a vehicle motor control system, further comprising: a motor control step of controlling a motor for driving a vehicle by using a voltage of a battery by the converter and inverter unit according to the motor control mode. 제 10 항에 있어서,
상기 정류 단계에서,
상기 컨버터겸용 인버터부의 적어도 일부 구성을 이용하여 교류 전압을 직류 전압으로 변환하기 위한 PFC 회로를 구현하는 것을 특징으로 하는 차량 모터 제어 시스템의 동작 방법.The method of claim 10,
In the rectifying step,
A method of operating a vehicle motor control system, comprising implementing a PFC circuit for converting an AC voltage into a DC voltage by using at least a part of the converter and inverter unit. 제 10 항에 있어서,
상기 변압 단계에서,
상기 정류 단계에서 이용되지 않은 상기 컨버터겸용 인버터부의 일부 구성을 이용하여 상기 직류 전압의 변압을 위한 컨버터 회로를 구현하는 것을 특징으로 하는 차량 모터 제어 시스템의 동작 방법.The method of claim 10,
In the transformation step,
A method of operating a vehicle motor control system, characterized in that a converter circuit for transforming the DC voltage is implemented by using a part of the converter and inverter unit not used in the rectifying step.
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