KR20210051227A - 전기 자동차의 충전기 및 전동기 드라이버 일체형 전력장치 - Google Patents

전기 자동차의 충전기 및 전동기 드라이버 일체형 전력장치 Download PDF

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유수엽
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Abstract

전기 자동차에 필수적으로 구비되는 전동기 구동회로와 축전지 충전기를 단일의 전력회로로 구현하여, 전체 시스템의 구성을 단순화하면서도 전체 시스템의 효율증가를 도모할 수 있는 전기 자동차의 충전기 및 전동기 드라이버 일체형 전력장치에 관한 것으로서, 제어기에서 전기 자동차의 동작 모드인 전동기 구동모드와 충전모드에 따라 전력 스위칭 제어신호를 출력하고, 통합 전력제어부에서 전력 스위칭 제어신호에 따라 전동기 구동모드에서는 배터리의 방전 전력으로 전동기를 구동하고, 감속시 전동기의 에너지를 회수하여 배터리에 충전하며, 충전모드에서는 충전기로부터 공급되는 충전 전력으로 배터리를 충전함으로써, 단일의 전력회로로 전동기 구동, 다이내믹 브레이크, 충전 기능을 모두 수행할 수 있게 된다.

Description

전기 자동차의 충전기 및 전동기 드라이버 일체형 전력장치{Power apparatus on board charger and electric motor driver of electric vehicle}
본 발명은 전기 자동차의 충전기 및 전동기 드라이버 일체형 전력장치에 관한 것으로, 특히 전기 자동차에 필수적으로 구비되는 전동기 구동회로와 축전지 충전기를 단일의 전력회로로 구현하여, 전체 시스템의 구성을 단순화하면서도 전체 시스템의 효율증가를 도모할 수 있는 전기 자동차의 충전기 및 전동기 드라이버 일체형 전력장치에 관한 것이다.
일반적으로, 충전 시스템을 가진 전기 자동차는 전동기 드라이버와는 별개로 별도의 충전기(On-Board Battery Charger)가 마련되어 있다. 이 충전기는 외부의 전기를 배터리에 충전할 때만 사용하며, 차량이 충전소 또는 주차하고 있을 때 사용한다.
도 1은 충전 시스템을 가진 일반적인 전기 자동차의 블록 구성도이다.
배터리(Battery Pack)는 가급적 높은 전압의 정격전압을 가진 형태로 구성되어 전동기(Electric Motor)에 충분한 전류를 흘려, 운행에 필요한 강한 구동력을 구하기 쉬운 형태로 구성한다. 충전기는 교류를 입력받거나 직류를 받거나 축전지의 상태, 가령 온도나 충전상태에 적절한 최적상태의 전류를 축전지에 보내준다.
전동기의 전력을 제어하는 구동회로(Traction Drive)가 있는데, 전동기에 전력을 입력하여 가속하는데 사용한다. 현재 전기 자동차의 이 구동회로는 가속을 담당하고 감속은 다른 변환기로 구현하는 회로방식과 한 개의 회로가 두 가지 일을 담당하는 형태로 구분된다.
현재 시중에서 사용되는 하이브리드 차량 및 전기 자동차에서 감속은 전동기의 운동에너지를 전력에너지로 변환하여 배터리로 보내는 일로, 그 기술이 다루기가 까다로워 별도의 발전기로 제동력을 배터리로 보내는 방식으로 구현하는 방식을 많이 사용한다. 이는 현재 가속에서 감속 또는 감속에 정지시 특정구간에서 전동기 전력의 불연속으로 생기는 저크(Jerk)로 인한 불편함을 제거하기 위한 기술이다. 이러한 이유로 현재 대부분의 전기 자동차는 별도의 충전기와 제어기, 전동기, 발전기, 배터리로 구성되어 있는 차량이 많다(대한민국 공개특허 10-2014-0137182 참조).
이와 같이 일반적인 시중에서 운용중인 전기 자동차는 부드러운 가속과 감속의 전환을 위하여 전동기 드라이버 회로와 축전지 충전기 회로가 별도의 회로시스템으로 구성되어 운영되는 시스템이 많다.
이러한 시스템은 복수 개의 전력 회로로 구현되므로, 중량의 증가와 함께 시스템의 부품 수가 증가하여 고장 요인의 증가를 수반한다.
한편, 도 1과 같은 일반적인 전기 자동차 시스템은, 축전지를 충전하는 중에는 고정된 전력선을 연결하여 전기 자동차의 축전지를 충전하고, 전동기는 운행하지 않는다. 이때 전동기를 구동하는 전동기 구동회로(모터 드라이버)는 동작하지 않는다. 반대로 전동차가 움직이는 경우에는 전력선과 충전기와 연결을 제거하고 난 후에 차량이 움직이므로, 이 경우 충전기는 전혀 동작을 하지 않는 상태가 된다.
즉, 현재 운용되는 대부분의 전기 차량은 충전기와 전동기 드라이버 두 회로가 동시에 동작하는 경우가 없다. 이는 회로의 낭비 요소도 되고, 고장요소가 될 수도 있다.
대한민국 공개특허 10-2014-0137182(2014.12.02. 공개)(플러그인 하이브리드 차량 구동 장치 및 그 제어방법)
따라서 본 발명은 상기와 같은 일반적인 플러그인 전기 자동차 및 종래기술에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서, 전기 자동차에 필수적으로 구비되는 전동기 구동회로와 축전지 충전기를 단일의 전력회로로 구현하여, 전체 시스템의 구성을 단순화하면서도 전체 시스템의 효율증가를 도모할 수 있는 전기 자동차의 충전기 및 전동기 드라이버 일체형 전력장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 "전기 자동차의 충전기 및 전동기 드라이버 일체형 전력장치"는, 전기 자동차의 동작 모드인 전동기 구동모드와 충전모드에 따라 전력 스위칭 제어신호를 출력하는 제어기; 상기 제어기에서 출력된 전력 스위칭 제어신호에 따라 전동기 구동모드에서는 배터리의 방전 전력으로 전동기를 구동하고, 감속시 전동기의 에너지를 회수하여 상기 배터리에 충전하며, 충전모드에서는 외부 충전기 단자로부터 공급되는 전력으로 상기 배터리를 충전하는 통합 전력제어부; 상기 통합 전력제어부와 상기 전동기와 상기 외부의 충전기의 사이에 개재되어, 상기 제어기의 전력 스위칭 제어신호에 따라 상기 통합 전력제어부를 선택적으로 상기 전동기와 상기 충전기에 연결해주는 전력 스위치부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 전력 스위칭 제어신호는 상기 통합 전력제어부를 제어하기 위한 PWM 전력 제어신호와 상기 전력 스위치부의 스위칭을 제어하기 위한 전력 스위치 제어신호를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 통합 전력제어부는 단일의 전력회로를 이용하여 상기 배터리와 상기 전동기와 상기 충전기를 선택적으로 연결해주는 것을 특징으로 한다.
상기 통합 전력제어부는 상기 제어기에서 발생한 PWM 전력 제어신호에 따라 고속 스위칭을 하여 3 상(U, V, W)의 전압을 전동기에 출력하는 인버터부; 상기 3 상에 각각 직렬로 연결되어 EMI를 감쇠하는 인덕터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 전력 스위치부는 상기 제어기에서 출력되는 전력 스위치 제어신호에 따라 전동기모드에서는 상기 통합 전력제어부와 상기 전동기를 연결해주고, 충전모드에서는 상기 통합 전력제어부와 상기 충전기를 연결해주는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 단일의 전력 회로를 이용하여 전동기 구동, 다이내믹 브레이크 제어, 충전기 동작을 수행할 수 있어, 전체적인 전기 자동차 시스템의 구성을 단순화할 수 있으며, 시스템 구성 부품수의 감소로 고장 요인을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
특히, 단일의 전력회로로 전동기 구동, 발전기 구동, 충전기 역할을 수행할 수 있어, 전체 시스템 구현 비용을 절감할 수 있으며, 전체 시스템의 효율 향상도 도모할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 플러그인 전기 자동차의 시스템 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 전기 자동차의 충전기 및 전동기 드라이버 일체형 전력장치의 회로도,
도 3은 본 발명에서 충전시의 충전 전류 및 전압 예시도,
도 4는 본 발명에서 전동기를 경부하로 구동하는 예시도,
도 5는 본 발명에서 전동기를 중부하로 구동하는 예시도,
도 6은 본 발명에서 전동기를 경부하 전동기 모드로 구동하는 예시도,
도 7은 본 발명에서 전동기를 중부하 전동기 모드로 구동하는 예시도,
도 8은 본 발명에서 전류 센서와 전압 검출기의 구현 예시 도이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 전기 자동차의 충전기 및 전동기 드라이버 일체형 전력장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
이하에서 설명되는 본 발명에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 전기 자동차의 충전기 및 전동기 드라이버 일체형 전력장치의 회로도로서, 제어기(10), 통합 전력 제어부(20), 배터리(30), 전동기(40), 충전기(50) 및 전력 스위치부(60)를 포함할 수 있다.
제어기(10)는 전기 자동차의 동작 모드인 전동기 구동모드와 충전모드에 따라 전력 스위칭 제어신호를 출력하여 전동기 구동, 다이내믹 브레이크, 충전 동작을 전체적으로 제어하는 역할을 한다. 이러한 제어기(10)는 펌웨어(Firmware)가 탑재된 마이크로프로세서와 같은 디지털 컨트롤러를 이용할 수 있다. 여기서 전력 스위칭 제어신호는 상기 통합 전력제어부(20)를 제어하기 위한 PWM 전력 제어신호와 상기 전력 스위치부(60)의 전력 스위치 스위칭을 제어하기 위한 전력 스위치 제어신호를 포함할 수 있다.
통합 전력제어부(20)는 상기 제어기(10)에서 출력된 전력 스위칭 제어신호에 따라 전동기 구동모드에서는 배터리(30)의 방전 전력으로 전동기(40)를 구동하고, 감속시 전동기(40)의 에너지를 회수하여 상기 배터리(30)에 충전하며, 충전모드에서는 충전기(50)로부터 공급되는 충전 전력으로 상기 배터리(30)를 충전하는 역할을 한다. 이러한 통합 전력제어부(20)는 단일의 전력회로를 이용하여 상기 배터리(30)와 상기 전동기(40)와 상기 충전기(50)를 선택적으로 연결하여 전력의 흐름을 제어할 수 있다. 상기 통합 전력제어부(20)는 상기 제어기(10)에서 발생한 PWM 전력 제어신호에 따라 고속 스위칭을 하여 3 상(U, V, W)의 전압을 전동기(40)에 출력하는 인버터부(20), 상기 3 상에 각각 직렬로 연결되어 EMI(Electrode Magnetic Interference)를 감쇠하는 인덕터(22 ~ 24)를 포함한다.
전력 스위치(60)는 상기 통합 전력제어부(20)와 상기 전동기(40)와 상기 충전기(50)의 사이에 개재되어, 상기 제어기(10)의 전력 스위칭 제어신호에 따라 상기 통합 전력제어부(20)를 선택적으로 상기 전동기(40)와 상기 충전기(50)에 연결해주는 역할을 한다. 이러한 전력 스위치부(60)는 상기 제어기(10)에서 출력되는 전력 스위치 제어신호에 따라 전동기모드에서는 상기 통합 전력제어부(20)와 상기 전동기(40)를 연결해주고, 충전모드에서는 상기 통합 전력제어부(20)와 상기 충전기(50)를 연결해준다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 전기 자동차의 충전기 및 전동기 드라이버 일체형 전력장치의 동작을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
플러그인 전기 자동차는 충전기 동작과 전동기 구동 동작이 상호 배타적으로 동작하므로, 제어기(10)는 전기 자동차 동작 모드를 확인하여, 단일의 전력 회로인 통합 전력제어부(20)를 전동기모드와 충전모드에 따라 적절하게 제어하여, 하나의 전력회로로 3가지 기능 즉, 전동기모드에서 가속 기능과 감속시 다이내믹 브레이크 기능, 그리고 충전모드에서 충전 기능을 수행한다. 물론, 전체 시스템의 휴지 및 정지라는 기능도 수행한다.
먼저, 충전모드로서 동작하는 경우, 제어기(10)는 전력 스위칭 제어신호로 전력 스위치 제어신호를 출력하여 전력 스위치부(60)를 제어한다, 이러한 제어에 따라 전력 스위칭부(60)의 상별 전력 스위치(61 ~ 63)는 스위칭 동작을 하여, 충전기(50)와 통합 전력제어부(20)를 상호 연결한다. 즉, 입력 1상 또는 3 상 전력선과 통합 전력제어부(20)가 상호 연결된다. 각 전력선은 입력 1상 또는 3 상의 교류 전력선이 되며, 각상의 전압과 전류는 세밀하게 측정된다. 이로 인해 입력 1상 또는 각 3 상의 전류는 도 3과 같은 전류와 전압이 되도록 제어기(10)에서 통합 전력제어부(20)의 전력 스위치 트랜지스터(Q1 ~ Q6)의 온/오프 시간을 제어하면, 각 상에 연결된 인덕터(22 ~ 24)는 전력 스위치 트랜지스터(Q1 ~ Q6)가 원하는 전류가 되도록 작용을 한다. 여기서 상별 전력 스위치(61 ~ 63)는 모두 동시에 동일하게 동작한다. 즉, 접점 a와 접점 b, 접점 a'와 접점 b', 접점 a"와 접점 b"가 접속된다.
이렇게 전력 스위치의 동작에 의해 충전기(50)에서 출력되는 충전 전력은 전력 스위치부(60), 통합 전력 제어부(20)를 통해 축전지인 배터리(30)에 충전된다.
여기서 배터리(30)는 실제 다수의 배터리가 직렬/병렬로 이루어진다. 가급적 높은 전압의 정격전압을 가진 형태로 구성되어 전동기(40)에 충분한 전류를 흘려, 운행에 필요한 강한 구동력을 구하기 쉬운 형태로 구성하는 것이 바람직하다. 충전기(50)는 교류를 입력받거나 직류를 받거나 배터리(30)의 상태 즉, 온도나 충전상태에 적절한 최적상태의 전류를 배터리(30)에 공급한다.
충전기(50)는 입력되는 교류나 직류의 전력을 배터리(30)에 충전하기 위한 전압과 전류제어장치로 동작한다. 여기서 배터리의 전압을 충전기 포트로 입력되는 전압보다 높은 전압의 배터리를 채용하고자 한다. 이는 배터리가 고전압일 경우, 전동기의 배선이나 구리나 알루미늄의 전선들이 가늘어져서, 시스템 제작이 더욱 쉬워지기 때문이다. 따라서 현재보다 높은 전압으로 구현되는 배터리가 많아지고 있어, 앞으로는 충전기에서 입력되는 전압보다 높은 전압을 가진 시스템이 많아질 것이기 때문이다. 본 발명은 이러한 충전기(50)가 입력전압보다 높은 시스템일 경우 회로가 입력전압을 상승시켜 배터리(30)에 충전하는 형태의 회로가 구성될 수 있다.
다음으로, 전동기모드로 동작하는 경우, 상기 제어기(10)는 전력 스위칭 제어신호로 전력 스위치 제어신호와 PWM 전력 제어신호를 출력하여 통합 전력제어부(20)와 전력 스위치부(60)를 제어한다, 이러한 제어에 따라 전력 스위칭부(60)의 상별 전력 스위치(61 ~ 63)는 스위칭 동작을 하여, 전동기(40)와 통합 전력제어부(20)를 상호 연결한다. 여기서 상별 전력 스위치(61 ~ 63)는 모두 동시에 동일하게 동작한다. 즉, 접점 a와 접점 c, 접점 a'와 접점 c', 접점 a"와 접점 c"가 접속된다.
여기서 전동기(40)는 효율이 좋은 BLDC 전동기로 구현될 수 있다. 본 발명의 통합 전력제어부(20)는 3 상 BLDC 전동기에 적용되는 것으로 설명하나, 본 발명의 통합 전력제어부(20)는 이것에 한정되는 것은 아니고 유도 전동기나 기타 DC 전동기의 구동에도 사용될 수 있음을 자명하다 할 것이다.
아울러 통합 전력제어부(20)의 인버터(21)를 이루는 전력 스위칭 트랜지스터(예를 들어, MOS FET)(Q1 ~ Q6)는 가속시 입력되는 상별(U, V, W) PWM 제어신호를 기초로 고속 스위칭 동작을 하여, 배터리(30)로부터 방전되는 전력을 BLDC 전동기인 전동기(40)에 3 상의 교류 전류를 인가한다. 이 전동기(40)는 3 상의 교류를 전동기의 내부 BACK EMF를 고려하여 적절한 전압과 위상의 전압을 인가하면 전동기(40)를 효율 좋게 구동할 수 있다.
3 상 전동기(40)의 경우 중성 점을 중심으로 3 상이 120ㅀ의 지연이나 진상된 형태로 대칭으로 동작하므로, 설명의 편의를 위해 본 발명에서는 1개의 상만 설명하기로 한다.
전동기(40)를 전동기모드로 동작시킬 때, 전동기(40) 외부에서 단자 전압과 주파수, 위상을 고려하여 전압과 전류를 제어한다. 이 경우 자동차가 천천히 가속하는 경우나, 정속주행인 경부하인 경우와 자동차가 급가속하거나 경사가 급한 언덕길을 올라가는 중부하의 경우에 모두 해당한다.
도 4는 전동기(40)에 경미한 기계적 부하가 인가된 경우, 1 상의 전류와 전압 즉, 교류 전력의 흐름을 보여 주고 있고, 도 5는 중부하일 경우 전력의 흐름을 보여 주고 있다. 이 두 가지 경우를 보면 전동기(40)로 동작하는 경우 전류의 크기만 차이가 날뿐, 구동시스템에는 큰 차이 없는 형태의 구성으로 동작하고 있음을 알 수 있다. 즉, 이 차이점은 전동기의 내부의 Back EMF 전압과 전류의 위상차이다.
도면에는 도시하지 않았지만, 제어기(10)는 전동기(40)로 동작할 경우, 전동기(40)의 내부 저항, 인덕터(22 ~ 24) 및 내부의 BACK-EMF를 충분히 연산으로 추적할 수 있는 소프트웨어를 이용하여, 최적으로 PWM 제어 신호를 발생하는 것이 바람직하다.
즉, 도 8에 도시한 바와 같이, 전동기(40)와 통합 전력제어부(20) 간에 연결된 전류 센서(71)와 전압 검출기(72)를 이용하여 전동기(40)에 공급하는 전류 및 전압을 측정하고, 이 측정된 데이터와 수학적 모델을 상기 소프트웨어로 연산하여, 전동기의 내부의 저항, 인덕터 및 BACK-EMF를 정확하게 추정한다. 이어 추정 결과를 기초로 전력 스위치 트랜지스터(Q1 ~ Q6)의 적절한 단자전압을 인가하여, 전동기(40)의 가속과 감속을 자유롭게 구현하는 한편, 감속시 그 전동기의 에너지를 배터리로 효율적으로 반환하도록 한다. 여기서 상시 전류/전압 측정을 통해 제어기(10)가 원하는 전압/전류가 되는지를 측정하고, 이를 기초로 PWM 제어신호를 가변하여 전동기(40)를 원하는 속도로 제어하는 기술은 BLDC 전동기를 구현하는 기술 분야에 잘 알려진 기술을 그대로 채택하여 사용하기로 한다.
다음으로, 전동기 모드에서 감속이 발생하는 경우, 전동기(40)와 연결된 기계적 부하의 에너지를 배터리(30)에 충전하기 위해, 전동기(40)를 발전기 모드로 동작시키고, 그 에너지를 전기 에너지로 변환시켜 배터리(30)를 충전한다. 즉, 전동기의 전류가 내부의 BACK EMF의 전압 위상과 180ㅀ 다른 위상의 전류가 흘려주게 구동한다. 이때, 전동기(40)는 발전기의 동작을 하고, 상기 통합 전력제어부(20)는 정류기의 역할을 한다. 이 발전되어 배터리(30)에 보내지는 전력은 전동기(40)가 브레이크로 동작하는 상태로 경부하와 중부하로 나누어질 수 있다.
이때 경부하시의 경우 전류의 발전모드는 전력이 크게 시스템에 영향을 끼치지 않으므로 단락을 시키는 등 간단하게 브레이크로 구동할 수 있다. 이 방법은 이미 대한민국 공개번호 10-2019-0090309호에 개시되어 있으므로, 이를 참조하기로 한다. 이때에도 적절한 위상과 전압의 교류를 통합 전력제어부(20)가 구성하여 준다면 전동기(40)의 전력은 전동기 내부에서 소모되기보다는 배터리(30)로 흘러들어가게 할 수 있다.
이 방법은 상기 대한민국 공개특허 10-2019-0090309호에서 구현하는 방법보다도 더 강력하게 전동기(40)에 브레이크 인가가 가능하고 즉, 중부하일 경우에도 전동기(40)의 단자를 단락시켜 브레이크를 거는 방법보다도 더 강한 전력을 전동기(40)에서 배터리(30)로 흘려보내 더욱 광범위한 범위로 전동기가 브레이크동작을 한다. 즉 가능한 넓은 동작범위, 중부하나 경부하, 고속이나 저속에도 전력을 배터리로 보내어, 보다 에너지 효율이 높은 브레이크로 동작하도록 할 수 있다.
도 6 및 도 7의 위상다이어그램은 전동기의 전류를 배터리에 보내는 경우이다. 특히, 도 6과 같은 구동방식은 수동식 동적 브레이크방식인 전동기의 전원단자를 단락시켰을 때보다도 더욱 강한 브레이크가 인가됨을 알 수 있다.
이상 상세히 설명한 본 발명에 따르면 첫째, 전기 차량의 구동 전동기와 제어기 하나로 충전기와 전동기 드라이브로 이루어지는 전체 시스템을 간단하게 구현할 수 있으며, 둘째, 전동기가 전동기 모드와 발전기 모드로 저속에서 고속, 경 부하에서 중부하의 영역 모두 전동기와 배터리 간의 전류소통을 원활하게 하여 고효율의 시스템을 구현할 수 있으며, 셋째, 충전 기능 역시 전동기 구동부가 그 기능을 담당하여 전체 시스템의 부속품 숫자를 줄여 저렴한 시스템을 구현할 수 있는 것이다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다.
10: 제어기
20: 통합 전력제어부
21: 인버터부
22 ~ 24: 인덕터
30: 배터리
40: 전동기
50: 충전기
60: 전력 스위치부
61 ~ 63: 전력 스위치
71 ~ 72 : 전압 센서 및 전류 센서

Claims (5)

  1. 전기 자동차의 동작 모드인 전동기 구동모드와 충전모드에 따라 전력 스위칭 제어신호를 출력하는 제어기;
    상기 제어기에서 출력된 전력 스위칭 제어신호에 따라 전동기 구동모드에서는 배터리의 방전 전력으로 전동기를 구동하고, 감속시 전동기의 에너지를 회수하여 상기 배터리에 충전하며, 충전모드에서는 충전기로부터 공급되는 충전 전력으로 상기 배터리를 충전하는 통합 전력제어부; 및
    상기 통합 전력제어부와 상기 전동기와 상기 충전기의 사이에 개재되어, 상기 제어기의 전력 스위칭 제어신호에 따라 상기 통합 전력제어부를 선택적으로 상기 전동기와 상기 충전기에 연결해주는 전력 스위치부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 충전기 및 전동기 드라이버 일체형 전력장치.
  2. 청구항 1에서, 상기 전력 스위칭 제어신호는 상기 통합 전력제어부를 제어하기 위한 PWM 전력 제어신호와 상기 전력 스위치부의 스위칭을 제어하기 위한 전력 스위치 제어신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 충전기 및 전동기 드라이버 일체형 전력장치.
  3. 청구항 1에서, 상기 통합 전력제어부는 단일의 전력회로를 이용하여 상기 배터리와 상기 전동기와 상기 충전기를 선택적으로 연결해주는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 충전기 및 전동기 드라이버 일체형 전력장치.
  4. 청구항 1 또는 3에서, 상기 통합 전력제어부는 상기 제어기에서 발생한 PWM 전력 제어신호에 따라 고속 스위칭을 하여 3 상(U, V, W)의 전압을 전동기에 출력하는 인버터부; 상기 3 상에 각각 직렬로 연결되어 EMI를 감쇠하는 인덕터를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 충전기 및 전동기 드라이버 일체형 전력장치.
  5. 청구항 1에서, 상기 전력 스위치부는 상기 제어기에서 출력되는 전력 스위치 제어신호에 따라 전동기모드에서는 상기 통합 전력제어부와 상기 전동기를 연결해주고, 충전모드에서는 상기 통합 전력제어부와 상기 충전기를 연결해주는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 충전기 및 전동기 드라이버 일체형 전력장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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