KR20230019382A - 전기 차량에 대한 토크 등화 결함 응답 - Google Patents

전기 차량에 대한 토크 등화 결함 응답 Download PDF

Info

Publication number
KR20230019382A
KR20230019382A KR1020220015271A KR20220015271A KR20230019382A KR 20230019382 A KR20230019382 A KR 20230019382A KR 1020220015271 A KR1020220015271 A KR 1020220015271A KR 20220015271 A KR20220015271 A KR 20220015271A KR 20230019382 A KR20230019382 A KR 20230019382A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
processor
power
power inverter
fault
inverter
Prior art date
Application number
KR1020220015271A
Other languages
English (en)
Inventor
리차드 엠. 브리즈
브라이언 엔. 해리스
실바 히티
다니엘 엘. 코발레프스키
스티븐 이. 슐츠
데이비드 탕
Original Assignee
리비안 아이피 홀딩스, 엘엘씨
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 리비안 아이피 홀딩스, 엘엘씨 filed Critical 리비안 아이피 홀딩스, 엘엘씨
Publication of KR20230019382A publication Critical patent/KR20230019382A/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/51—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells characterised by AC-motors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/003—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to inverters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K1/04—Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/007—Physical arrangements or structures of drive train converters specially adapted for the propulsion motors of electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0061—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to electrical machines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0084—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to control modules
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0092—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption with use of redundant elements for safety purposes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/08—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of electric propulsion units, e.g. motors or generators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/10—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/02—Control of vehicle driving stability
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00—Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W50/04—Monitoring the functioning of the control system
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • H02M1/325—Means for protecting converters other than automatic disconnection with means for allowing continuous operation despite a fault, i.e. fault tolerant converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M5/00—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
    • H02M5/40—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc
    • H02M5/46—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by dynamic converters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2210/00—Converter types
    • B60L2210/40—DC to AC converters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2220/00—Electrical machine types; Structures or applications thereof
    • B60L2220/40—Electrical machine applications
    • B60L2220/42—Electrical machine applications with use of more than one motor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/42—Drive Train control parameters related to electric machines
    • B60L2240/421—Speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/42—Drive Train control parameters related to electric machines
    • B60L2240/423—Torque
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00—Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W2050/0001—Details of the control system
    • B60W2050/0002—Automatic control, details of type of controller or control system architecture
    • B60W2050/0004—In digital systems, e.g. discrete-time systems involving sampling
    • B60W2050/0005—Processor details or data handling, e.g. memory registers or chip architecture
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/08—Electric propulsion units
    • B60W2510/081—Speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/91—Electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/92—Hybrid vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

다양한 개시된 실시예들은 예시적인 제어기들, 이중 전력 인버터 모듈들, 및 전기 차량들을 포함한다. 예시적인 실시예에서, 제어기는 구동 유닛에 대한 제1 및 제2 전력 인버터와 연관된 하나 이상의 프로세서들을 포함한다. 하나 이상의 프로세서들에 대한 컴퓨터 판독가능 매체들은 제1 전력 인버터 및 제2 전력 인버터로부터 선택된 인버터와 연관된 결함에 응답하여 하나 이상의 프로세서들이 제1 전력 인버터 및 제2 전력 인버터에 동일한 결함 액션을 적용하게 하도록 구성된 컴퓨터 실행가능 명령어들을 저장하도록 각각 구성되며, 여기서 동일한 결함 액션은 구동 유닛에 동작가능하게 결합된 각각의 차축에 등화된 토크를 인가하는 것을 포함한다.

Description

전기 차량에 대한 토크 등화 결함 응답{TORQUE-EQUALIZING FAULT RESPONSE FOR ELECTRIC VEHICLE}
본 발명은 전기 차량들의 구동 유닛들을 위한 인버터들에 관한 것이다. 구동 유닛당 2개의 전기 모터들을 갖는 종래의 전기 차량은 2개의 인버터들(모터당 하나의 인버터)을 갖고, 각각의 인버터는 그 자체의 인버터 제어기에 의해 제어된다. 각각의 인버터에 대한 별도의 인버터 제어기의 사용은 가중치를 추가하고 에너지 소비를 증가시켜, 이에 의해, 차량 범위를 감소시킨다.
다양한 개시된 실시예들은 예시적인 제어기들, 이중 전력 인버터 모듈(dual power inverter module, DPIM)들, 및 전기 차량들을 포함한다.
예시적인 실시예에서, 제어기는 전기 차량을 위한 구동 유닛에 대한 제1 및 제2 전력 인버터와 연관된 하나 이상의 프로세서들을 포함한다. 하나 이상의 프로세서들에 대한 하나 이상의 컴퓨터 판독가능 매체들은 제1 전력 인버터 및 제2 전력 인버터로부터 선택된 인버터와 연관된 결함에 응답하여 그의 연관된 프로세서가 제1 전력 인버터 및 제2 전력에 동일한 결함 액션을 적용하게 하도록 구성된 컴퓨터 실행가능 명령어들을 저장하도록 각각 구성되며, 여기서 동일한 결함 액션은 구동 유닛에 동작가능하게 결합된 각각의 차축에 등화된 토크를 인가하는 것을 포함한다.
다른 예시적인 실시예에서, 이중 전력 인버터 모듈은 고전압 직류(DC) 전력의 소스에 전기적으로 접속가능한 DC 링크 커패시터를 포함한다. 제1 전력 인버터는 DC 링크 커패시터에 전기적으로 접속가능하고, 고전압 DC 전력을 3-상 고전압 교류(AC) 전력으로 변환하도록 구성된다. 제1 전력 인버터는 3-상 고전압 AC 전력을 제1 전기 모터에 공급하도록 추가로 구성된다. 제2 전력 인버터는 DC 링크 커패시터에 전기적으로 접속가능하고, 고전압 DC 전력을 3-상 고전압 AC 전력으로 변환하도록 구성된다. 제2 전력 인버터는 3-상 고전압 AC 전력을 제2 전기 모터에 공급하도록 추가로 구성된다. 제어기는 전기 차량을 위한 구동 유닛에 대한 제1 및 제2 전력 인버터와 연관된 하나 이상의 프로세서들을 포함한다. 제1 프로세서에 대한 하나 이상의 컴퓨터 판독가능 매체들 및 제2 컴퓨터 판독가능 매체들은 제1 전력 인버터 및 제2 전력 인버터로부터 선택된 인버터와 연관된 결함에 응답하여 그의 연관된 프로세서가 제1 전력 인버터 및 제2 전력 인버터에 동일한 결함 액션을 적용하게 하도록 구성된 컴퓨터 실행가능 명령어들을 저장하도록 각각 구성되며, 여기서 동일한 결함 액션은 구동 유닛에 동작가능하게 결합된 각각의 차축에 등화된 토크를 인가하는 것을 포함한다.
다른 예시적인 실시예에서, 전기 차량은, 차량 본체, 차량 본체 내에 배치되는 고전압 직류(DC) 전기 배터리, (예컨대, 바퀴들에 결합된) 차축들의 적어도 하나의 세트를 회전시키도록 기계적으로 결합가능한 제1 및 제2(예컨대, 좌측 및 우측) 전기 모터들, 및 적어도 하나의 이중 전력 인버터 모듈을 포함한다. 적어도 하나의 이중 전력 인버터 모듈은, 고전압 DC 전기 배터리에 전기적으로 접속가능한 DC 링크 커패시터; DC 링크 커패시터에 전기적으로 접속가능하고, 고전압 DC 전력을 3-상 고전압 교류(AC) 전력으로 변환하도록 구성되고, 3-상 고전압 AC 전력을 제1 및 제2(예컨대, 좌측 및 우측) 전기 모터들로부터 선택된 전기 모터에 공급하도록 추가로 구성된 제1 전력 인버터; DC 링크 커패시터에 전기적으로 접속가능하고, 고전압 DC 전력을 3-상 고전압 AC 전력으로 변환하도록 구성되고, 3-상 고전압 AC 전력을 좌측 및 우측 전기 모터들로부터 선택된 다른 전기 모터에 공급하도록 추가로 구성된 제2 전력 인버터; 및 제1 전력 인버터 및 제2 전력 인버터에 전기적으로 접속가능한 공통 제어기를 포함한다. 공통 제어기는 제1 전력 인버터 및 제2 전력 인버터를 제어하도록 구성된다. 공통 제어기는 제1 전력 인버터 및 제2 전력 인버터와 연관된 하나 이상의 프로세서들을 포함한다. 제1 프로세서 및 제2 프로세서에 대한 하나 이상의 컴퓨터 판독가능 매체들은 제1 전력 인버터 및 제2 전력 인버터로부터 선택된 인버터와 연관된 결함에 응답하여 그의 연관된 프로세서가 제1 전력 인버터 및 제2 전력 인버터에 동일한 결함 액션을 적용하게 하도록 구성된 컴퓨터 실행가능 명령어들을 저장하도록 각각 구성되며, 여기서 동일한 결함 액션은 구동 유닛에 동작가능하게 결합된 각각의 차축에 등화된 토크를 인가하는 것을 포함한다.
전술된 요약은 단지 예시적일 뿐이며 어떠한 방식으로든 제한하려는 것은 아니다. 전술된 예시적인 태양들, 실시예들, 및 특징들에 더하여, 추가의 태양들, 실시예들, 및 특징들은 도면 및 하기의 상세한 설명을 참조하여 명백해질 것이다.
예시적인 실시예들은 도면의 참조 도면들에 도시되어 있다. 본 명세서에 개시된 실시예들 및 도면들은 제한적이기보다는 예시적인 것으로 간주되어야 한다고 의도된다.
도 1a는 적어도 하나의 구동 유닛을 갖는 예시적인 전기 차량의 개략도이다.
도 1b는 예시적인 구동 유닛들을 갖는, 도 1의 전기 차량의 하부 본체 구조물의 사시도이다.
도 2a는 도 1b의 예시적인 구동 유닛의 사시도이다.
도 2b는 도 1b의 구동 유닛의 다른 사시도이다.
도 2c는 도 1b의 구동 유닛의 측면도이다.
도 2d는 도 1b의 구동 유닛의 분해 사시도이다.
도 2e는 다른 예시적인 구동 유닛의 사시도이다.
도 3a는 공통 제어부를 갖는 예시적인 이중 인버터의 부분 개략 형태의 블록도이다.
도 3b는 공통 제어부를 갖는 예시적인 이중 인버터의 사시도이다.
도 4a는 공통 DC 링크 커패시터를 갖는 예시적인 이중 인버터의 단순화된 개략도이다.
도 4b 및 도 4c는 상쇄를 갖지 않는 리플 파형들의 그래프들이다.
도 4d는 펄스 폭 변조 클록들을 동기화시키기 위한 예시적인 방법의 흐름도이다.
도 4e 및 도 4f는 상쇄를 갖는 예시적인 리플 파형들의 그래프들이다.
도 4g는 룩업 테이블을 도시한다.
도 5a는 구동 유닛의 인버터들 둘 모두를, 어느 하나의 인버터와 연관된 검출된 결함에 응답하여 안전한 상태로 두도록 구성된 예시적인 컴포넌트들의 블록도이다.
도 5b는 토크 대 속도의 그래프이다.
도 5c는 도 5a의 컴포넌트들의 세부사항들의 블록도이다.
도 5d는 3-단자 전력 반도체 디바이스들의 단선된(open) 상부 및 하부 뱅크들의 단순화된 개략도이다.
도 5e는 3-단자 전력 반도체 디바이스들의 단락된(shorted) 하부 뱅크의 단순화된 개략도이다.
도 5f는 3-단자 전력 반도체 디바이스의 단락된 상부 뱅크의 단순화된 개략도이다.
도 5g는 구동 유닛의 인버터들 둘 모두를, 어느 하나의 인버터와 연관된 검출된 결함에 응답하여 안전한 상태로 두는 예시적인 방법의 흐름도이다.
도 6a는 저전압 DC 전력의 손실을 검출하기 위한 예시적인 회로의 개략도이다.
도 6b는 저전압 DC 전력을 제공하기 위한 예시적인 백업 회로의 세부사항들의 부분 개략 형태의 블록도이다.
도 6c는 구동 유닛의 인버터들 둘 모두를, 저전압 DC 전력의 손실에 응답하여 안전한 상태로 두는 방법의 흐름도이다.
다양한 도면에서의 유사한 참조 부호들은 대체적으로 유사한 요소들을 나타낸다.
하기의 상세한 설명에서, 본 명세서의 일부를 형성하는 첨부 도면이 참조된다. 도면에서, 유사한 부호들은, 문맥이 달리 지시하지 않는 한, 전형적으로 유사한 컴포넌트들을 식별한다. 상세한 설명, 도면, 및 청구범위에 기술된 예시적인 실시예들은 제한적인 것으로 의도되지 않는다. 본 명세서에 제시된 주제의 사상 또는 범주를 벗어나지 않으면서, 다른 실시예들이 이용될 수 있고, 다른 변화들이 이루어질 수 있다.
다양한 개시된 실시예들은 예시적인 이중 전력 인버터 모듈들, 전기 차량들, 및 방법들을 포함한다.
이제 도 1a 및 도 1b를 참조하면 그리고 개요로 고려해 볼 때, 다양한 실시예들에서, 전기 차량(10)은 차량 본체(12)를 포함한다. 고전압 직류(DC) 전기 배터리(14)는 차량 본체(12) 내에 배치된다. 좌측 및 우측 앞바퀴들(16)(좌측 앞바퀴(16)만이 도시됨) 및 좌측 및 우측 뒷바퀴들(18)(좌측 뒷바퀴(18)만이 도시됨)은 회전하도록 구성된다. 적어도 하나의 구동 유닛(20)이 앞바퀴들(16) 또는 뒷바퀴들(18)을 회전시키기 위해 기계적으로 결합될 수 있다(그리고 일부 실시예들에서, 하나의 구동 유닛(20)은 앞바퀴들(16)을 회전시키기 위해 기계적으로 결합가능할 수 있고, 다른 구동 유닛(20)은 뒷바퀴들(18)을 회전시키기 위해 기계적으로 결합가능할 수 있음). 각각의 구동 유닛(20)은 배터리(14)로부터 고전압 DC 전력을 수신하도록 전기적으로 접속가능하다. 각각의 구동 유닛(20)은 연관된 바퀴들(16 또는 18)을 회전시키기 위해 기계적으로 결합가능한 차축들(22A, 22B), 및 그의 연관된 차축(22A, 22B)을 각각 회전시키기 위해 기계적으로 결합가능한 전기 모터들(24A, 24B)을 포함한다. 하기에서 설명되는 바와 같이, 각각의 구동 유닛(20)은 또한, 배터리(14)로부터 고전압 DC 전력을 수신하도록 전기적으로 접속가능한 이중 전력 인버터 모듈(26)을 포함한다. 이중 전력 인버터 모듈(26)은, 고전압 DC 전력으로부터 3-상 고전압 교류(AC) 전력을 생성하도록, 그리고 3-상 고전압 AC 전력을 연관된 전기 모터에 제공하도록 구성된 2개의 인버터들(미도시)을 포함한다. 공통 제어기(도시되지 않음)는 이중 전력 인버터 모듈(26) 내의 인버터들 둘 모두를 제어하도록 구성된다.
간결성을 위해, 예시적인 세부사항들은 하기에서 모터 차량의 맥락에서 비제한적인 예로서 설명된다. 그러나, 차량(10)은 제한 없이 원하는 대로 무엇이든지 임의의 유형의 차량일 수 있다는 것이 이해될 것이다. 비제한적인 예로서 고려해 볼 때, 다양한 실시예들에서, 차량(10)은 전기 차량(즉, 완전 전기 구동 차량(all-electrically driven vehicle)) 또는 하이브리드 차량일 수 있다. 예를 들어 그리고 비제한적인 예들로서 고려해 볼 때, 다양한 실시예들에서, 차량(10)은, 제한 없이, 자동차, 트럭, 스포츠 유틸리티 차량(sport utility vehicle, SUV), 밴, 전지형 만능 차량(all-terrain vehicle, ATV), 오토바이, 전기 자전거, 트랙터, 잔디 깎는 기계, 예컨대 제한 없이, 승용 잔디 깎는 기계, 스노우모바일 등과 같은, 바퀴들 및/또는 트랙들에 의해 구동되는 모터 차량을 포함할 수 있다. 추가의 비제한적인 예들로서 고려해 볼 때, 다양한 실시예들에서, 차량(10)은, 제한 없이, 보트, 배, 잠수함, 잠수정, 자율무인잠수정(autonomous underwater vehicle, AUV) 등과 같은 해양 선박을 포함할 수 있다. 추가의 비제한적인 예들로서 고려해 볼 때, 다양한 실시예들에서, 차량(10)은, 제한 없이, 고정익 항공기(fixed wing aircraft), 회전익 항공기(rotary wing aircraft), 및 경비행기(lighter-than-air(LTA) craft)와 같은 항공기를 포함할 수 있다.
또한 간결성을 위해, 구동 유닛(20)에 관한 예시적인 세부사항들은 모터 차량의 맥락에서 설명된다. 차량(10)이 모터 차량의 예시적인 예로 제한되지 않기 때문에, 구동 유닛(20)은 또한, 모터 차량에 대한 적용가능성으로 제한되지 않는다는 것이 이해될 것이다. 이를 위해, 다양한 실시예들에서, 구동 유닛(20)의 모터(또는 모터들)는 차량(10)을 구동하도록 구성된다. 즉, 다양한 실시예들에서, 구동 유닛(20)의 전기 모터(또는 모터들)는, 제한 없이, 차량(10)과 연관된 바퀴 또는 바퀴들, 트랙 또는 트랙들, 프로펠러 또는 프로펠러들, 추진자(propulsor) 또는 추진자들, 회전자 또는 회전자들 등과 같은 임의의 추진 디바이스를 구동하는 임의의 구동 부재를 구동할 수 있다.
예를 들어, 일부 실시예들에서, 모터 차량에서, 하나의 구동 유닛(20)은 하나의 바퀴 또는 트랙을 구동하는 차축 또는 체인 링과 같은 하나의 구동 부재를 구동하도록 구성된 하나의 모터를 포함할 수 있고, 일부 다른 실시예들에서, 모터 차량에서, 하나의 구동 유닛(20)은 2개의 바퀴들 또는 2개의 트랙들을 회전시키는 차축을 구동하도록 구성된 하나의 모터를 포함할 수 있고, 일부 다른 실시예들에서, 모터 차량에서, 하나의 구동 유닛(20)은 하나의 바퀴 또는 하나의 트랙을 회전시키는 차축을 구동하도록 구성된 하나의 모터, 및 다른 바퀴 또는 다른 트랙을 회전시키는 다른 차축을 구동하도록 구성된 다른 모터를 포함할 수 있다.
유사하게, 일부 실시예들에서, 해양 선박에서, 하나의 구동 유닛(20)은 하나의 프로펠러 또는 추진자를 구동하도록 구성된 하나의 모터를 포함할 수 있고, 일부 다른 실시예들에서, 해양 선박에서, 하나의 구동 유닛(20)은 2개의 프로펠러들 또는 2개의 추진자들을 회전시키는 샤프트를 구동하도록 구성된 하나의 모터를 포함할 수 있고, 일부 다른 실시예들에서, 해양 선박에서, 하나의 구동 유닛(20)은 하나의 프로펠러 또는 추진자를 회전시키는 샤프트를 구동하도록 구성된 하나의 모터, 및 다른 프로펠러 또는 추진자를 회전시키는 다른 샤프트를 구동하도록 구성된 다른 모터를 포함할 수 있다.
마찬가지로, 일부 실시예들에서, 항공기에서, 하나의 구동 유닛(20)은 하나의 프로펠러 또는 회전자를 구동하도록 구성된 하나의 모터를 포함할 수 있고, 일부 다른 실시예들에서, 항공기에서, 하나의 구동 유닛(20)은 2개의 프로펠러들 또는 2개의 회전자들을 회전시키는 샤프트를 구동하도록 구성된 하나의 모터를 포함할 수 있고, 일부 다른 실시예들에서, 항공기에서, 하나의 구동 유닛(20)은 하나의 프로펠러 또는 회전자를 회전시키는 샤프트를 구동하도록 구성된 하나의 모터, 및 다른 프로펠러 또는 회전자를 회전시키는 다른 샤프트를 구동하도록 구성된 다른 모터를 포함할 수 있다.
개요가 설명되었으므로, 예시적인 세부사항들은 제한이 아닌 예시로만 주어지는 예들로 설명될 것이다.
상기에서 언급된 바와 같이, 적어도 하나의 구동 유닛(20)이 앞바퀴들(16) 또는 뒷바퀴들(18)을 회전시키기 위해 기계적으로 결합될 수 있다(그리고 일부 실시예들에서, 하나의 구동 유닛(20)은 앞바퀴들(16)을 회전시키기 위해 기계적으로 결합가능할 수 있고, 다른 구동 유닛(20)은 뒷바퀴들(18)을 회전시키기 위해 기계적으로 결합가능할 수 있음). 또한 상기에서 언급된 바와 같이, 각각의 구동 유닛(20)은 연관된 바퀴들(16 또는 18)을 회전시키기 위해 기계적으로 결합가능한 차축들(22A, 22B), 및 그의 연관된 차축(22A, 22B)을 각각 회전시키기 위해 기계적으로 결합가능한 전기 모터들(24A, 24B)을 포함한다.
도 2a 내지 도 2e를 추가적으로 참조하면, 다양한 실시예들에서, 각각의 전기 모터(24A, 24B)는, 각각 기어들(28A, 28B)의 세트를 통해 그의 연관된 차축(22A, 22B)을 각각 회전시키도록 기계적으로 결합가능하다. 기어들(28A, 28B)의 각각의 세트는 각각 그의 연관된 전기 모터(24A 또는 24B)로부터 각각 그의 연관된 차축(22A 또는 22B), 및 궁극적으로 연관된 바퀴(16 또는 18)에 속도 및 토크 변환들을 제공하도록 구성된다.
도 2d에 도시된 바와 같이, 샤프트(21A)는 그의 전기 모터(24A)의 그의 연관된 회전자(27)에 의해 회전되도록 구성되고, 샤프트(21B)는 그의 전기 모터(24B)의 그의 연관된 회전자(27)에 의해 회전되도록 구성된다. 샤프트들(21A, 21B)은 프레임(19) 상에 배치된 베어링들(도시되지 않음) 내에 지지되고 구속된다. 기어들(28A)의 세트는 프레임(19) 내에 배치되고, 차축(22A)과 회전가능하게 맞물리도록 구성되며, 기어들(28B)의 세트는 프레임(19) 내에 배치되고 차축(22B)과 회전가능하게 맞물리도록 구성된다. 전기 모터(24A)는 기어들(28A)의 세트와 회전가능하게 맞물리도록 구성되고, 전기 모터(24B)는 기어들(28B)의 세트와 회전가능하게 맞물리도록 구성된다.
다양한 실시예들에서, 기어들(28A, 28B)의 세트들 각각은 그의 연관된 전기 모터(24A 또는 24B)로부터 그의 연관된 차축(22A 또는 22B), 및 궁극적으로 연관된 바퀴(16 또는 18)에 속도 및 토크 변환들을 제공하도록 구성된다. 예를 들어 그리고 제한이 아닌 예시로만 고려해 볼 때, 다양한 실시예들에서, 기어(28C)는 그의 연관된 샤프트(21A 또는 21B)에 의해 회전되도록 구성된다. 기어(28D)는 샤프트(명확성을 위해 도시되지 않음) 상에 장착되고, 기어(28C)에 의해 메시형으로 맞물리도록 구성된다. 기어(28E)는 또한, 샤프트(명확성을 위해 도시되지 않음) 상에 장착된다. 기어(28F)는 차축(22A 또는 22B) 상에 장착되고, 기어(28E)에 의해 메시형으로 맞물리도록 구성된다. 다양한 실시예들에서, 기어들(28A, 28B)의 세트들은 원하는 속도 및 토크 변환들을 달성하기 위해 특정 응용에 대해 원하는 대로 선택된 기어비들을 갖는 임의의 수의 적합한 기어들(예컨대, 제한 없이, 유성 기어들)을 포함할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 전기 차량들에 사용하기 위한 기어들은 당업계에 잘 알려져 있다는 것이 이해될 것이다. 따라서, 그들의 구성 및 동작에 대한 추가 설명은 개시된 주제의 이해에 필요하지 않다.
일부 실시예들에서, 차축들(22A, 22B)은 그들의 연관된 바퀴들(16 또는 18)에 고정식으로 결합가능할 수 있다. 예를 들어 그리고 제한 없이, 일부 그러한 실시예들에서, 앞바퀴들(16)은 그들의 연관된 차축들(22A, 22B)에 고정식으로 결합가능할 수 있다. 그러한 고정 결합은 기계적 복잡성을 감소시키는 것에 기여하는 데 도움이 될 수 있고, (예컨대, 앞바퀴들(16) 및 뒷바퀴들(18)이 도로의 표면 상에 맞물린 채로 차량(10)이 견인되고 있을 때(즉, 평면 견인(flat towing))) 앞바퀴들(16)이 조향가능한 채로 유지될 수 있게 하는 것에 기여하는 데 도움이 될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
일부 다른 실시예들에서, 차축들(22A, 22B)은 그들의 연관된 바퀴들(16 또는 18)에 제거가능하게 결합가능할 수 있다. 예를 들어 그리고 제한 없이, 일부 그러한 실시예들에서, 뒷바퀴들(18)은 그들의 연관된 차축들(22A, 22B)에 제거가능하게 결합가능할 수 있다. 뒷바퀴들(18)의 그러한 제거가능한 결합은 견인 동안 제어되지 않은 전기 생성 및/또는 제동 토크의 생성을 회피시키는 것에 기여하는 데 도움이 될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
각각의 구동 유닛(20)은 좌측 및 우측 앞바퀴들(16) 또는 좌측 및 우측 뒷바퀴들(18) 중 어느 하나를 구동시킨다는 것이 이해될 것이다. 따라서, 주어진 구동 유닛(20)의 전기 모터들(24A, 24B) 둘 모두는 동일한 또는 유사한 범위의 속도 및 토크 요구들을 경험할 수 있다. 그러한 범위들의 속도 및 토크 요구들을 서비스하기 위해, 다양한 실시예들에서, 주어진 구동 유닛(20)의 전기 모터들(24A, 24B) 둘 모두는 동일한 전압 및 전류 정격들을 가질 수 있다. 예를 들어, 다양한 실시예들에서(예컨대, 고전압 시스템들에서), 전압 정격은 라인 간에 약 300 Vrms 내지 약 600 Vrms 범위 내에 있을 수 있고, 전류 정격은 약 300 Arms 내지 약 900 Arms 범위 내에 있을 수 있다. 비제한적인 예로서 예시로만 고려해 볼 때, (400 VDC 시스템에 기초하여) 예시적인 전압 정격은 312 Vrms일 수 있고, 예시적인 전류 정격은 550 Arms일 수 있다. 그러나, 전기 모터들(24A, 24B)은 특정 응용에 대해 원하는 대로 임의의 전압 정격들 및 임의의 전류 정격들을 가질 수 있음을 이해할 것이다.
다양한 실시예들에서, 전기 모터들(24A, 24B)은 원하는 대로 임의의 적합한 유형의 전기 모터일 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 전기 모터들(24A, 24B)은 동기식 전기 모터들을 포함할 수 있다. 일부 그러한 실시예들에서, 동기식 전기 모터들은 제한 없이 영구 자석 전기 모터들 등을 포함할 수 있다. 일부 다른 실시예들에서, 전기 모터들(24A, 24B)은 제한 없이 - 다상 AC 유도 모터 등과 같은 - 비동기식 모터(또는 유도 모터)를 포함할 수 있다.
상기에서 언급된 바와 같이, 다양한 실시예들에서, 각각의 구동 유닛(20)은 좌측 및 우측 앞바퀴들(16) 또는 좌측 및 우측 뒷바퀴들(18) 중 어느 하나를 구동하고, 따라서, 주어진 구동 유닛(20)의 전기 모터들(24A, 24B) 둘 모두는 동일한 또는 유사한 범위의 속도 및 토크 요구들을 경험할 수 있다. 따라서, 다양한 실시예들에서, 주어진 구동 유닛(20)의 인버터들 둘 모두는 동일한 전압 출력 정격들 및 동일한 전류 출력 정격들을 가질 수 있다. 제한이 아닌 예시로만 고려해 볼 때, 다양한 실시예들에서, 주어진 구동 유닛(20)의 인버터들 둘 모두는 (400 VDC 입력에 기초하여) 312 Vrms의 전압 출력 정격 및 550 Arms의 전류 출력 정격을 가질 수 있다. 그러나, 주어진 구동 유닛(20)의 인버터들은 특정 응용에 대해 원하는 대로 임의의 전압 출력 정격들 및 임의의 전류 출력 정격들을 가질 수 있다는 것이 이해될 것이다.
다양한 실시예들에서, 이중 전력 인버터 모듈(26)은 특정 용용에 대해 원하는 대로 임의의 적절한 방식으로 프레임(19)과 물리적으로 연관될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어 그리고 제한 없이, 일부 실시예들에서 그리고 도 2a 내지 도 2c에 도시된 바와 같이, 이중 전력 인버터 모듈(26)은 밀봉된 용기 내의 모듈일 수 있고, 프레임 외부에서 프레임(19) 상에 물리적으로 배치될 수 있다. 다른 예로서 그리고 제한 없이 도 2e에 도시된 바와 같이, 일부 다른 실시예들에서, 이중 전력 인버터 모듈(26)은 프레임(19)과 통합가능하게 장착가능할 수 있다. 일부 그러한 실시예들에서, 하우징(29)은 내부에 한정된 개방면(도시되지 않음)을 갖는다. 인버터 회로부(하기에서 논의됨)는 하우징(29) 내에 배치된다. 그러한 실시예들에서, 하우징(29)의 개방면은 프레임(19) 내의 개구(도시되지 않음)에 정합된다. 그러한 다른 실시예들은, 2021년 4월 29일자로 출원되고 발명의 명칭이 "INVERTER MODULE INTEGRATABLY MOUNTABLE WITH DRIVE UNIT OF VEHICLE"이고 본 출원인에게 양도되어 본 출원인에 의해 출원된, 공동 소유의 미국 특허 출원 제17/244,288호에서 논의되며, 그 전체 내용은 이로써 참고로 포함된다.
도 3a 및 도 3b를 추가적으로 참조하면, 다양한 실시예들에서, 이중 전력 인버터 모듈(DPIM)(26)이 제공된다. 상기에서 언급된 바와 같이, 다양한 실시예들에서, DPIM(26)은, 고전압 DC 전력으로부터 3-상 고전압 AC 전력을 생성하도록, 그리고 3-상 고전압 AC 전력을 연관된 전기 모터(24A 또는 24B)에 제공하도록 구성된 2개의 인버터들(30A, 30B), 및 인버터들(30A, 30B) 둘 모두를 모두 제어하도록 구성된 공통 제어기(32)를 포함한다.
다양한 실시예들에서, DC 링크 커패시터(34)가 배터리(14)와 같은 고전압 DC 전력의 소스에 전기적으로 접속가능하다. 일부 실시예들에서, 배터리(14)에 대한 전기 접속부가 전기 접속부(36)를 포함할 수 있다. 적합한 전기 케이블들(38)이 전기 접속부(36)에 전기적으로 접속될 수 있고, 전기 배터리(14)에 전기적으로 접속가능할 수 있다.
다양한 실시예들에서, 전력 인버터(30A)는 DC 링크 커패시터(34)에 전기적으로 접속가능하고, 고전압 DC 전력을 3-상 고전압 AC 전력으로 변환하도록 구성된다. 전력 인버터(30A)는 3-상 고전압 AC 전력을 전기 모터(24A), 예컨대 우측 모터 또는 좌측 모터에 공급하도록 추가로 구성된다. 전력 인버터(30B)는 DC 링크 커패시터(34)에 전기적으로 접속가능하고, 고전압 DC 전력을 3-상 고전압 AC 전력으로 변환하도록 구성된다. 전력 인버터(30B)는 3-상 고전압 AC 전력을 전기 모터(24B), 예컨대 좌측 모터 또는 우측 모터 중 다른 하나의 모터에 공급하도록 추가로 구성된다.
다양한 실시예들에서, 공통 제어기(32)는 전력 인버터(30A) 및 전력 인버터(30B)에 전기적으로 접속가능하다. 공통 제어기(32)는 전력 인버터(30A) 및 전력 인버터(30B)를 제어하도록 구성된다. 공통 제어기(32)는 원하는 대로 임의의 적합한 컴퓨터 프로세서 기반 제어기일 수 있다. 제한이 아닌 예로만 고려해 볼 때, 다양한 실시예들에서, 공통 제어기(32)는 컴퓨터 프로세싱 유닛(computer processing unit, CPU), 범용 프로세서, 디지털 신호 프로세서(digital signal processor, DSP), 필드 프로그래밍가능 게이트 어레이(field programmable gate array, FPGA) 등, 및/또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 제어기들이 잘 알려져 있고 그들의 구성 및 동작에 대한 추가 설명이 개시된 주제의 이해를 위해 필요하지 않지만, 공통 제어기(32)에 관한 추가 세부사항들은 추가적인 기능들에 관하여 하기에서 설명될 것이다.
다양한 실시예들에서, 공통 제어기(32)는 12 VDC와 같은 저전압 DC 전력을 수신하도록 전기적으로 접속가능하다. 공통 제어기(32)는 또한, 차량 상태 신호들 및 차량 결함 표시 신호들을 수신하도록 전기적으로 접속가능하다. 다양한 차량 결함들 및 12 VDC의 손실에 대한 예시적인 응답들이 하기에서 추가로 논의될 것이다.
다양한 실시예들에서, 전력 인버터(30A) 및 전력 인버터(30B) 각각은 3-단자 전력 반도체 디바이스들(42)의 뱅크(40) 및 3-단자 전력 반도체 디바이스들(42)의 뱅크(44)를 포함한다.
일부 실시예들에서, 3-단자 전력 반도체 디바이스들(42)은 절연 게이트 양극성 트랜지스터(insulated gate bipolar transistor, IGBT)들을 포함할 수 있다. 일부 그러한 실시예들에서, IGBT들은 실리콘(Si) IGBT들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 3-단자 전력 반도체 디바이스들(42)은 금속-산화물-반도체 전계 효과 트랜지스터(metal-oxide-semiconductor field effect transistor, MOSFET)들을 포함할 수 있다. 일부 그러한 실시예들에서, MOSFET들은 탄화규소(SiC) MOSFET들을 포함할 수 있다. 그러나, 3-단자 전력 반도체 디바이스들(42)은 또한, 적어도 3개의 단자들을 포함하는 전력 반도체 디바이스들(42)을 포함할 수 있고 - 예를 들어 그리고 제한 없이, 켈빈(Kelvin) 소스 단자, 켈빈 이미터 단자, 전류 감지 단자, 및/또는 온도 감지 단자와 같은 - 추가적인 단자들을 포함할 수 있다는 것이 이해될 것이다.
SiC MOSFET들은 저위상 전류들에서 Si IGBT들에 비해 이점들을 제공할 수 있고, SiC MOSFET들은 700 Apk 미만의 IGBT들에 비해 더 낮은 전도 강하를 갖는다는 것이 이해될 것이다. 그러나, 이러한 값은 인버터의 크기에 따라 변경될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 이와 같이, SiC MOSFET들은 Si IGBT들에 비해 전형적인 구동 사이클에 걸쳐 최대 약 3 내지 5% 효율 이득들을 제공할 수 있다는 것이 이해될 것이다.
일부 사륜 구동(all-wheel drive, AWD) 전기 차량들(10)에서, 앞바퀴들(16)은 미리결정된 양 초과의 추가적인 토크 및/또는 전력이 수반될 때까지 유일한 구동 바퀴들로서 기능한다. 그러한 전기 차량들(10)에서, 뒷바퀴들은 미리결정된 양 초과의 토크 및/또는 전력이 전달되어야 할 때 그들의 연관된 구동 유닛(20)에 의해서만 구동된다. 일부 그러한 AWD 전기 차량들(10)에서, SiC IGBT들을 넘는 SiC MOSFET들의 효율들을 이용하기 위해, 앞바퀴들(16)을 구동하는 구동 유닛(20)은 SiC MOSFET들을 포함하는 인버터들(40)을 포함할 수 있고, 뒷바퀴들(18)을 구동하는 구동 유닛(20)은 Si IGBT들을 포함하는 인버터들(40)을 포함할 수 있다. 그러나, 구동 유닛들(20) 중 임의의 것은 원하는 대로 SiC MOSFET들 또는 Si IGBT들 중 어느 하나를 포함하는 인버터들(40)을 포함할 수 있다는 것이 이해될 것이다.
다양한 실시예들에서, 전력 인버터(30A)는 전력 인버터(30A)의 3-단자 전력 반도체 디바이스들(42)의 뱅크들(40, 44)의 게이트 단자들(48)을 구동하도록 구성된 게이트 구동 회로(46A)를 포함한다. 유사하게, 전력 인버터(30B)는 전력 인버터(30B)의 3-단자 전력 반도체 디바이스들(42)의 뱅크들(40, 44)의 게이트 단자들(48)을 구동하도록 구성된 게이트 구동 회로(46B)를 포함한다. 다양한 실시예들에서, 제어기(32)는, 다른 기능들 중에서도 특히, 저전력 턴온 및 턴오프 신호들(66A, 66B)을 생성하도록, 그리고 턴온 및 턴오프 신호들(66A, 66B)을 게이트 구동 회로들(46A, 46B)에 각각 제공하도록 구성된다. 저전력 턴온 및 턴오프 신호들(66A, 66B)은 대략 수 밀리암페어의 전류 및 3.3 또는 5 V와 같은 로직 레벨 전압들일 수 있다.
다양한 실시예들에서, 게이트 구동 회로들(46A, 46B)은, 저전력 턴온 및 턴오프 신호들(66A, 66B)을 증폭시키고 고전력 턴온 및 턴오프 신호들(66A', 66B')을 생성하는 적절한 전력 증폭기들을 포함한다. 게이트 단자들(48)을 구동하기 위해, 고전력 턴온 및 턴오프 신호들(66A', 66B')은 특정 응용에 대해 원하는 대로, 전압들이 15 내지 20 V의 범위인, 대략 수백 밀리암페어의 전류 또는 대략 수 암페어의 전류일 수 있다. 고전력 턴온 및 턴오프 신호들(66A', 66B')은 이어서, 연관된 게이트 단자들(48)을 구동하도록 전기적으로 커플링된다. 게이트 구동 회로들은 잘 알려져 있고, 그들의 구성 및 동작에 대한 추가 설명은 개시된 주제의 이해에 필요하지 않다.
비제한적인 예들로서 상기에 제공된 예시적인 세부사항들을 고려하면, 다양한 실시예들에서, 2개의 인버터들(30A, 30B)에 대한 하나의 제어기(32)의 제공이 다음의 사용을 제공할 수 있다는 것이 이해될 것이다: (i) 차량 상태 신호들 및 차량 결함 표시 신호들에 대한 단일 계면; (ii) 단일 DC 링크 커패시터(34); (iii) 단일 공통 제어기(32); 및 (iv) 저전압 DC 전력(예컨대, 12 VDC)에 대한 단일 계면.
비제한적인 예들로서 상기에 제공된 예시적인 세부사항들을 고려하면, 다양한 실시예들에서, DPIM(26)의 장착부를 구동 유닛(20)과 통합하는 것은 냉각제 계면들의 통합을 제공할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 다양한 실시예들에서, 인버터들(30A, 30B)에 대해 제공되는 수냉(water cooling)이 전기 모터들(24A, 24B)의 고정자 권선들에 제공될 수 있다.
상기에서 논의된 바와 같이, 다양한 실시예들에서, 단일 모터(24A 또는 24B)는 하나의 앞바퀴(16) 또는 하나의 뒷바퀴(18)와 같은 단일 바퀴를 구동한다. 각각의 바퀴는 고유 속도 및 토크로 동작할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 비제한적인 예들로서 고려해 볼 때, 커브를 도는 것 또는 정지마찰력(traction)의 손실이 상이한 바퀴 속도들을 야기할 수 있고, 정지마찰력 제어 또는 토크 벡터링(torque vectoring)이 상이한 바퀴 토크들을 초래할 수 있다. 또한 상기에서 논의된 바와 같이, 다양한 실시예들에서, 이중 전력 인버터 모듈(26)은 2개의 인버터들(30A, 30B)을 하나의 모듈(26)로 조합하고, 이와 같이, DC 링크 커패시터(34)와 같은 공통 컴포넌트들을 공유한다.
이를 위해, 다양한 실시예들은 DPIM(26)의 인버터들(30A, 30B) 둘 모두에 고전압 DC 전력을 제공하도록 전기적으로 접속가능한 단 하나의 DC 링크 커패시터(34)만을 포함한다. DC 링크 커패시터(34)의 크기를 감소시키고 가능하게는 최소화하는 것이 바람직할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 하기에서 설명되는 바와 같이, 다양한 실시예들은, 인버터들(30A, 30B)로부터의 고주파 전류 고조파들의 생성으로 인해, DC 링크 커패시터(34)(이는 감소된 크기를 가질 수 있음) 상의 응력 및 DC 고전압 버스(이는 전기 케이블들(38)을 포함할 수 있음) 상의 리플 전류를 감소시키는 것에 기여하는 데 도움이 될 수 있다.
다양한 실시예들에서, 인버터들(30A, 30B)은 전기 모터들(24A, 24B)을 구동하기 위해 가변 진폭 및 주파수 전압원을 생성하는 펄스 폭 변조(pulse width modulation, PWM)를 사용한다. 특정 상황에 대해 원하는 대로 (예를 들어, 연속 PWM 및 불연속 PWM과 같은) 상이한 PWM 방법들이 채용될 수 있다. PWM 방법들 각각은 DC 버스 상에서 반사될 수 있는 리플 전류의 그 자체의 고유한 고조파 스펙트럼을 생성한다.
예를 들어, 연속 PWM에서, 각각의 위상은 연속적으로 스위칭하고 있다(즉, 다양한 실시예들에서, 인버터들(30A, 30B) 둘 모두 내의 모든 3-단자 전력 반도체 디바이스들(42)이 연속적으로 스위칭하고 있음). 그 결과, 연속 PWM은 인버터들(30A, 30B)에서 미미한 양의 스위칭 손실들을 초래할 수 있다. 연속 PWM에서, 스위칭 주파수의 제2 고조파는 리플 전류에서의 지배적 고조파(dominant harmonic) 주파수이다. 연속 PWM(예컨대, 공간 벡터 변조)은, AC 출력 및 DC 입력 전류들 상에서의 고조파 함유량 및 리플을 최소화할 뿐만 아니라 음향 노이즈를 최소화하는 것이 바람직할 때와 같은 상황들에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 일부 차량은 음향 노이즈를 최소화하기 위해 높은 토크에서 연속 PWM을 사용할 수 있다.
다른 예로서, 불연속 PWM에서, 각각의 위상은 연속적으로 스위칭하지 않고 있다(즉, 다양한 실시예들에서, 인버터들(30A, 30B) 둘 모두 내의 모든 3-단자 전력 반도체 디바이스들(42)이 연속적으로 스위칭하지 않고 있음). 그러한 실시예들에서, 3개의 위상들 중 2개만이 임의의 한 시간에 스위칭되고, 나머지 제3 위상은 상부 또는 하부 스위치 중 어느 하나가 연속적으로 턴온되게 하여, 이에 의해, 불연속 PWM 동안 인버터 효율을 증가시키는 것에 기여하는 데 도움이 되고 손실들을 감소시키는 것에 기여하는 데 도움이 된다. 불연속 PWM의 사용은 AC 출력 또는 DC 입력 전류들에서 증가된 음향 노이즈 또는 고조파 함유량과 같은 다른 유익하지 않은 효과들을 가질 수 있음을 이해할 것이다. 불연속 PWM에서, 각각의 위상은 스위치들이 로우 또는 하이 중 어느 하나로 유지되는 2개의 60도 세그먼트들을 갖고, 기본 주기에 걸쳐 총 120도에 대해 스위칭하지 않고 있다. 즉, 불연속 PWM에서, 각각의 위상은 시간의 1/3을 스위칭하지 않고 있다. 이는 상당히 더 낮은 스위칭 손실들 및 더 높은 효율을 초래한다. 불연속 PWM이 연속 PWM에서 수반되는 스위칭 손실들보다 더 낮은 스위칭 손실들을 수반하지만, 불연속 PWM은 연속 PWM과 연관된 음향 노이즈보다 더 높은 음향 노이즈를 수반할 수 있고, 고조파들은 모터들(24A, 24B)뿐만 아니라 DC 링크 커패시터(34) 상에 있을 수 있다는 것이 이해될 것이다. 불연속 PWM에서, 스위칭 주파수의 제1 고조파는 지배적 고조파 주파수이다. 불연속 PWM은 최고 효율 및 최저 손실들이 요구될 때의 상황들에서 사용될 수 있고, 음향 노이즈는 문제가 되지 않는다. 일례로서, 일부 차량들은 높은 토크에서 열 문제들을 가질 수 있고, 그 결과, 그들 조건들 하에서 손실들을 감소시키기 위해 불연속 PWM을 사용할 수 있다.
다양한 실시예들에서 그리고 도 4a를 추가적으로 참조하면, DC 링크 커패시터(34)는 DC 전압원(즉, 전기 배터리(14))으로부터 인버터들(30A, 30B)까지의 인덕턴스 Lcable의 영향들을 디커플링하는 데 사용된다. 도 4b 및 도 4c를 추가적으로 참조하면, DC 링크 커패시터(34)는, 인버터들(30A, 30B)에 의해 생성되고 다른 방식으로 DC 고전압 버스 상으로 역으로 흐를 수 있는 리플 전류들(50)에 대한 저임피던스 경로를 제공한다. 리플 전류들(50)은 DC 링크 커패시터(34)의 크기를 조정하는 데 있어서의 인자이고, 그 결과, 리플 전류들(50)을 감소시키는 것은 DC 링크 커패시터(34)의 크기(및 DC 링크 커패시터(34) 상의 응력)를 감소시키는 것에 기여하는 데 도움이 될 수 있다. 리플 전류들(50)은 AC 부하 전류가 모터들(24A, 24B) 내로 흐르는 것과 인버터들(30A, 30B)의 펄스 폭 변조(PWM)의 결과이다. 도 4b 및 도 4c에 도시된 바와 같이 그리고 제한이 아닌 예시로만 고려해 볼 때, 550 Arms의 모터 전류, 0.48의 변조 지수, 1의 역률, 10 ㎑의 스위칭 주파수, 및 250 ㎐의 기본 주파수를 갖고, 상쇄 없이, 리플 전류들(50)은 대략 712 Arms의 진폭을 가질 수 있다.
도 4d를 추가적으로 참조하면, 다양한 실시예들에서, 펄스 폭 변조 클록들을 동기화시키기 위한 방법(52)이 제공된다. 다양한 실시예들에서, 펄스 폭 변조 클록들을 동기화시키는 것은 리플 전류들(50)을 상쇄시키는 것에 기여하는 데 도움이 될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 방법(52)은 블록(53)에서 시작한다. 블록(54)에서, 제1 전력 인버터의 펄스 폭 변조 방법 및 제2 전력 인버터의 펄스 폭 변조 방법이 식별된다. 블록(56)에서, 제1 전력 인버터의 스위칭 주파수 및 제2 전력 인버터의 스위칭 주파수가 식별되고 비교된다. 블록(58)에서, 제1 전력 인버터와 제2 전력 인버터 사이의 최적화된 위상 시프트가 제1 전력 인버터의 펄스 폭 변조 방법 및 제2 전력 인버터의 펄스 폭 변조 방법과 제1 전력 인버터의 스위칭 주파수 및 제2 전력 인버터의 스위칭 주파수에 응답하여 결정된다. 블록(60)에서, 최적화된 위상 시프트는 제1 전력 인버터와 제2 전력 인버터 사이에서 동기화된다.
방법(52)은 블록(61)에서 종료한다.
도 4e 및 도 4f에 도시된 바와 같이 그리고 제한이 아닌 예시로만 고려해 볼 때, 550 Arms의 모터 전류, 0.48의 변조 지수, 1의 역률, 10 ㎑의 스위칭 주파수, 및 250 ㎐의 기본 주파수를 갖고, 본 명세서에 기술된 바와 같이 상쇄에 의해, 리플 전류들(50)은 대략 147 Arms의 진폭을 갖도록 감소될 수 있다.
상기 개요를 염두에 두면, 다양한 실시예들에서 그리고 도 3a에 도시된 바와 같이, 공통 제어기(32)는 프로세서(64A) 및 프로세서(64B)를 포함한다. 일부 실시예들에서, 프로세서들(64A, 64B)은 별개의 프로세서들일 수 있다. 그러나, (2개의 PWM 발생기들을 사용하는) 일부 다른 실시예들에서, 프로세서들(64A, 64B)의 기능들은 특정 응용에 대해 원하는 대로 (예컨대, 멀티태스킹, 멀티스레딩, 타임 슬라이싱 등을 사용하여) 단일 프로세서로 조합될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 프로세서들(64A, 64B)이 별개이든 단일 프로세서로 조합되든, 프로세서(64A)는 마스터(Master)로서 기능하고(또는 단일 프로세서의 경우, 프로세서(64A)의 기능들은 마스터 프로세스들로서 기능함), 프로세서(64B)는 슬레이브(Slave)로서 기능한다(또는 단일 프로세서의 경우, 프로세서(64B)의 기능들은 슬레이브 프로세스들로서 기능함)는 것이 이해될 것이다.
프로세서(64A)는 프로세서(64A)가 후술되는 기능들을 수행하게 하도록 구성된 컴퓨터 실행가능 명령어들을 저장하도록 구성된, 임의의 적합한 컴퓨터 메모리와 같은 컴퓨터 판독가능 매체(65A)에 동작가능하게 결합된다. 프로세서(64B)는 프로세서(64B)가 후술되는 기능들을 수행하게 하도록 구성된 컴퓨터 실행가능 명령어들을 저장하도록 구성된, 임의의 적합한 컴퓨터 메모리와 같은 컴퓨터 판독가능 매체(65B)에 동작가능하게 결합된다. 프로세서(64A)는 전력 인버터(30A)를 구동하기 위한 턴온 및 턴오프 신호(66A)의 생성을 제어하기 위해 (예컨대, 결정체를 사용하여) 제1 클록 신호 및 제2 클록 신호를 생성하도록 구성된다. 제2 클록 신호는 전력 인버터(30B)를 구동하기 위한 턴온 및 턴오프 신호(66B)의 생성을 제어하기 위해 프로세서(64B)에 제공된다.
프로세서(64A)는 전력 인버터(30A)를 위한 PWM 방법을 선택하고, 프로세서(64B)는 전력 인버터(30B)를 위한 PWM 방법을 선택한다. 프로세서(64B)(즉, 슬레이브)는 프로세서(64A)(즉, 마스터)에 그의 PWM 방법을 통지한다(PWM 방법들의 스위칭이 채용되지 않는 경우들을 제외함). 연속 PWM 및 불연속 PWM의 선택을 위한 인자들은 상기에서 논의되었다.
프로세서(64A)는 전력 인버터(30A)를 위한 스위칭 주파수를 선택하고, 프로세서(64B)는 전력 인버터(30B)를 위한 스위칭 주파수를 선택한다. 주파수들은 서로의 짝수 배수들이고, 미리결정된 값들로부터 선택된다. 제한이 아닌 예시로만 고려해 볼 때, 다양한 실시예들에서, 스위칭 주파수들은 2.5 ㎑ 및 10 ㎑여서, 이에 의해 4의 짝수 배수를 초래할 수 있다. 그러나, (짝수 배수들을 초래하는) 다른 주파수들이 원하는 대로 선택될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 다양한 실시예들에서, 프로세서(64A)(즉, 마스터)는 PWM 모드들의 함수로서의 원하는 위상 시프트를 갖는, 최저 선택가능 주파수에 있는 기준을 생성한다.
프로세서(64A)는 전력 인버터(30A)의 PWM 방법 및 전력 인버터(30B)의 PWM 방법과 전력 인버터(30A)의 스위칭 주파수 및 전력 인버터(30B)의 스위칭 주파수에 응답하여 전력 인버터(30A)와 전력 인버터(30B) 사이의 최적화된 위상 시프트를 결정하도록 구성된다. 예를 들어, 일부 그러한 실시예들에서 그리고 도 4g를 추가적으로 참조하면, 프로세서(64A)는 PWM 방법의 행들(70) 및 PWM 방법의 열들(72)에 따라 배열된 최적화된 위상 시프트의 값들을 포함하는 셀들로 채워진 룩업 테이블(68)에 액세스할 수 있다. 일부 실시예들에서, 전력 인버터(30A)의 PWM 방법 및 전력 인버터(30B)의 PWM 방법은 동일한 펄스 폭 변조 방법일 수 있다는 것이 이해될 것이다. 또한, 일부 실시예들에서, 전력 인버터(30A)의 PWM 방법 및 전력 인버터(30B)의 PWM 방법은 상이한 PWM 방법들일 수 있다는 것이 이해될 것이다.
도 4g에 도시된 바와 같이, 전력 인버터들(30A, 30B) 둘 모두가 연속 PWM을 사용할 때, 위상 시프트는 90도로 설정된다. 전력 인버터들(30A, 30B) 둘 모두가 불연속 PWM을 사용할 때, 위상 시프트는 180도로 설정된다. 상이한 PWM 방법들의 경우, 위상은 90도로 설정된다.
일부 다른 그러한 실시예들에서, 프로세서(64A)는 전력 인버터(30A)의 PWM 방법 및 전력 인버터(30B)의 PWM 방법에 응답하여 전력 인버터(30A)와 전력 인버터(30B) 사이의 최적화된 위상 시프트를 결정하기 위한 알고리즘을 실행할 수 있다. 예를 들어, 알고리즘은 하기와 같은 if-then 조건문(if-then statement)을 포함할 수 있다:
PWM 방법들 둘 모두가 연속 PWM인 경우, 최적화된 위상 시프트는 90도이고;
PWM 방법들 둘 모두가 불연속 PWM인 경우, 최적화된 위상 시프트는 180도이고;
하나의 PWM 방법이 연속 PWM이고 다른 PWM 방법이 불연속 PWM인 경우, 최적화된 위상 시프트는 90도이다.
프로세서(64A)는 또한, 전력 인버터(30A)와 전력 인버터(30B) 사이에서 최적화된 위상 시프트를 동기화시키도록 구성된다. 상기에서 언급된 바와 같이, 프로세서(64B)는, 제2 클록 신호를 수신하도록 그리고 전력 인버터(30B)를 구동하도록 구성된다.
다양한 실시예들에서, 프로세서(64A)는 결정된 최적화된 위상 시프트만큼 제1 클록 신호로부터 제2 클록 신호를 시프트시키도록 추가로 구성된다.
다양한 실시예들에서, 프로세서(64A)는 전력 인버터(30A)의 PWM 방법 및 전력 인버터(30B)의 PWM 방법의 고조파 주파수들 중의 지배적 고조파 주파수를 식별하도록, 그리고 전력 인버터(30A)의 PWM 방법 및 전력 인버터(30B)의 PWM 방법의 고조파 주파수들 중의 지배적 고조파 주파수에 응답하여 전력 인버터(30A)와 전력 인버터(30B) 사이의 최적화된 위상 시프트를 결정하도록 추가로 구성된다. 전력 인버터(30A)의 PWM 방법 및 전력 인버터(30B)의 PWM 방법의 고조파 주파수들 중의 지배적 고조파 주파수에 응답하여 전력 인버터(30A)와 전력 인버터(30B) 사이의 최적화된 위상 시프트를 결정하는 것은 리플 전류들(50)의 지배적 고주파 성분들을 상쇄시키는 것에 기여하는 데 도움이 될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
일부 그러한 실시예들에서, 지배적 고조파 주파수는 제2 고조파 주파수(스위칭 주파수의 고조파)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 그러한 실시예들에서, PWM 방법은 연속 PWM을 포함할 수 있다. 그러한 실시예들에서, 최적화된 위상 시프트는 90도이다. 90도의 위상 시프트는 지배적 고조파(제2 고조파 주파수)를 180도만큼 시프트시켜, 이에 의해, 리플 전류(50)의 지배적 고조파 성분의 상쇄를 초래한다는 것이 이해될 것이다.
일부 다른 그러한 실시예들에서, 지배적 고조파 주파수는 제1 고조파 주파수를 포함할 수 있다. 예를 들어, 그러한 실시예들에서, PWM 방법은 불연속 PWM을 포함할 수 있다. 그러한 실시예들에서, 최적화된 위상 시프트는 180도이다. 180도의 위상 시프트는 지배적 고조파(제1 고조파 주파수)를 180도만큼 시프트시켜, 이에 의해, 리플 전류(50)의 지배적 고조파 성분의 상쇄를 초래한다는 것이 이해될 것이다.
실제 DC 버스 고조파들은 스위칭 주파수 주위의 측대역 그룹들에 존재할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 스위칭 주파수 고조파로부터 이들 고조파들의 분리는 모터 기본 주파수의 함수이다.
다양한 실시예들에서, 프로세서(64A)는 전력 인버터(30A)의 스위칭 주파수 및 전력 인버터(30B)의 스위칭 주파수를 식별하고 비교하도록 구성된다. 상기에서 논의된 바와 같이, 서로의 짝수 배수들인 2개의 주파수들만이 사용된다.
예를 들어, 일부 실시예들에서, 스위칭 주파수를 변경하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 스위칭 주파수는 10 ㎑일 수 있다. 그러한 실시예들에서, 낮은 모터 속도(예를 들어, 500 RPM 미만)에서, 인버터들(30A, 30B) 내의 스위치들(42)을 보호하기 위해 스위칭 주파수를 2.5 ㎑로 감소시켜, 이에 의해, 인버터들(30A, 30B)에서의 응력들을 감소시키는 데 도움이 되게 하는 것이 바람직할 수 있다. 스위칭 주파수들 사이의 짝수 배수 관계를 유지하는 것은 고조파들의 정렬 및 지배적 고조파들의 상쇄를 위한 증가된 기회를 허용한다.
각각의 바퀴가 그 자체의 차축들을 통해 그 자체의 연관된 전기 모터에 의해 독립적으로 구동되는 전기 차량들은 바퀴들 사이에 어떠한 기계적 결합도 갖지 않는다. 그러한 차량들에서, 하나의 인버터가 결함으로 인해 차단되고 다른 인버터가 적절하게 반응하지 않는 경우, 2개의 바퀴들 사이에 토크 차이가 존재할 수 있다. 그러한 결과적인 토크 차이는 차량의 제어가능성에 부정적인 영향을 미칠 수 있다.
그러한 토크 차이를 회피시키는 데 도움이 되도록 하기 위해 그리고 도 5a 내지 도 5g를 추가적으로 참조하면, 다양한 실시예들에서, 전력 인버터(30A) 또는 전력 인버터(30B) 중 어느 하나(또는 인버터들(30A, 30B) 둘 모두와 연관된, 후술되는 회로부)와 연관된 결함은 인버터들(30A, 30B) 둘 모두에 대한 동일한 결함 액션(후술됨)의 적용을 초래한다. 그러한 실시예들에서, 인버터들(30A, 30B) 둘 모두에 대한 동일한 결함 액션의 적용은 인버터들(30A, 30B) 둘 모두를 "안전 상태"에 놓고, 인버터들(30A, 30B)을 포함하는 구동 유닛(20)과 연관된 바퀴들 둘 모두에 등화된 토크를 인가하는 것에 기여하는 데 도움이 된다. 인버터들(30A, 30B) 둘 모두에 동일한 결함 액션을 적용함으로써 그리고 인버터들(30A, 30B)을 포함하는 구동 유닛(20)과 연관된 바퀴들 둘 모두에 대한 토크를 등화시킴으로써, 다양한 실시예들은 차량의 제어가능성에 부정적인 영향을 미칠 수 있는 토크 차이의 발생의 가능성을 감소시키는 것에 기여하는 데 도움이 될 수 있다.
상기에서 논의된 바와 같이, 프로세서(64A)는 프로세서(64A)가 후술되는 기능들을 수행하게 하도록 구성된 컴퓨터 실행가능 명령어들을 저장하도록 구성된, 임의의 적합한 컴퓨터 메모리와 같은 컴퓨터 판독가능 매체(65A)에 동작가능하게 결합된다. 또한 상기에서 논의된 바와 같이, 프로세서(64B)는 프로세서(64B)가 후술되는 기능들을 수행하게 하도록 구성된 컴퓨터 실행가능 명령어들을 저장하도록 구성된, 임의의 적합한 컴퓨터 메모리와 같은 컴퓨터 판독가능 매체(65B)에 동작가능하게 결합된다. 다양한 실시예들에서 그리고 후술되는 바와 같이, 컴퓨터 실행가능 명령어들은, 전력 인버터(30A) 또는 전력 인버터(30B)와 연관된 결함에 응답하여 구동 유닛(20)에 동작가능하게 결합된 각각의 바퀴(16 또는 18)에 등화된 토크를 인가하기 위해, 그의 연관된 프로세서(64A, 64B)가 동일한 결함 액션을 전력 인버터(30A) 및 전력 인버터(30B)에 각각 적용하게 하도록 구성된다.
다양한 실시예들에서 그리고 도 5a에 도시된 바와 같이, 인버터들(30A, 30B)과 연관된 다양한 결함들이 인버터들(30A, 30B)에 대해 프로세서들(64A, 64B)에 의해 각각 모니터링된다. 그러한 결함들에 대해, 다양한 실시예들에서, 동일한 결함 응답이 프로세서들(64A, 64B)에 의해 인버터들(30A, 30B) 둘 모두의 3-단자 전력 반도체 디바이스들(42)(도 3a)에 적용된다. 다양한 실시예들에서, 각각 인버터들(30A, 30B)과 연관되고 프로세서들(64A, 64B)에 의해 모니터링되는 그러한 결함들은, 제한 없이, 과전류, 과전압, 부족전압, 과열, 과속 등을 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에서, 그러한 결함들을 나타내는 신호들은, 원하는 대로 임의의 적합한 데이터 통신 접속부 또는 네트워크, 예컨대, 제한 없이, 광역 통신망(WAN), 근거리 통신망 (LAN), 제어기 영역 네트워크(CAN), 피어-투-피어 네트워크, 데이터 버스 등을 포함할 수 있는 데이터 링크(74)를 통해 제어기(32)에 제공될 수 있고, 프로세서들(64A, 64B)에 제공될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 배터리(14)의 모터 속도 및 전압과 같은 차량 상태를 나타내는 신호들이 또한, 데이터 링크(74)를 통해 제어기(32)에 제공된다.
다양한 실시예들에서 그리고 도 5a에 또한 도시된 바와 같이, 제어기(32)는 프로세서들(64A, 64B) 사이에 통신 링크(82)를 포함한다. 통신 링크(82)는 프로세서(64A) 또는 프로세서(64B)가 각각 다른 프로세서(64B 또는 64A)와 통신할 수 있게 할 수 있다는 것, 프로세서(64A) 또는 프로세서(64B)에 의해 모니터링되는 결함이 검출되었다는 것, 결함 액션이 취해져야 한다는 것, 그리고 어떤 결함 액션이 취해져야 하는지가 이해될 것이다. 통신 링크(82)는 원하는 대로 임의의 적합한 데이터 링크 또는 데이터 버스를 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에서, 인버터들(30A, 30B)에 대해 각각 프로세서들(64A, 64B)에 의해 모니터링되는 결함에 대한 결함 액션은, 인버터들(30A, 30B)의 3-단자 반도체 디바이스들(42) 모두를 단선시키고/시키거나 인버터들(30A, 30B)의 뱅크(40) 또는 뱅크(44) 중 어느 하나의 뱅크의 3-단자 반도체 디바이스들(42)을 단락시키는 것과 같은 액션을 포함할 수 있다. 하기에서 설명되는 바와 같이, 다양한 실시예들에서, 프로세서들(64A, 64B)에 의해 모니터링되는 결함에 대해 인버터들(30A, 30B) 둘 모두에 적용되는 결함 액션은 모터들의 속도에 의존한다. 또한 하기에서 설명되는 바와 같이, 프로세서들(64A, 64B)에 의해 모니터링되지 않는 결함에 대해 인버터들(30A, 30B) 둘 모두에 적용되는 결함 액션은 모터들의 속도에 의존하지 않는다.
다양한 실시예들에서 그리고 상기에서 언급된 바와 같이, 다양한 실시예들에서, 인버터들(30A, 30B)에 대해 각각 프로세서들(64A, 64B)에 의해 모니터링되는 결함에 대한 결함 액션은, 인버터들(30A, 30B)의 3-단자 반도체 디바이스들(42) 모두를 단선시키고/시키거나 인버터들(30A, 30B)의 뱅크(40) 또는 뱅크(44) 중 어느 하나의 뱅크의 3-단자 반도체 디바이스들(42)을 단락시키는 것과 같은 액션을 포함할 수 있고, 모터들의 속도에 의존할 수 있다. 프로세서들(64A, 64B)에 의해 모니터링되는 그러한 결함들에 대해, 인버터들(30A, 30B) 둘 모두에 동시에 적용되는 결함 액션은 제동 토크를 감소시키는 것 및 전기 배터리(14)에 대한 재생 전류를 감소시키는 것에 기여하는 데 도움이 될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 프로세서들(64A, 64B)이 모터들의 속도에 관한 데이터를 수신하기 위해 다양한 데이터 통신 접속부들 또는 네트워크들에 동작가능하게 결합되기 때문에, 프로세서들(64A, 64B)은 적합하게는, 모터들의 속도에 기초하여 적용될 동일한 결함 액션을 결정하도록 구성된다. 다양한 실시예들에서, 프로세서(64A)는 그의 연관된 전기 모터(24A)에 대한 적절한 속도 의존적 결함 액션을 선택하고, 프로세서(64B)는 그의 연관된 전기 모터(24B)에 대한 적절한 속도 의존적 결함 액션을 선택한다. 다른 결함들 - 프로세서들(64A, 64B)에 의해 모니터링되지 않음 - 에 대한 결함 액션들은 모터들의 속도에 의존하지 않고, 하기에서 추가로 논의된다.
도 5b에 도시된 바와 같이, 다양한 실시예들에서, 인버터들(30A, 30B)에 적용될 동일한 결함 액션은 모터들의 속도에 기초할 수 있다. 그러한 실시예들에서, 동일한 결함 액션은 모터의 임계 속도 vth 미만에서 인버터들(30A, 30B)의 3-단자 반도체 디바이스들(42) 모두를 단선시키는 것, 및 임계 속도 vth 초과에서 인버터들(30A, 30B)의 뱅크(40) 또는 뱅크(44) 중 어느 하나의 뱅크의 3-단자 반도체 디바이스들(42)을 단락시키는 것을 포함할 수 있다.
도 5b에 도시된 바와 같이, 그래프(76)는 인버터들(30A, 30B)의 3-단자 반도체 디바이스들(42)의 다양한 조건들에 대해 모터의 속도 대 토크를 표시한다. 곡선(78)은 인버터들(30A, 30B)의 3-단자 반도체 디바이스들(42) 모두를 단선시킨 것으로부터 기인한 토크를 보여준다. 임계 속도 vth 미만에서, 토크는 실질적으로 중요하지 않고, 임계 속도 vth 초과에서, 제동 토크는 모터들의 증가된 속도에 따라 점점 더 중요해진다. 또한, 그러한 경우들에 있어서, 역기전력(back electromotive force, 역 EMF)은 모터들의 증가하는 속도에 따라 증가하고, 이는 일부 경우들에 있어서, 전기 모터들(24A, 24B)이 가능하게는, 역 EMF를 발생시킬 수 있고 원치 않는 재생 전류를 DC 링크 커패시터(34) 및 전기 배터리(14)에 인가할 수 있는 제어되지 않은 발생기들로서 동작하는 결과를 가져올 수 있다는 것이 이해될 것이다.
또한, 도 5b에 도시된 바와 같이, 곡선(80)은 3-단자 반도체 디바이스들(42)의 뱅크(40) 또는 뱅크(44) 중 어느 하나의 뱅크의 3-단자 반도체 디바이스들(42)의 3-상 단락으로부터 기인하는 토크를 보여준다. 모터들의 속도가 0으로부터 증가함에 따라, 제동 토크는 급격하게 증가하고 제동 토크의 최대 값에 도달한다. 모터들의 속도가 계속해서 증가함에 따라, 제동 토크는 감소하고, 모터들의 속도가 임계 속도 vth에 도달하기 전에 점근적 최소화 값에 근접한다.
따라서, 결함이 인버터들(30A, 30B)에 대해 프로세서들(64A, 64B)에 의해 모니터링되는 다양한 실시예들에서, 결함 액션은 적합하게는, 제동 토크, 및 DC 링크 커패시터(34) 및 전기 배터리(14)에 대한 원치 않는 재생 전류를 동시에 최소화하는 것에 기여하는 데 도움이 될 수 있는 속도 의존적 결함 액션을 포함한다. 그러한 실시예들에서, 결함 액션은 적합하게는, 모터들의 속도가 임계 속도 vth 미만일 때 인버터들(30A, 30B) 둘 모두의 3-단자 전력 반도체 디바이스들(42) 모두를 단선시키는 것, 및 모터들의 속도가 임계 속도 vth 초과일 때 인버터들(30A, 30B)의 3-단자 전력 반도체 디바이스들(42)의 하나의 뱅크(즉, 뱅크(40) 또는 뱅크(44) 중 어느 하나의 뱅크)의 3-단자 전력 반도체 디바이스들(42)을 단락시키는 것을 포함한다.
다양한 실시예들에서, 곡선(78) 및 그래프(80)에 기초한 결함 액션들은 (보고된 모터 속도에 응답하여 결함 액션을 직접적으로 취하는 것과 반대로) 배터리(14)의 전압 및 역 EMF를 사용하여 구현될 수 있다. 예를 들어, 다양한 실시예들에서, 모터 역 EMF가 계산되고 배터리의 전압과 비교된다. 그러한 실시예들에서, 역 EMF가 배터리 전압보다 (원하는 대로 선택된 설계 안전 마진만큼) 작을 때, 속도 의존적 결함 액션은 인버터들(30A, 30B) 둘 모두의 3-단자 전력 반도체 디바이스들(42) 모두를 단선시키는 것을 포함한다. 역 EMF가 배터리 전압의 미리결정된 백분율을 초과할 때, 속도 의존적 결함 액션은 인버터들(30A, 30B)의 3-단자 전력 반도체 디바이스들(42)의 하나의 뱅크(즉, 뱅크(40) 또는 뱅크(44) 중 어느 하나의 뱅크)의 3-단자 전력 반도체 디바이스들(42)을 단락시키는 것을 포함한다. 원하는 경우, 일정 양의 히스테리시스의 사용은 상이한 결함 액션들 사이를 오가는 "채터링(chattering)"을 방지할 수 있다.
도 5a에 도시된 바와 같이, 프로세서(64A)는 전력 인버터(30A)와 연관되고, 프로세서(64B)는 전력 인버터(30B)와 연관된다. 메모리(65A)(즉, 컴퓨터 판독가능 매체들) 및 메모리(65B)(또한, 컴퓨터 판독가능 매체들) 각각은 전력 인버터(30A) 또는 전력 인버터(30B)와 연관된 결함에 응답하여 구동 유닛(20)에 동작가능하게 결합된 각각의 바퀴(16 또는 18)에 등화된 토크를 인가하기 위해, 그의 연관된 프로세서(64A, 64B)가 각각 전력 인버터(30A) 및 전력 인버터(30B)에 동일한 결함 액션을 적용하게 하도록 구성된 컴퓨터 실행가능 명령어들을 저장하도록 구성된다.
또한, 도 5a에 도시된 바와 같이, 다양한 실시예들에서, 차량 속도와 같은 파라미터들, 전술된 것들과 같은 결함들 등을 나타내는 신호들은 데이터 링크(74)를 통해 제어기(32)로 공급되고, 프로세서들(64A, 64B)에 제공된다. 그러한 실시예들에서, 컴퓨터 실행가능 명령어들은 그의 연관된 프로세서(64A 또는 64B)가 결함을 모니터링하게 하도록 추가로 구성된다.
저전압 DC 전력(예컨대, 12 V)은 원하는 대로 컴포넌트들에 전력을 공급하기 위해 제어기(32)에 제공된다. 제어기(32)는 이어서, 게이트 구동 회로들(46A, 46B)에 12 VDC 전력을 제공한다.
도 5a에 도시된 바와 같이, 프로세서(64A)는 뱅크(40)(때때로, "상부 뱅크"로 지칭됨)의 게이트들(48)을 위한 구동부들(46A1)에 제어 신호(86)를 제공하도록, 그리고 뱅크(44)(때때로 "하부 뱅크"로 지칭됨)의 게이트들(48)을 위한 구동부들(46A2)에 제어 신호(88)를 제공하도록 동작가능하게 결합된다. 유사하게, 프로세서(64B)는 뱅크(40)(때때로, "상부 뱅크"로 지칭됨)의 게이트들(48)을 위한 구동부들(46B1)에 제어 신호(90)를 제공하도록, 그리고 뱅크(44)(때때로 "하부 뱅크"로 지칭됨)의 게이트들(48)을 위한 구동부들(46B2)에 제어 신호(92)를 제공하도록 동작가능하게 결합된다. 다양한 실시예들에서, 구동부들(46A1, 46A2, 46B1, 46B2)은, 저전력 제어 신호들(86, 88, 90, 92)을 증폭시키고 고전력 결함 액션 신호들(86', 88', 90', 92')을 생성하는 적합한 전력 증폭기들이며, 이들 신호들은 이어서, 그들의 연관된 게이트 단자들(48)에 제공된다.
도 5c에 도시된 바와 같이, 다양한 실시예들에서, 제어 신호들(86, 88, 90, 92)을 그들의 각자의 구동부들(46A1, 46A2, 46B1, 46B2)에 제공함에 있어서 추가적인 회로부가 수반된다. 각각의 프로세서(64A, 64B)는 상기에서 논의된 바와 같이 결함 표시 신호를 수신하도록 동작가능하게 결합되고, 프로세서들(64A, 64B)은 통신 링크(82)를 통해 서로 동작가능하게 결합된다. 프로세서(64A)는 제어 신호들(86, 88)을 버퍼들(94, 96)에 각각 제공하도록 동작가능하게 결합되고, 프로세서(64B)는 제어 신호들(90, 92)을 버퍼들(98, 100)에 각각 제공하도록 동작가능하게 결합된다. 버퍼들(94, 96, 98, 100)은, 제한 없이 8진법 버퍼(octal buffer) 등과 같은 임의의 적합한 버퍼이다.
버퍼(94)는 구동부들(46A1)에 동작가능하게 결합되고, 버퍼(96)는 구동부들(46A2)에 동작가능하게 결합되고, 버퍼(98)는 구동부들(46B1)에 동작가능하게 결합되고, 버퍼(100)는 구동부들(46B2)에 동작가능하게 결합된다. 연관된 인버터(30A 또는 30B)에 대한 모니터링된 결함 표시 신호가 프로세서(64A) 또는 프로세서(64B) 중 어느 하나의 프로세서에 의해 수신될 때, 모니터링된 결함 표시 신호를 수신하는 프로세서는 통신 링크(82)를 통해 모니터링된 결함의 존재를 통신한다. 결함 액션들은 하기와 같이 취해진다.
프로세서(64A)가 결함 표시 신호를 수신할 때, 프로세서(64A)는, 프로세서(64A)에 의해 모니터링되는 결함이 검출되었다는 것, 결함 액션이 프로세서(64B)에 의해 취해져야 한다는 것, 및 (하기에서 논의되는 바와 같이) 프로세서(64B)에 의해 어떤 결함 액션이 취해져야 하는지를 통신 링크(82)를 통해 프로세서(64B)에 통신한다. 반대로, 프로세서(64B)가 결함 표시 신호를 수신할 때, 프로세서(64B)는, 프로세서(64B)에 의해 모니터링되는 결함이 검출되었다는 것, 결함 액션이 프로세서(64A)에 의해 취해져야 한다는 것, 및 (하기에서 논의되는 바와 같이) 프로세서(64A)에 의해 어떤 결함 액션이 취해져야 하는지를 통신 링크(82)를 통해 프로세서(64A)에 통신한다. 또한, 다양한 실시예들에서, 결함 표시 신호를 수신하는 프로세서는 또한, 결함 액션을 수행한다는 것(그것은 다른 프로세서도 역시 그를 취하도록 요청한다는 것)이 이해될 것이다.
모터들의 속도가 임계 속도 vth 미만이고(또는 역 EMF가 배터리(14)의 전압보다 적어도 설계 안전 마진만큼 작음) 결함이 검출되었을 때, 프로세서들(64A, 64B)은 인버터들(30A, 30B)의 모든 게이트 단자들(48) 모두를 턴오프시키도록, 그리고 그 결과, 인버터들(30A, 30B)의 3-단자 전력 반도체 디바이스들(42) 모두가 단선되게 하도록 구성된 제어 신호들(86, 88, 90, 92)을 생성한다. 제어 신호들(86, 88, 90, 92)은 버퍼들(94, 96, 98, 100)에 각각 제공되고, 이어서, 결함 액션 신호들(86', 88', 90', 92')을 인버터들(30A, 30B)의 모든 게이트 단자들(48)에 제공하는 구동부들(46A1, 46A2, 46B1, 46B2)에 제공된다. 도 5d에 도시된 바와 같이, 인버터들(30A, 30B)의 뱅크들(40, 44) 내의 3-단자 전력 반도체 디바이스들(42) 모두가 단선되게 된다.
모터들의 속도가 임계 속도 vth 초과이고(또는 역 EMF가 배터리 전압의 미리결정된 백분율을 초과함) 결함이 검출되었을 때, 프로세서들(64A, 64B)은 인버터들(30A, 30B)의 뱅크들(40 또는 44) 중 하나의 뱅크 내의 3-단자 전력 반도체 디바이스들(42)의 게이트 단자들(48)을 턴오프시키도록, 그리고 인버터들(30A, 30B)의 뱅크들(40 또는 44) 중 다른 뱅크 내의 3-단자 전력 반도체 디바이스들(42)의 게이트 단자들(48)을 턴온시키도록 구성된 제어 신호들(86, 88, 90, 92)을 생성한다. 그 결과, 인버터들(30A, 30B) 둘 모두의 뱅크들(40 또는 44) 중 하나의 뱅크의 3-단자 전력 반도체 디바이스들(42)은 단선되게 되고, 인버터들(30A, 30B) 둘 모두의 뱅크들(44 또는 40) 중 다른 뱅크의 3-단자 전력 반도체 디바이스들(42)은 단락되게 된다.
인버터들(30A, 30B) 둘 모두의 뱅크들(40 또는 44) 중 어느 하나의 뱅크의 3-단자 전력 반도체 디바이스들(42)은 원하는 대로 단락되거나 단선되게 될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 또한, 결함이 있는 3-단자 전력 반도체 디바이스들(42)이 단선되거나 단락되게 되지 않을 것이라는 것이 이해될 것이다(그 이유는 그들이 결함이 있기 때문임). 일부 실시예들에서 그리고 도 5e에 도시된 바와 같이, 인버터들(30A, 30B) 둘 모두의 뱅크(40)의 3-단자 전력 반도체 디바이스들(42)은 단선되게 되고, 인버터들(30A, 30B) 둘 모두의 뱅크(44)의 3-단자 전력 반도체 디바이스들(42)은 단락되게 된다. 그러한 실시예들에서, 프로세서들(64A, 64B)은 인버터들(30A, 30B)의 뱅크(40) 내의 모든 게이트 단자들(48)을 턴오프하도록, 그리고 그 결과, 인버터들(30A, 30B)의 뱅크(40) 내의 3-단자 전력 반도체 디바이스들(42) 모두가 단선되게 하도록 구성된 제어 신호들(86, 90)을 생성한다. 프로세서들(64A, 64B)은 또한, 인버터들(30A, 30B)의 뱅크(44) 내의 모든 게이트 단자들(48)을 턴온하도록, 그리고 그 결과, 인버터들(30A, 30B)의 뱅크(44) 내의 3-단자 전력 반도체 디바이스들(42) 모두가 단락되게 하도록 구성된 제어 신호들(88, 92)을 생성한다. 제어 신호들(86, 88, 90, 92)은 버퍼들(94, 96, 98, 100)에 각각 제공되고, 이어서, 결함 액션 신호들(86', 88', 90', 92')을 인버터들(30A, 30B)의 모든 게이트 단자들(48)에 제공하는 구동부들(46A1, 46A2, 46B1, 46B2)에 제공된다.
일부 다른 실시예들에서 그리고 도 5f에 도시된 바와 같이, 인버터들(30A, 30B) 둘 모두의 뱅크(44)의 3-단자 전력 반도체 디바이스들(42)은 단선되게 되고, 인버터들(30A, 30B) 둘 모두의 뱅크(40)의 3-단자 전력 반도체 디바이스들(42)은 단락되게 된다. 그러한 실시예들에서, 프로세서들(64A, 64B)은 인버터들(30A, 30B)의 뱅크들(44) 내의 모든 게이트 단자들(48)을 턴오프하도록, 그리고 그 결과, 인버터들(30A, 30B)의 뱅크(44) 내의 3-단자 전력 반도체 디바이스들(42) 모두가 단선되게 하도록 구성된 제어 신호들(86, 90)을 생성한다. 프로세서들(64A, 64B)은 또한, 인버터들(30A, 30B)의 뱅크(40) 내의 모든 게이트 단자들(48)을 턴온하도록, 그리고 그 결과, 인버터들(30A, 30B)의 뱅크(40) 내의 3-단자 전력 반도체 디바이스들(42) 모두가 단락되게 하도록 구성된 제어 신호들(88, 92)을 생성한다. 제어 신호들(86, 88, 90, 92)은 버퍼들(94, 96, 98, 100)에 각각 제공되고, 이어서, 결함 액션 신호들(86', 88', 90', 92')을 인버터들(30A, 30B)의 모든 게이트 단자들(48)에 제공하는 구동부들(46A1, 46A2, 46B1, 46B2)에 제공된다.
다양한 실시예들에서 그리고 도 5a 및 도 5c에 또한 도시된 바와 같이, 인버터들(30A, 30B)과 연관된 다양한 결함들은 인버터들(30A, 30B)에 대해 각각 프로세서들(64A, 64B)에 의해 모니터링되지 않는다 - 그 이유는 그러한 결함들이 프로세서들(64A 및/또는 64B) 또는 프로세서들(64A, 64B)과 연관된 회로부(하기에서 논의됨) 중 하나 또는 둘 모두에서의 결함들이기 때문이다. 그러한 결함들에 대해, 다양한 실시예들에서, 동일한 결함 응답은, 인버터들(30A, 30B) 둘 모두의 뱅크들(40 또는 44) 중 하나의 뱅크의 3-단자 전력 반도체 디바이스들(42)(도 3a)이 단락되게 함으로써 인버터들(30A, 30B) 둘 모두의 3-단자 전력 반도체 디바이스들(42)(도 3a)에 적용된다. 프로세서들(64A, 64B)의 기능이 그러한 결함 조건들에서 검증가능하지 않기 때문에, 프로세서들(64A, 64B)은 모터들의 속도(또는 배터리(14)의 역 EMF 또는 전압)에 관한 정보를 수신하고 프로세싱할 수 있다는 것이 검증가능하지 않다. 그 결과, 그러한 경우들에 있어서 디폴트 결함 액션이 수반된다. 다양한 실시예들에서, 그 디폴트 액션은 인버터들(30A, 30B) 둘 모두의 뱅크들(44 또는 40) 중 하나의 뱅크 내의 3-단자 전력 반도체 디바이스들(42)의 3-상 단락이다.
다양한 실시예들에서 그리고 도 5a 및 도 5c에 도시된 바와 같이, 제어기(32)는 데이터 링크들(104, 106)을 통해 각각 프로세서들(64A, 64B)의 건전성(health)을 모니터링하도록 구성된 건전성 모니터링 회로부(102)를 포함한다. 일부 그러한 실시예들에서, 건전성 모니터링 회로부(102)는 필드 프로그래밍가능 게이트 어레이("FPGA")를 포함한다. 그러한 실시예들에서, 건전성 모니터링 회로부(102)는 안전성 핸드셰이크 검사(safety handshaking check)와 같은 안전성 검사를 수행하도록, 그리고 프로세서들(64A 및/또는 64B)이 적절하게 기능하고 있는지(또는 조금이라도 기능하고 있는지) 여부를 모니터링하도록 프로그래밍될 수 있다. 일부 그러한 실시예들에서, 건전성 모니터링 회로부(102)는 프로세서들(64A, 64B)의 그러한 모니터링을 수행하기 위해 롤링 카운터를 구현하도록 프로그래밍될 수 있다. 일부 그러한 실시예들에서, 프로세서들(64A, 64B)은 또한, 건전성 모니터링 회로부(102)가 기능하고 있는지 여부를 모니터링한다. 이와 같이, 건전성 모니터링 회로부(102)에서의 결함은 프로세서들(64A, 64B)과 연관된 회로부에서의 결함인 것으로 간주된다.
다양한 실시예들에서 그리고 도 5a 및 도 5c에 또한 도시된 바와 같이, 제어기(32)는 3-상 단락 회로부(108)를 포함한다. 그러한 실시예들에서, 3-상 단락 회로부(108)는 프로세서들(64A, 64B)에 의해 모니터링되지 않는 결함들에 대해 결함 액션 신호들(하기에서 논의됨)을 생성하도록 구성된다 - 그 이유는 결함들이 프로세서들(64A 및/또는 64B) 및/또는 건전성 모니터링 회로부(102)에서의 결함들을 포함할 수 있기 때문이다. 3-상 단락 회로부(108)에 의해 생성된 결함 액션 신호들은, 인버터들(30A, 30B) 둘 모두의 뱅크들(40 또는 44) 중 하나의 뱅크의 3-단자 전력 반도체 디바이스들(42)(도 3a)이 단락되게 함으로써 동일한 결함 응답이 인버터들(30A, 30B) 둘 모두의 3-단자 전력 반도체 디바이스들(42)(도 3a)에 적용되게 한다.
다양한 실시예들에서, 3-상 단락 회로부(108)는 프로세서들(64A, 64B) 외부에 있고, 프로세서(64A) 또는 프로세서(64B)에 의해 모니터링되지 않는 결함에 응답하여 구동 유닛(20)에 동작가능하게 결합된 각각의 바퀴(16 또는 18)에 등화된 토크를 인가하기 위해, 동일한 결함 액션을 전력 인버터(30A) 및 전력 인버터(30B)에 적용하도록 구성된다. 도 5a 및 도 5c에 도시된 바와 같이, 3-상 단락 회로부(108)는 건전성 모니터링 회로부(102)로부터의 제어 신호(110), 프로세서(64A)로부터의 제어 신호(112), 및 프로세서(64B)로부터의 제어 신호(114)를 수신하도록 결합된다. 건전성 모니터링 회로부(102)는, 데이터 링크(104)를 통해 프로세서(64A)로부터, 프로세서(64A) 내의 결함을 나타내는 프로세서 결함 표시 신호를 수신한 것 또는 데이터 링크(106)를 통해 프로세서(64B)로부터, 프로세서(64B) 내의 결함을 나타내는 프로세서 결함 표시 신호를 수신한 것에 응답하여 제어 신호(110)를 생성하도록 구성된다. 프로세서들(64A, 64B)은, 데이터 링크들(104, 106)을 통해 각각 건전성 모니터링 회로부(102)의 고장(예컨대, 제한 없이, 롤링 카운터의 고장)을 검출한 것에 응답하여, 제어 신호들(112, 114)을 각각 생성하도록 구성된다.
다양한 실시예들에서 그리고 도 5c에 도시된 바와 같이, 3-상 단락 회로부(108)는 전압 조정기(116), 버퍼(118), 및 버퍼(120)를 포함한다. 일부 그러한 실시예들에서, 전압 조정기(116)는 12 VDC를 5 VDC로 변환하도록 구성된 전압 조정기를 포함한다. 그러한 실시예들에서, 제어 신호들(110, 112, 114)은 적합하게는 12 VDC 신호들이다. 12 VDC 제어 신호들(110, 112, 또는 114) 중 임의의 제어 신호의 인가에 응답하여, 전압 조정기(116)는 5 VDC 제어 신호(122)를 출력한다. 제어 신호(122)는 버퍼들(118, 120)에 입력된다. 버퍼(118)는 전력 인버터(30A)의 뱅크(44)에 대한 구동부들(46A2)에 제어 신호(122)를 제공하도록 결합된다. 구동부들(46A2)은 결함 액션 신호(88')를 생성하고 이를 전력 인버터(30A)의 뱅크(44)의 게이트 단자들(48)에 제공하여, 이에 의해, 전력 인버터(30A)의 뱅크(44)의 3-단자 전력 반도체 디바이스들(42)이 단락되게 한다. 버퍼(120)는 전력 인버터(30B)의 뱅크(44)에 대한 구동부들(46B2)에 제어 신호(122)를 제공하도록 결합된다. 구동부들(46B2)은 결함 액션 신호(92')를 생성하고 이를 전력 인버터(30B)의 뱅크(44)의 게이트 단자들(48)에 제공하여, 이에 의해, 전력 인버터(30B)의 뱅크(44)의 3-단자 전력 반도체 디바이스들(42)이 단락되게 한다.
인버터들(30A, 30B)의 뱅크들(44)의 3-단자 전력 반도체 디바이스들(42)을 단락시키는 것은 제한이 아닌 예시로만 고려된다는 것이 이해될 것이다. 일부 실시예들에서, 인버터들(30A, 30B)의 뱅크들(40)의 3-단자 전력 반도체 디바이스들(42)은 단락된다(그리고 인버터들(30A, 30B)의 뱅크들(44)의 3-단자 전력 반도체 디바이스들(42)은 단선된 채로 유지된다).
도 5g를 추가적으로 참조하면, 다양한 실시예들에서, 제1 전력 인버터 또는 제2 전력 인버터와 연관된 결함에 응답하여 구동 유닛에 동작가능하게 결합된 각각의 바퀴에 등화된 토크를 인가하기 위해, 제1 전력 인버터 및 제2 전력 인버터에 동일한 결함 액션을 적용하기 위한 예시적인 방법(124)이 제공된다.
방법(124)은 블록(126)에서 시작한다. 블록(128)에서, 전기 차량의 구동 유닛의 제1 전력 인버터 또는 제2 전력 인버터와 연관된 결함이 검출된다. 블록(130)에서, 결함을 검출한 것에 응답하여, 구동 유닛에 동작가능하게 결합된 각각의 바퀴에 등화된 토크를 인가하기 위해, 동일한 결함 액션이 제1 전력 인버터 및 제2 전력 인버터에 적용된다. 방법(124)은 블록(130)에서 종료한다.
다양한 실시예들에서, 제1 전력 인버터에 대한 제1 프로세서 및 제2 전력 인버터에 대한 제2 프로세서는 결함을 모니터링할 수 있다.
다양한 실시예들에서, 연관된 결함이 있는 인버터에 대한 프로세서는 연관된 결함이 없는 인버터에 대한 프로세서에 결함 액션을 통신할 수 있다.
다양한 실시예들에서, 결함 액션은 제1 전력 인버터 및 제2 전력 인버터 내의 3-단자 전력 반도체 디바이스들의 모든 뱅크들이 임계 속도 미만의 모터 속도를 위해 단선되게 하는 것, 또는 제1 전력 인버터 및 제2 전력 인버터 내의 3-단자 전력 반도체 디바이스들의 하나의 뱅크가 임계 속도 초과의 모터 속도를 위해 단락되게 하는 것을 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에서, 전기 차량의 구동 유닛의 제1 전력 인버터 또는 제2 전력 인버터와 연관된 결함은 제1 전력 인버터에 대한 제1 프로세서, 또는 제2 전력 인버터에 대한 제2 프로세서, 또는 제1 프로세서 및 제2 프로세서에 대한 건전성 모니터링 회로부 내의 결함을 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에서, 구동 유닛에 동작가능하게 결합된 각각의 바퀴에 등화된 토크를 인가하기 위해 제1 전력 인버터 및 제2 전력 인버터에 동일한 결함 액션을 적용하는 것은, 제1 프로세서 및 제2 프로세서 외부의 회로부에 의해, 구동 유닛에 동작가능하게 결합된 각각의 바퀴에 등화된 토크를 인가하기 위해 제1 전력 인버터 및 제2 전력 인버터에 동일한 결함 액션을 적용하는 것을 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에서, 결함 액션은 제1 전력 인버터 및 제2 전력 인버터 내의 3-단자 전력 반도체 디바이스들의 하나의 뱅크가 단락되게 하는 것을 포함할 수 있다.
상기에도 불구하고, 일부 경우들에 있어서, 하나의 모터의 속도는 다른 모터의 속도와 상이할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 회전 동안, 외측 바퀴는 내측 바퀴보다 더 빠르게 회전하는 중일 수 있다. 유사하게, 바퀴들은 다양한 바퀴 슬립 상황들에서 상이한 속도들로 회전하는 중일 수 있다. 일부 그러한 경우들에 있어서, 프로세서(64A)가 그의 연관된 전기 모터(24A)에 대한 적절한 속도 의존적 결함 액션을 선택하고 프로세서(64B)가 그의 연관된 전기 모터(24B)에 대한 적절한 속도 의존적 결함 액션을 선택하기 때문에, (예를 들어, 배터리(14)의 역 EMF 및 전압에 기초한) 구동 유닛(20)의 하나의 모터에 대한 속도 의존적 결함 액션은 구동 유닛(20)의 다른 모터에 대한 속도 의존적 결함 액션과는 상이할 수 있다.
상기에서 논의된 인버터들(30A, 30B)과 연관된 결함들에 더하여, 제어기(32)에 대한 저전압 DC 전력(예컨대, 12 VDC이고, 본 명세서에서 12 V로 지칭됨)의 손실은, 동일한 구동 유닛(20)에 의해 구동되는 2개의 바퀴들(16 또는 18) 사이의 토크 불균형을 회피시키는 데 도움이 되도록 하기 위해 인버터들(30A, 30B) 둘 모두에 동일한 결함 액션이 적용되게 한다.
도 5a 및 도 5c에 도시된 바와 같이, 프로세서들(64A, 64B), 구동부들(46A1, 46A2, 46B1, 46B2), 건전성 모니터링 회로부(102), 및 3-상 단락 회로부(108) 모두는 제어기(32)에 공급되는 저전압 DC 전력(12 V)에 의해 전력을 공급받는 컴포넌트들을 포함한다는 것이 이해될 것이다. 제어기(32)에 공급되는 12 V의 손실은 프로세서들(64A, 64B), 구동부들(46A1, 46A2, 46B1, 46B2), 건전성 모니터링 회로부(102), 및 3-상 단락 회로부(108)가 상기에서 논의된 바와 같이 인버터들(30A, 30B) 둘 모두에 동일한 결함 액션을 적용하는 데 이용가능하지 않다는 것을 의미한다는 것이 이해될 것이다.
따라서, 다양한 실시예들에서 그리고 하기에서 논의되는 바와 같이, 제어기(32)에 공급되는 12 V의 손실의 경우에 인버터들(30A, 30B) 둘 모두에 동일한 결함 액션을 적용하기 위한 능력이 제공된다.
도 5a 및 도 5c에 도시된 바와 같이 그리고 도 6a 및 도 6b를 추가적으로 참조하면, 다양한 실시예들에서 그리고 개요로서, 검출 회로(140)는 제어기(32)에 공급되는 저전압 DC 전력(12 V)의 손실을 검출하도록 구성된다. 백업 전력 회로(84A)는 전력 인버터(30A)와 연관되고, 백업 전력 회로(84B)는 전력 인버터(30B)와 연관된다. (예를 들어, 스텝-다운 DC-DC 변환기와 같은) 각각의 백업 전력 회로(84A, 84B)는 제어기(32)에 공급되는 저전압 DC 전력의 손실의 검출에 응답하여 450 VDC와 같은 고전압 DC 전력을 저전압 DC 전력으로 변환하도록 구성된다. 3-상 단락 회로부(108)는 제어기(32)에 공급되는 저전압 DC 전력의 손실의 검출에 응답하여 구동 유닛(20)에 동작가능하게 결합된 각각의 바퀴(16 또는 18)에 등화된 토크를 인가하기 위해, 동일한 결함 액션을 전력 인버터(30A) 및 전력 인버터(30B)에 적용하도록 구성된다.
도 5a, 도 5c 및 도 6a에 도시된 바와 같이, 다양한 실시예들에서, 검출 회로(140)는 옵토커플러(141)를 사용하여, 제어기(32)에 공급되는 저전압 DC 전력(12 V)의 손실을 검출한다. 저전압 DC 전력(예컨대, 12 V)은 저항기 R1에 공급되는데, 이는 저항기 R2에 직렬로 전기적으로 접속된다. 저항기들 R1 및 R2는 전압 분배기로서 기능한다. (제한 없이, 5 V와 같은) 적합한 전압에서의 제어 신호(143)가 저항기들 R1과 R2 사이의 노드(145)로부터 옵토커플러(141)의 발광 다이오드(light-emitting diode, LED)(145)로 공급된다. 에너지가 공급될 때, LED(145)는 전기 입력을 광으로 변환하고, 광(가시광 또는 적외선(infrared, IR) 광 중 어느 하나)을 방출한다. 광트랜지스터(147)가 LED(145)에 의해 방출된 광을 검출하고 턴온된다. 다양한 실시예들에서, 광트랜지스터(149)는 풀다운(pull-down) 트랜지스터이다. 광트랜지스터(149)는 인에이블 신호(151)를 백업 전력 회로들(84A, 84B)에 제공하도록 결합된다.
정상 동작 동안, 제어 신호(143)는 LED(147)에 공급되고, LED(147)는 광을 방출한다. 광트랜지스터(149)는 광을 검출하고 턴온된다. 광트랜지스터(149)가 풀다운 트랜지스터이기 때문에, 광트랜지스터(149)가 온 상태일 때 인에이블 신호(151)는 로우(low)이다. 인에이블 신호(151)가 로우일 때, 인에이블 신호(151)는 백업 전력 회로들(84A, 84B)(예컨대, 스텝-다운 DC-DC 변환기들)을 풀다운시켜서, 백업 전력 회로들(84A, 84B)이 턴오프되고 3-상 단락을 적용하지 못하게 한다.
저전압 DC 전력(12 V)의 손실의 경우, 신호(143)는 사라지고 LED(147)는 광을 방출하는 것을 중지한다. 그 결과, 광트랜지스터(149)는 턴오프되고, 인에이블 신호(151)는 하이(high)이다. 인에이블 신호(151)가 하이일 때, 백업 전력 회로들(84A, 84B)은 턴온되고 후술되는 바와 같이 3-상 단락을 적용한다. 예를 들어, 인에이블 신호(151)는 백업 전력 회로들(84A, 84B) 각각 내의 스텝-다운 DC-DC 변환기를 턴온시켜서 고전압 DC 전력을 저전압 DC 전력(12 V)으로 변환하게 할 수 있다.
다양한 실시예들에서, 게이트 구동 회로(46A) 및 게이트 구동 회로(46B)는 백업 전력 회로들(84A, 84B)을 각각 포함한다. 고전압 DC 전력(예컨대, 450 V)은 백업 전력 회로들(84A, 84B) 각각에 제공된다. 각각의 백업 전력 회로(84A, 84B)는 450 VDC 전력을 12 VDC 전력과 같은 저전압 DC 전력으로 변환하도록 구성된다. 이와 같이, 백업 전력 회로들(84A, 84B)은 적합하게는, 스텝-다운 DC-DC 변환기(상기에서 논의된 바와 같음), 원하는 경우에 전압 분배기 회로부(하기에서 논의됨) 등을 포함한다.
도 6b에 도시된 바와 같이, 원한다면, 일부 실시예들에서, 각각의 백업 전력 회로(84A, 84B)는 제어기(32)로부터 저전압 DC 전력(12 V)을 수신하도록 동작가능하게 결합된 계전기 코일(154)을 갖는 정상-개로 계전기(normally-open relay)(152)를 선택적으로 포함할 수 있다. 그러한 실시예들에서, 정상-개로 계전기(152)는 또한 정상-개로 접촉부(156)를 포함한다. 상기에서 논의된 바와 같이, 정상 동작 동안, 저전압 DC 전력(12 V)이 계전기 코일(154)에 제공되고, 계전기 코일(154)에 에너지가 공급되어, 이에 의해, 정상-개로 접촉부(156)가 개방되게 한다. 저전압 DC 전력(12 V)의 손실의 경우, 계전기 코일(154)에는 에너지가 차단되어, 이에 의해, 정상-개로 접촉부(156)가 차단되게 한다. 따라서, 그러한 실시예들에서, 검출 회로(140)는 적합하게는 계전기 코일(154)을 포함하고, 제어기(32)로부터의 저전압 DC 전력(12 V)은 제어 신호인 것으로 간주될 수 있다.
그러한 실시예들에서, 각각의 백업 전력 회로(84A, 84B)는 적합하게는, 고전압 DC 전력을 수신하도록 동작가능하게 결합된 전압 분배기(158)를 포함한다. 전압 분배기(158)는 고전압 DC 전력을 저전압 DC 전력으로 변환하도록 구성되고, 저전압 DC 전력을 정상-개로 접촉부(156)로 출력하도록 추가로 구성된다. 그러한 실시예들에서, 정상 동작 동안(저전압 DC 전력이 계전기 코일(154)에 제공되고 정상-개로 접촉부(156)가 개방될 때), 백업 전력 회로들(84A, 84B)은 12 V 전력을 제공하지 않는다. 반대로, 저전압 DC 전력(12 V)의 손실의 경우(계전기 코일(154)에 에너지가 차단되고 정상-개로 접촉부(156)가 차단될 때), 백업 전력 회로들(84A, 84B)은 12 V 전력을 제공한다. 따라서, 그러한 실시예들에서, 각각의 백업 전력 회로(84A, 84B)는 또한, 적합하게는, 정상-개로 접촉부(156)를 포함한다.
상기에서 논의된 바와 같이, 다양한 실시예들에서, 전력 인버터(30A) 및 전력 인버터(30B) 각각은 3-단자 전력 반도체 디바이스들(42)의 2개의 뱅크들(40, 44)을 포함한다. 하기에서 논의되는 바와 같이, 3-상 단락 회로부(108)는, 제어기(32)에 공급되는 저전압 DC 전력의 손실의 검출에 응답하여 전력 인버터(30A) 및 전력 인버터(30B) 내의 3-단자 전력 반도체 디바이스들(42)의 하나의 뱅크(40 또는 44)가 단락되게 하도록 추가로 구성된다.
도 5a 및 도 5c에 도시된 바와 같이, 저전압 DC 전력(12 V)의 손실이 어떻게 검출되는지 그리고 저전압 DC 전력(12 V)이 백업 전력 회로들(84A, 84B)에 의해 어떻게 생성되는지에 관계없이, 저전압 DC 전력(12 V)은 백업 전력 회로들(84A, 84B)로부터 전압 조정기(116)에 공급된다. 저전압 DC 전력(12 V)의 인가에 응답하여, 전압 조정기(116)는 5 VDC 제어 신호(122)를 출력한다. 제어 신호(122)는 버퍼들(118, 120)에 입력된다. 버퍼(118)는 전력 인버터(30A)의 뱅크(44)에 대한 구동부들(46A2)에 제어 신호(122)를 제공하도록 결합된다. 구동부들(46A2)은 결함 액션 신호(88')를 생성하고 이를 전력 인버터(30A)의 뱅크(44)의 게이트 단자들(48)에 제공하여, 이에 의해, 전력 인버터(30A)의 뱅크(44)의 3-단자 전력 반도체 디바이스들(42)이 단락되게 한다. 버퍼(120)는 전력 인버터(30B)의 뱅크(44)에 대한 구동부들(46B2)에 제어 신호(122)를 제공하도록 결합된다. 구동부들(46B2)은 결함 액션 신호(92')를 생성하고 이를 전력 인버터(30B)의 뱅크(44)의 게이트 단자들(48)에 제공하여, 이에 의해, 전력 인버터(30B)의 뱅크(44)의 3-단자 전력 반도체 디바이스들(42)이 단락되게 한다.
인버터들(30A, 30B)의 뱅크들(44)의 3-단자 전력 반도체 디바이스들(42)을 단락시키는 것은 제한이 아닌 예시로만 고려된다는 것이 이해될 것이다. 일부 실시예들에서, 인버터들(30A, 30B)의 뱅크들(40)의 3-단자 전력 반도체 디바이스들(42)은 단락된다(그리고 인버터들(30A, 30B)의 뱅크들(44)의 3-단자 전력 반도체 디바이스들(42)은 단선된 채로 유지된다).
다양한 실시예들에서 그리고 도 6c에 도시된 바와 같이, 인버터들 둘 모두에 대한 공통 제어기에 공급되는 12 V의 손실의 경우에 전기 차량의 구동 유닛의 인버터들 둘 모두에 동일한 결함 액션을 적용하기 위한 방법(160)이 제공된다.
방법(160)은 블록(162)에서 시작한다. 블록(164)에서, 전기 차량을 위한 구동 유닛의 제1 전력 인버터에 대한 제1 프로세서 및 제2 전력 인버터에 대한 제2 프로세서에 대한 제어기에 공급되는 저전압 직류(DC) 전력의 손실이 검출된다. 블록(166)에서, 제어기에 공급되는 저전압 DC 전력의 손실의 검출에 응답하여 고전압 DC 전력이 저전압 DC 전력으로 변환된다. 블록(168)에서, 제어기에 공급되는 저전압 DC 전력의 손실의 검출에 응답하여 구동 유닛에 동작가능하게 결합된 각각의 바퀴에 등화된 토크를 인가하기 위해, 동일한 결함 액션이 제1 전력 인버터 및 제2 전력 인버터에 적용된다. 방법(160)은 블록(170)에서 종료한다.
다양한 실시예들에서, 제어 신호는 제어기에 공급되는 저전압 DC 전력의 존재에 응답하여 제공될 수 있다.
다양한 실시예들에서, 제어기에 공급되는 저전압 DC 전력의 손실의 검출에 응답하여 구동 유닛에 동작가능하게 결합된 각각의 바퀴에 등화된 토크를 인가하기 위해 제1 전력 인버터 및 제2 전력 인버터에 동일한 결함 액션을 적용하는 것은, 제어 신호의 부재에 응답하여 구동 유닛에 동작가능하게 결합된 각각의 바퀴에 등화된 토크를 인가하기 위해 제1 전력 인버터 및 제2 전력 인버터에 동일한 결함 액션을 적용하는 것을 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에서, 결함 액션은 제1 전력 인버터 및 제2 전력 인버터 내의 3-단자 전력 반도체 디바이스들의 하나의 뱅크가 단락되게 하는 것을 포함할 수 있다.
당업자는, 본 명세서에 기술된 디바이스들 및/또는 프로세스들의 적어도 일부분이 데이터 프로세싱 시스템에 통합될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 당업자는, 데이터 프로세싱 시스템이 대체적으로 시스템 유닛 하우징, 비디오 디스플레이 디바이스, 메모리, 예컨대 휘발성 또는 비휘발성 메모리, 프로세서들, 예컨대 마이크로프로세서들 또는 디지털 신호 프로세서들, 계산 엔티티들, 예컨대 운영 체제들, 드라이버들, 그래픽 사용자 인터페이스들, 및 응용 프로그램들, 하나 이상의 상호작용 디바이스들(예컨대, 터치 패드, 터치 스크린, 안테나 등), 및/또는 피드백 루프들 및 제어 모터들(예컨대, 위치 및/또는 속도를 감지하기 위한 피드백; 컴포넌트들 및/또는 양들을 이동시키고/시키거나 조정하기 위한 제어 모터들)을 포함하는 제어 시스템들 중 하나 이상을 포함한다는 것을 인식할 것이다. 데이터 프로세싱 시스템은, 데이터 컴퓨팅/통신 및/또는 네트워크 컴퓨팅/통신 시스템들에서 전형적으로 발견되는 것들과 같은 적합하고 상업적으로 이용가능한 컴포넌트들을 이용하여 구현될 수 있다.
상기/하기 개시내용에서 사용되는 바와 같은 용어 "모듈"은, 특정 방식으로 배열되는 하나 이상의 컴포넌트들의 집합, 또는 하나 이상의 특정 시점들에 특정 방식으로 동작하도록 구성될 수 있고/있거나 하나 이상의 추가 시간들에 하나 이상의 추가 방식들로 동작하도록 또한 구성될 수 있는 하나 이상의 범용 컴포넌트들의 집합을 지칭할 수 있다. 예를 들어, 동일한 하드웨어, 또는 하드웨어의 동일한 부분들은 (예컨대, 제1 시간에) 제1 유형의 모듈로서, (예컨대, 일부 경우들에 있어서, 제1 시간과 일치하거나 중첩되거나 그 뒤에 올 수 있는 제2 시간에) 제2 유형의 모듈로서, 그리고/또는 (예컨대, 일부 경우들에 있어서, 제1 시간 및/또는 제2 시간과 일치하거나 중첩되거나 그 뒤에 올 수 있는 제3 시간에) 제3 유형의 모듈 등으로서 순차/병렬 시간(들)에 구성/재구성될 수 있다. 제1 목적을 갖는 제1 모듈, 이어서 제2 목적을 갖는 제2 모듈, 및 이어서 제3 목적을 갖는 제3 모듈 등으로서 재구성가능 및/또는 제어가능 컴포넌트들(예컨대, 범용 프로세서들, 디지털 신호 프로세서들, 필드 프로그래밍가능 게이트 어레이들 등)이 구성될 수 있다. 재구성가능 및/또는 제어가능 컴포넌트의 전이는 몇 나노초만큼 짧은 시간 내에 발생할 수 있거나, 또는 수 분, 수 시간, 또는 수 일의 기간에 걸쳐 발생할 수 있다.
일부 그러한 예들에서, 컴포넌트가 제2 목적을 수행하도록 구성된 시간에, 컴포넌트는 그것이 재구성될 때까지 그 제1 목적을 더 이상 수행할 수 없다. 컴포넌트는 몇 나노초만큼 짧은 시간 내에 상이한 모듈들로서 구성들 사이에서 스위칭할 수 있다. 컴포넌트는 즉시(on-the-fly) 재구성할 수 있는데, 예컨대, 제1 모듈로부터 제2 모듈로의 컴포넌트의 재구성은 제2 모듈이 필요할 때 바로 발생할 수 있다. 컴포넌트는 스테이지(stage)별로 재구성할 수 있는데, 예컨대, 더 이상 필요하지 않은 제1 모듈의 부분들은, 제1 모듈이 그의 동작을 완료하기 전에도, 제2 모듈로 재구성할 수 있다. 이러한 재구성들은 자동으로 발생할 수 있거나, 또는 외부 소스가 다른 컴포넌트, 명령어, 신호, 조건, 외부 자극, 또는 유사한 것인지에 관계없이, 그 소스에 의해 유도되어 발생할 수 있다.
예를 들어, 개인 컴퓨터의 중앙 프로세싱 유닛은, 그의 명령어들에 따라 그의 로직 게이트들을 구성함으로써, 다양한 시간들에, 그래픽들을 스크린 상에 디스플레이하기 위한 모듈, 저장 매체에 데이터를 기입하기 위한 모듈, 사용자 입력을 수신하기 위한 모듈, 및 2개의 큰 소수들을 곱하기 위한 모듈로서 동작할 수 있다. 이러한 재구성은 육안으로 보이지 않을 수 있고, 일부 실시예들에서, 컴포넌트의 다양한 부분들, 예컨대, 스위치들, 로직 게이트들, 입력들, 및/또는 출력들의 활성화, 비활성화, 및/또는 리-라우팅(re-routing)을 포함할 수 있다. 따라서, 상기/하기 개시내용에서 발견되는 예들에서, 예가 다수의 모듈들을 포함하거나 언급하는 경우, 그 예는 동일한 하드웨어가 언급된 모듈들 중 하나 초과의 모듈들을 동시에 또는 별개의 시간들이나 타이밍들에 구현할 수 있을 가능성을 포함한다. 더 많은 컴포넌트들, 더 적은 컴포넌트들, 또는 모듈들의 수와 동일한 수의 컴포넌트들을 사용하는지에 관계없이, 다수의 모듈들의 구현은 단지 구현 선택일 뿐이며 대체적으로 모듈들 자체의 동작에 영향을 미치지 않는다. 따라서, 본 개시내용에서의 다수의 별개의 모듈들에 대한 임의의 언급은, 다수의 모듈들의 기능들을 수행하기 위해 시간 경과에 따라 그 자체를 재구성하는 단일 컴포넌트, 및/또는 유사하게 재구성하는 다수의 컴포넌트들, 및/또는 특수 목적 재구성가능 컴포넌트들을 포함하지만 이들로 제한되지 않는, 임의의 수의 기본 컴포넌트들로서 그들 모듈들의 구현들을 포함한다는 것이 이해되어야 한다.
일부 경우들에 있어서, 하나 이상의 컴포넌트들은 본 명세서에서, "~하도록 구성된", "~에 의해 구성된", "~로 구성가능한", "~에 동작가능한/동작 중인", "적응된/적응가능한", "가능한", "부합하는/~에 부합된" 등으로 언급될 수 있다. 당업자는, 문맥이 달리 요구하지 않는 한, 그러한 용어들(예를 들어, "~로 구성된")이 대체적으로 활성 상태 컴포넌트들 및/또는 비활성 상태 컴포넌트들 및/또는 대기 상태 컴포넌트들을 포괄한다는 것을 인식할 것이다.
본 명세서에 기술된 본 주제의 특정 태양들이 도시되고 기술되었지만, 본 명세서의 교시들에 기초하여, 본 명세서에 기술된 주제 및 그의 더 넓은 태양들로부터 벗어나지 않으면서 변화들 및 수정들이 이루어질 수 있고, 그에 따라, 첨부된 청구범위가, 모든 그러한 변화들 및 수정들이 본 명세서에 기술된 주제의 진정한 사상 및 범주 내에 있을 때, 모든 그러한 변화들 및 수정들을 그들의 범주 내에 포괄시킨다는 것이 당업자에게 명백할 것이다. 대체적으로, 본 명세서에 특히 첨부된 청구범위(예컨대, 첨부된 청구범위의 본문) 내에 사용된 용어들은 대체적으로 "개방적"용어들로 의도된다는 것이 당업자에 의해 이해될 것이다(예를 들어, 용어 "포함하는"은 "포함하지만 이에 제한되지 않는"으로 해석되어야 하며, 용어 "갖는"은 "적어도 갖는"으로 해석되어야 하며, 용어 "포함한다"는 "포함하지만 이에 제한되지 않는다"로 해석되어야 하는 등임). 특정 수의 도입된 청구항의 언급이 의도되는 경우, 이러한 의도는 청구항에 명시적으로 언급될 것이고, 그러한 언급이 없는 경우에는 그러한 의도가 존재하지 않는다는 것이 당업자에 의해 추가로 이해될 것이다. 예를 들어, 이해를 돕기 위해, 하기의 첨부된 청구범위는 청구항 언급들을 도입하기 위해 도입 어구들 "적어도 하나" 및 "하나 이상"의 사용을 포함할 수 있다. 그러나, 그러한 어구들의 사용은, 부정 관사들 "a" 또는 "an"에 의한 청구항 언급의 도입은 그러한 도입된 청구항 언급을 포함하는 임의의 특정 청구항을 단지 하나의 그러한 언급을 포함하는 청구항들로 제한하는 것을 암시하도록 해석되지 않아야 하고, 이는 동일한 청구항이 "하나 이상" 또는 "적어도 하나"와 같은 도입 어구들 및 "a" 또는 "an"과 같은 부정 관사들을 포함하더라도 그러해야 하며(예를 들어, "a" 및/또는 "an"은 전형적으로 "적어도 하나" 또는 "하나 이상"을 의미하도록 해석되어야 함); 동일한 것이 청구항 언급들을 도입하는 데 사용되는 정관사들의 사용에 대해서도 참이어야 한다. 추가적으로, 특정 수의 도입된 청구항 언급이 명시적으로 언급되더라도, 당업자는, 그러한 언급이 전형적으로 적어도 언급된 수를 의미하는 것으로 해석되어야 한다는 것을 인식할 것이다(예를 들어, 다른 수식어들이 없는 "2개의 언급들"의 순수한 언급은 전형적으로 적어도 2개의 언급들 또는 2개 이상의 언급들을 의미함). 추가로, "A, B, 및 C 등 중 적어도 하나"와 유사한 관례가 사용되는 경우, 대체적으로 그러한 구성은 당업자가 그 관례를 이해할 의미로 의도된다(예를 들어, "A, B, 및 C 중 적어도 하나를 갖는 시스템"은 A 단독, B 단독, C 단독, A 및 B를 함께, A 및 C를 함께, B 및 C를 함께, 및/또는 A, B, 및 C를 함께 갖는 시스템들을 포함하지만 이에 제한되지 않을 것임). 전형적으로, 상세한 설명에서든, 청구범위에서든, 또는 도면에서든, 2개 이상의 대안적인 용어들을 제시하는 이접적(disjunctive) 단어 및/또는 어구들은, 문맥이 달리 지시하지 않는 한, 용어들 중 하나, 용어들 중 어느 하나, 또는 두 용어들 모두를 포함할 가능성들을 고려하는 것으로 이해되어야 한다는 것이 당업자에 의해 추가로 이해될 것이다. 예를 들어, 어구 "A 또는 B"는 전형적으로 "A" 또는 "B" 또는 "A 및 B"의 가능성들을 포함하는 것으로 이해될 것이다.
상기 상세한 설명은 블록도들, 흐름도들, 및/또는 예들을 사용하여 디바이스들 및/또는 프로세스들의 다양한 실시예들을 설명하였다. 그러한 블록도들, 흐름도들, 및/또는 예들이 하나 이상의 기능들 및/또는 동작들을 포함하는 한, 그러한 블록도들, 흐름도들, 또는 예들 내의 각각의 기능 및/또는 동작은, 개별적으로 및/또는 종합적으로, 35 U.S.C. 101 하에서 특허가능한 주제로 제한된 광범위한 하드웨어, 소프트웨어(예컨대, 하드웨어 사양으로서 역할을 하는 고레벨 컴퓨터 프로그램), 펌웨어, 또는 사실상 임의의 이들의 조합에 의해 구현될 수 있다는 것이 당업자에 의해 이해될 것이다. 일 실시예에서, 본 명세서에 기술된 주제의 몇몇 부분들은 주문형 집적 회로(ASIC)들, 필드 프로그래밍가능 게이트 어레이(FPGA)들, 디지털 신호 프로세서(DSP)들, 또는 다른 통합된 포맷들을 통해 구현될 수 있다. 그러나, 당업자는, 본 명세서에 개시된 실시예들의 일부 태양들이, 전체적으로 또는 부분적으로, 35 U.S.C. 101 하에서 특허가능한 주제로 제한된, 하나 이상의 컴퓨터들 상에서 실행되는 하나 이상의 컴퓨터 프로그램들로서(예컨대, 하나 이상의 컴퓨터 시스템들 상에서 실행되는 하나 이상의 프로그램들로서), 하나 이상의 프로세서들 상에서 실행되는 하나 이상의 프로그램들로서(예컨대, 하나 이상의 마이크로프로세서들 상에서 실행되는 하나 이상의 프로그램들로서), 펌웨어로서, 또는 이들의 사실상 임의의 조합으로서 집적 회로들 내에서 동등하게 구현될 수 있다는 것을, 그리고 회로부를 설계하고/하거나 소프트웨어(예컨대, 하드웨어 사양으로서 역할을 하는 고레벨 컴퓨터 프로그램) 및/또는 펌웨어를 위한 코드를 작성하는 것이 본 발명에 비추어 당업자의 스킬(skill) 내에 잘 있을 것이라는 것을 인식할 것이다. 추가적으로, 당업자는, 본 명세서에 기술된 주제의 메커니즘들이 다양한 형태들의 프로그램 제품으로서 배포될 수 있다는 것을, 그리고 본 명세서에 기술된 주제의 예시적인 실시예가 배포를 실제로 수행하는 데 사용되는 특정 유형의 신호 베어링 매체(signal bearing medium)에 관계없이 적용된다는 것을 이해할 것이다. 신호 베어링 매체의 예들은, 플로피 디스크, 하드 디스크 드라이브, 콤팩트 디스크(Compact Disc, CD), 디지털 비디오 디스크(Digital Video Disk, DVD), 디지털 테이프, 컴퓨터 메모리 등과 같은 기록가능 유형 매체; 및 디지털 및/또는 아날로그 통신 매체(예컨대, 광섬유 케이블, 도파관, 유선 통신 링크, 무선 통신 링크(예컨대, 송신기, 수신기, 송신 로직, 수신 로직 등) 등)와 같은 송신 유형 매체를 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다.
첨부된 청구범위에 관련하여, 당업자는 본 명세서에 언급된 동작들은 대체적으로 임의의 순서로 수행될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 또한, 다양한 동작 흐름들이 순차적으로 제시되어 있지만, 다양한 동작들이 예시된 것들과 다른 순서들로 수행될 수 있거나 동시에 수행될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 이러한 대안적인 순서화들의 예들은, 문맥이 달리 지시하지 않는 한, 중첩하는, 삽입된, 중단된, 재순서화된, 증가된, 준비를 위한, 보충적인, 동시적인, 역방향의, 또는 다른 변형된 순서화들을 포함할 수 있다. 또한, "에 응답하여", "에 관련된" 또는 다른 과거형 형용사들과 같은 용어들은, 문맥이 달리 지시하지 않는 한, 대체적으로 그러한 변형들을 배제하는 것으로 의도되지 않는다.
개시된 주제는 예시적인 실시예들의 관점에서 설명되었지만, 청구범위에 기재된 바와 같은 청구된 주제의 범주를 벗어나지 않으면서 그에 대해 다양한 수정들이 이루어질 수 있다는 것이 당업자에 의해 이해될 것이다.

Claims (20)

  1. 제어기로서,
    전기 차량을 위한 구동 유닛에 대한 제1 및 제2 전력 인버터와 연관된 하나 이상의 프로세서들;
    및
    상기 제1 전력 인버터 및 상기 제2 전력 인버터로부터 선택된 인버터와 연관된 결함에 응답하여 그의 연관된 프로세서가 상기 제1 전력 인버터 및 상기 제2 전력 인버터에 동일한 결함 액션을 적용하게 하도록 구성된 컴퓨터 실행가능 명령어들을 저장하도록 각각 구성되는, 상기 하나 이상의 프로세서들에 대한 하나 이상의 컴퓨터 판독가능 매체들 - 상기 동일한 결함 액션은 상기 구동 유닛에 동작가능하게 결합된 각각의 차축에 등화된 토크를 인가하는 것을 포함함 - 을 포함하는, 제어기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 컴퓨터 실행가능 명령어들은 그의 연관된 프로세서가 상기 결함을 모니터링하게 하도록 추가로 구성되는, 제어기.
  3. 제1항에 있어서, 통신 링크를 추가로 포함하고, 상기 하나 이상의 프로세서들은, 상기 구동 유닛에 대한 상기 제1 전력 인버터와 연관된 제1 프로세서 및 상기 제2 전력 인버터와 연관된 제2 프로세서를 포함하고, 상기 통신 링크는 상기 제1 프로세서와 상기 제2 프로세서 사이에 있는, 제어기.
  4. 제2항에 있어서, 상기 결함 액션은, 모터 속도가 임계 속도 미만일 때 상기 제1 전력 인버터 및 상기 제2 전력 인버터 내의 3-단자 전력 반도체 디바이스들의 복수의 뱅크들 모두가 단선되게 하는 것, 및 모터 속도가 상기 임계 속도 초과일 때 상기 제1 전력 인버터 및 상기 제2 전력 인버터 각각 내의 3-단자 전력 반도체 디바이스들의 하나의 뱅크가 단락되게 하는 것으로부터 선택되는 액션을 추가로 포함하는, 제어기.
  5. 제3항에 있어서, 상기 제1 프로세서 및 상기 제2 프로세서 외부에 있고 상기 제1 프로세서 및 상기 제2 프로세서에 의해 모니터링되지 않는 결함에 응답하여 상기 제1 전력 인버터 및 상기 제2 전력 인버터에 동일한 결함 액션을 적용하도록 구성된 3-상 단락 회로부를 추가로 포함하고, 상기 동일한 결함 액션은 상기 구동 유닛에 동작가능하게 결합된 각각의 차축에 등화된 토크를 인가하는 것을 포함하는, 제어기.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1 프로세서 및 상기 제2 프로세서의 건전성(health)을 모니터링하도록 구성된 건전성 모니터링 회로부를 추가로 포함하는, 제어기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 결함은 상기 제1 프로세서 및 상기 제2 프로세서로부터 선택된 프로세서 내의 결함 및 상기 건전성 모니터링 회로부 내의 결함으로부터 선택된 결함을 포함하고;
    상기 3-상 단락 회로부는 상기 제1 프로세서 및 상기 제2 프로세서로부터 선택된 프로세서 내의 결함 및 상기 건전성 모니터링 회로부 내의 결함으로부터 선택된 결함에 응답하여 상기 제1 전력 인버터 및 상기 제2 전력 인버터 내의 3-단자 전력 반도체 디바이스들의 하나의 뱅크가 단락되게 하도록 추가로 구성되는, 제어기.
  8. 이중 전력 인버터 모듈로서,
    고전압 직류(DC) 전력의 소스에 전기적으로 접속가능한 DC 링크 커패시터;
    상기 DC 링크 커패시터에 전기적으로 접속가능하고, 고전압 DC 전력을 3-상 고전압 교류(AC) 전력으로 변환하도록 구성되고, 상기 3-상 고전압 AC 전력을 제1 전기 모터에 공급하도록 추가로 구성된 제1 전력 인버터;
    상기 DC 링크 커패시터에 전기적으로 접속가능하고, 고전압 DC 전력을 3-상 고전압 AC 전력으로 변환하도록 구성되고, 상기 3-상 고전압 AC 전력을 제2 전기 모터에 공급하도록 추가로 구성된 제2 전력 인버터; 및
    제어기를 포함하고, 상기 제어기는,
    전기 차량을 위한 구동 유닛에 대한 제1 및 제2 전력 인버터와 연관된 하나 이상의 프로세서들;
    및
    상기 제1 전력 인버터 및 상기 제2 전력 인버터로부터 선택된 인버터와 연관된 결함에 응답하여 그의 연관된 프로세서가 상기 제1 전력 인버터 및 상기 제2 전력 인버터에 동일한 결함 액션을 적용하게 하도록 구성된 컴퓨터 실행가능 명령어들을 저장하도록 각각 구성되는, 상기 하나 이상의 프로세서들에 대한 하나 이상의 컴퓨터 판독가능 매체들 - 상기 동일한 결함 액션은 상기 구동 유닛에 동작가능하게 결합된 각각의 차축에 등화된 토크를 인가하는 것을 포함함 - 을 포함하는, 모듈.
  9. 제8항에 있어서, 상기 컴퓨터 실행가능 명령어들은 그의 연관된 프로세서가 상기 결함을 모니터링하게 하도록 추가로 구성되는, 모듈.
  10. 제8항에 있어서, 통신 링크를 추가로 포함하고, 상기 하나 이상의 프로세서들은, 상기 구동 유닛에 대한 상기 제1 전력 인버터와 연관된 제1 프로세서 및 상기 제2 전력 인버터와 연관된 제2 프로세서를 포함하고, 상기 통신 링크는 상기 제1 프로세서와 상기 제2 프로세서 사이에 있는, 모듈.
  11. 제9항에 있어서, 상기 결함 액션은, 모터 속도가 임계 속도 미만일 때 상기 제1 전력 인버터 및 상기 제2 전력 인버터 내의 3-단자 전력 반도체 디바이스들의 복수의 뱅크들 모두가 단선되게 하는 것, 및 모터 속도가 상기 임계 속도 초과일 때 상기 제1 전력 인버터 및 상기 제2 전력 인버터 각각 내의 3-단자 전력 반도체 디바이스들의 하나의 뱅크가 단락되게 하는 것으로부터 선택되는 액션을 추가로 포함하는, 모듈.
  12. 제10항에 있어서, 상기 제1 프로세서 및 상기 제2 프로세서 외부에 있고 상기 제1 프로세서 및 상기 제2 프로세서에 의해 모니터링되지 않는 결함에 응답하여 상기 제1 전력 인버터 및 상기 제2 전력 인버터에 동일한 결함 액션을 적용하도록 구성된 3-상 단락 회로부를 추가로 포함하고, 상기 동일한 결함 액션은 상기 구동 유닛에 동작가능하게 결합된 각각의 차축에 등화된 토크를 인가하는 것을 포함하는, 모듈.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제1 프로세서 및 상기 제2 프로세서의 건전성을 모니터링하도록 구성된 건전성 모니터링 회로부를 추가로 포함하는, 모듈.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 결함은 상기 제1 프로세서 및 상기 제2 프로세서로부터 선택된 프로세서 내의 결함 및 상기 건전성 모니터링 회로부 내의 결함으로부터 선택된 결함을 포함하고;
    상기 3-상 단락 회로부는 상기 제1 프로세서 및 상기 제2 프로세서로부터 선택된 프로세서 내의 결함 및 상기 건전성 모니터링 회로부 내의 결함으로부터 선택된 결함에 응답하여 상기 제1 전력 인버터 및 상기 제2 전력 인버터 내의 3-단자 전력 반도체 디바이스들의 하나의 뱅크가 단락되게 하도록 추가로 구성되는, 모듈.
  15. 전기 차량으로서,
    차량 본체;
    상기 차량 본체 내에 배치되는 고전압 직류(DC) 전기 배터리;
    차축들의 적어도 하나의 세트를 회전시키도록 기계적으로 결합가능한 제1 및 제2 전기 모터들; 및
    적어도 하나의 이중 전력 인버터 모듈을 포함하고, 상기 적어도 하나의 이중 전력 인버터 모듈은,
    고전압 DC 전기 배터리에 전기적으로 접속가능한 DC 링크 커패시터;
    상기 DC 링크 커패시터에 전기적으로 접속가능하고, 고전압 DC 전력을 3-상 고전압 교류(AC) 전력으로 변환하도록 구성되고, 상기 3-상 고전압 AC 전력을 상기 제1 및 제2 전기 모터들로부터 선택된 전기 모터에 공급하도록 추가로 구성된 제1 전력 인버터;
    상기 DC 링크 커패시터에 전기적으로 접속가능하고, 고전압 DC 전력을 3-상 고전압 AC 전력으로 변환하도록 구성되고, 상기 3-상 고전압 AC 전력을 상기 제1 및 제2 전기 모터들로부터 선택된 다른 전기 모터에 공급하도록 추가로 구성된 제2 전력 인버터; 및
    상기 제1 전력 인버터 및 상기 제2 전력 인버터에 전기적으로 접속가능하고, 상기 제1 전력 인버터 및 상기 제2 전력 인버터를 제어하도록 구성된 공통 제어기를 포함하고, 상기 공통 제어기는,
    상기 제1 및 제2 전력 인버터와 연관된 하나 이상의 프로세서들; 및
    상기 제1 전력 인버터 및 상기 제2 전력 인버터로부터 선택된 인버터와 연관된 결함에 응답하여 그의 연관된 프로세서가 상기 제1 전력 인버터 및 상기 제2 전력 인버터에 동일한 결함 액션을 적용하게 하도록 구성된 컴퓨터 실행가능 명령어들을 저장하도록 각각 구성되는, 상기 하나 이상의 프로세서들에 대한 하나 이상의 컴퓨터 판독가능 매체들 - 상기 동일한 결함 액션은 구동 유닛에 동작가능하게 결합된 각각의 차축에 등화된 토크를 인가하는 것을 포함함 - 을 포함하는, 전기 차량.
  16. 제15항에 있어서, 상기 컴퓨터 실행가능 명령어들은 그의 연관된 프로세서가 상기 결함을 모니터링하게 하도록 추가로 구성되는, 전기 차량.
  17. 제15항에 있어서, 통신 링크를 추가로 포함하고, 상기 하나 이상의 프로세서들은, 상기 구동 유닛에 대한 상기 제1 전력 인버터와 연관된 제1 프로세서 및 상기 제2 전력 인버터와 연관된 제2 프로세서를 포함하고, 상기 통신 링크는 상기 제1 프로세서와 상기 제2 프로세서 사이에 있는, 전기 차량.
  18. 제16항에 있어서, 상기 결함 액션은, 임계 속도 미만의 모터 속도에 대해 상기 제1 전력 인버터 및 상기 제2 전력 인버터 내의 3-단자 전력 반도체 디바이스들의 복수의 뱅크들 모두가 단선되게 하는 것, 및 모터 속도가 상기 임계 속도 초과일 때 상기 제1 전력 인버터 및 상기 제2 전력 인버터 각각 내의 3-단자 전력 반도체 디바이스들의 하나의 뱅크가 단락되게 하는 것으로부터 선택되는 액션을 추가로 포함하는, 전기 차량.
  19. 제17항에 있어서, 상기 제1 프로세서 및 상기 제2 프로세서 외부에 있고 상기 제1 프로세서 및 상기 제2 프로세서에 의해 모니터링되지 않는 결함에 응답하여 상기 제1 전력 인버터 및 상기 제2 전력 인버터에 동일한 결함 액션을 적용하도록 구성된 3-상 단락 회로부를 추가로 포함하고, 상기 하나 이상의 프로세서들은 상기 구동 유닛에 대한 상기 제1 전력 인버터와 연관된 제1 프로세서 및 상기 제2 전력 인버터와 연관된 제2 프로세서를 포함하고, 상기 통신 링크는 있는, 전기 차량.
  20. 제19항에 있어서, 상기 제1 프로세서 및 상기 제2 프로세서의 건전성을 모니터링하도록 구성된 건전성 모니터링 회로부를 추가로 포함하고,
    상기 결함은 상기 제1 프로세서 및 상기 제2 프로세서로부터 선택된 프로세서 내의 결함 및 상기 건전성 모니터링 회로부 내의 결함으로부터 선택된 결함을 포함하고;
    상기 3-상 단락 회로부는 상기 제1 프로세서 및 상기 제2 프로세서로부터 선택된 프로세서 내의 결함 및 상기 건전성 모니터링 회로부 내의 결함으로부터 선택된 결함에 응답하여 상기 제1 전력 인버터 및 상기 제2 전력 인버터 내의 3-단자 전력 반도체 디바이스들의 하나의 뱅크가 단락되게 하도록 추가로 구성되는, 전기 차량.
KR1020220015271A 2021-07-29 2022-02-07 전기 차량에 대한 토크 등화 결함 응답 KR20230019382A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/389,058 2021-07-29
US17/389,058 US11712967B2 (en) 2021-07-29 2021-07-29 Torque-equalizing fault response for electric vehicle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230019382A true KR20230019382A (ko) 2023-02-08

Family

ID=84889218

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220015271A KR20230019382A (ko) 2021-07-29 2022-02-07 전기 차량에 대한 토크 등화 결함 응답

Country Status (5)

Country Link
US (2) US11712967B2 (ko)
KR (1) KR20230019382A (ko)
CN (1) CN115871463A (ko)
CA (1) CA3145874C (ko)
GB (1) GB2609514A (ko)

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2463130B (en) 2009-07-29 2011-06-22 Protean Holdings Corp Torque control system
JP5603360B2 (ja) * 2011-06-24 2014-10-08 三菱電機株式会社 モータ制御装置およびそれを用いた電動パワーステアリング装置
US9379542B2 (en) * 2012-11-20 2016-06-28 General Electric Company System for multiple inverter-driven loads
CN104584423B (zh) * 2013-08-12 2017-06-13 日本精工株式会社 马达控制装置、使用该马达控制装置的电动助力转向装置以及车辆
JP6841078B2 (ja) * 2017-02-21 2021-03-10 トヨタ自動車株式会社 駆動力制御装置
JP6642517B2 (ja) * 2017-05-16 2020-02-05 トヨタ自動車株式会社 駆動力制御装置
JP7135604B2 (ja) * 2018-08-31 2022-09-13 株式会社アイシン 回転電機制御装置
JP7111011B2 (ja) 2019-02-04 2022-08-02 トヨタ自動車株式会社 電動車両の制御装置
CN112104037B (zh) * 2020-09-15 2022-11-29 阿波罗智联(北京)科技有限公司 电源系统及其控制方法、自动驾驶车辆和电源管理装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN115871463A (zh) 2023-03-31
CA3145874C (en) 2024-06-11
US20230322085A1 (en) 2023-10-12
US11712967B2 (en) 2023-08-01
CA3145874A1 (en) 2023-01-29
GB2609514A (en) 2023-02-08
US20230031958A1 (en) 2023-02-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20130069570A1 (en) PWM Strategy for Reduction of Inverter Hotspot Temperature and Overall Losses
JP4297971B2 (ja) 電動機制御装置
CN113572380A (zh) 飞行器电动推进的容错电力系统架构
US20100156172A1 (en) Device and method for controlling a power shunt circuit, hybrid vehicle having same
US9692345B2 (en) Motor drive device
GB2463130A (en) Torque control system for electric vehicle
US20210237579A1 (en) Method and system for notification of an active short circuit condition in an electric motor of a hybrid electric vehicle
US11722089B2 (en) Pulse width modulation clock synchronization
KR20230019382A (ko) 전기 차량에 대한 토크 등화 결함 응답
KR20230019381A (ko) 전기 차량을 위한 구동 유닛
US11673473B2 (en) Torque-equalizing fault response for loss of low voltage DC electrical power in electric vehicle
JP2017136989A (ja) ハイブリッド車
US11575330B1 (en) Dual inverter with common control
AU2012244439B2 (en) Method for operating a submarine and submarine
JP2000253512A (ja) 電気自動車およびハイブリッド自動車
US20190168598A1 (en) Electric vehicle
CN109548401B (zh) 用于车辆的控制系统
JP2010234833A (ja) 車両制御装置
JP3744882B2 (ja) 車輪駆動制御装置
CN115257830A (zh) 一套双动力交流轨道车牵引控制系统

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal