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KR-20260061248-A - 전기 차량용 인버터 회로 및 전기 차량

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Abstract

본 개시의 내용은 교류 모터를 포함하는 전기 차량용 인버터 회로를 제공하고, 해당 전기 차량용 인버터 회로는, 교류 모터의 제1 상 이후에 연결되는 제1 릴레이; 교류 모터의 제2 상 이후에 연결되는 제2 릴레이 - 제1 상과 멀리 떨어진 제1 릴레이의 일단과 제2 상과 멀리 떨어진 제2 릴레이의 일단은 전기적으로 연결됨 - ; 교류 전기를 출력하기 위한 제1 출력단 및 제2 출력단; 제1 출력단과 제2 출력단 사이에 설치된 제1 커패시터; 및 제3 릴레이와 제4 릴레이 - 여기서, 제3 릴레이는 제1 출력단과 제1 연결점 사이에 설치되고, 제1 연결점은 제2 릴레이와 제2 상 사이에 위치하며, 여기서, 제4 릴레이는 제2 출력단과 제2 연결점 사이에 설치되고, 제2 연결점은 제1 릴레이와 제1 상 사이에 위치함 - 를 포함한다.

Inventors

  • 왕, 빈
  • 장, 관펑
  • 장, 샤오펑

Assignees

  • 우한 로투스 칼스 컴퍼니 리미티드

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20241014
Priority Date
20231115

Claims (10)

  1. 전기 차량용 인버터 회로로서, 상기 전기 차량은 교류 모터를 포함하고; 상기 인버터 회로는, 상기 교류 모터의 제1 상(L2) 이후에 연결되는 제1 릴레이(K8); 상기 교류 모터의 제2 상 이후에 연결되는 제2 릴레이(K9) - 상기 제1 상과 멀리 떨어진 상기 제1 릴레이(K8)의 일단과 상기 제2 상과 멀리 떨어진 상기 제2 릴레이(K9)의 일단은 전기적으로 연결됨 - ; 교류 전기를 출력하기 위한 제1 출력단 및 제2 출력단; 상기 제1 출력단과 상기 제2 출력단 사이에 설치된 제1 커패시터(C3); 및 제3 릴레이(K10)와 제4 릴레이(K11) - 상기 제3 릴레이는 상기 제1 출력단과 제1 연결점 사이에 설치되고, 상기 제1 연결점은 상기 제2 릴레이와 상기 제2 상 사이에 위치하며, 상기 제4 릴레이는 상기 제2 출력단과 제2 연결점 사이에 설치되고, 상기 제2 연결점은 상기 제1 릴레이와 상기 제1 상 사이에 위치함 - 를 포함하는 것을 특징으로 하는 인버터 회로.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 출력단과 상기 제2 출력단은 220V 교류 전기를 출력하도록 구성된 것을 특징으로 하는 인버터 회로.
  3. 제1항에 있어서, 상기 인버터 회로는 상기 교류 모터 및 상기 교류 모터의 각 상과 관련되는 전기구동 브릿지 암을 포함하고, 여기서, 각 전기구동 브릿지 암은 두 개의 스위치관을 포함하며, 상기 두 개의 스위치관의 연결점은 상기 교류 모터의 일 상에 연결되기 위한 것인 것을 특징으로 하는 인버터 회로.
  4. 제3항에 있어서, 상기 인버터 회로는 제어 회로를 더 포함하고, 상기 제어 회로는 상기 전기구동 브릿지 암에 포함된 스위치관의 온/오프를 제어하도록 구성되어, 교류 모터의 각 상의 입력 전위 높낮이를 제어하는 것을 특징으로 하는 인버터 회로.
  5. 제3항에 있어서, 상기 모터는 3상 교류 모터로 구성된 것을 특징으로 하는 인버터 회로.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1 상 및 상기 제2 상은 상기 3상 교류 모터 중 임의의 두 상을 선택하는 것을 특징으로 하는 인버터 회로.
  7. 제3항에 있어서, 상기 인버터 회로는 축전지를 더 포함하고, 상기 축전지는 직류 전기를 제공하도록 구성되며, 상기 축전지는 각 상에 속하는 두 개의 스위치관 양단에 걸쳐 연결된 것을 특징으로 하는 인버터 회로.
  8. 제7항에 있어서, 상기 인버터 회로는 제2 커패시터를 더 포함하고, 상기 제2 커패시터는 상기 축전지의 양극과 음극 사이에 설치된 것을 특징으로 하는 인버터 회로.
  9. 전기 차량으로서, 상기 전기 차량은 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 인버터 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 차량.
  10. 제9항에 있어서, 상기 전기 차량은 충전 인터페이스를 더 포함하고, 상기 충전 인터페이스의 양극 및 음극 단자는 각각 릴레이를 거쳐 상기 전기 차량의 축전지의 양극 및 음극에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 전기 차량.

Description

전기 차량용 인버터 회로 및 전기 차량 본 개시의 내용은 차량 방전 기술 분야에 관한 것으로, 구체적으로는, 차량 배터리 팩의 직류 전기를 가정용 220V 교류 전기로 변환하는 시스템 및 차량에 관한 것이며, 보다 상세하게는, 교류 모터를 포함하는 전기 차량용 인버터 회로 및 해당 인버터 회로를 포함하는 전기 차량에 관한 것이다. 본 출원은 2023년 11월 15일에 중국 특허국에 출원한, 출원 번호가 CN202311519569.4이고, 출원의 명칭이 "전기 차량용 인버터 회로 및 전기 차량"인 중국 특허 출원의 우선권을 주장하며, 그 전체 내용은 인용으로 본 출원에 결합된다. 신에너지 자동차의 지속적인 발전에 따라, 그 기술 발전도 점점 더 빨라지고 있다. 차량의 차량 대 부하(Vehicle to Load, V2L) 방전 기술은 자동차 사용자의 다양한 야외 캠핑의 응용 시나리오의 수요를 충족시키기 위한 것이다. 종래기술은 차량 탑재 충전기의 인버터를 통해 V2L 방전 기술을 구현하지만, 이는 시스템이 복잡하고, 전자기 호환 EMC 위험을 증가시키며, 비용이 높은 등의 단점도 존재한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 기존의 V2L 방전 기술은 차량 탑재 충전기(On-Board Charger, OBC) 내부의 인버터를 통해 배터리 팩의 직류 전기를 가정용 220V 교류 전기로 변환한다. 구체적으로, 기존의 V2L 방전 기술은 차량 탑재 충전기 내부의 인버터를 통해 배터리 팩의 직류 전기를 가정용 220V 교류 전기로의 변환을 구현하며, 이때 전기 차량 자체의 내부의 부품을 다중화하여 이 기술 목적을 구현할 수 없으며, 별도의 전용 인버터 회로를 설계해야 하므로(이는 예를 들어 도 1에 도시된 바와 같은 차량 탑재 충전기 내부에 포함됨), 시스템 설계가 복잡하고, 전자기 호환 EMC 위험을 증가시키며, 동시에 비용도 증가한다. 도면과 결합하여 이하 자세한 설명을 참조하면, 본 개시의 내용의 각 실시예의 특징, 장점 및 기타 측면이 더욱 명확해질 것이며, 여기서는 예시적이고 비제한적인 방식으로 본 개시의 내용의 여러 실시예를 나타낼 것이며, 도면에서, 도 1은 종래기술에 따른 차량 탑재 충전기의 구조 개략도를 나타낸다. 도 2는 본 개시의 내용의 하나의 실시예에 따른 인버터 회로의 구조 개략도를 나타낸다. 이하, 도면을 참조하여 본 개시의 내용의 각 예시적 실시예를 자세히 설명한다. 비록 이하 설명되는 예시적 방법, 장치는 기타 구성 요소의 하드웨어에서 실행되는 소프트웨어 및/또는 펌웨어를 포함하지만, 이러한 예시는 단지 설명적인 것일 뿐, 제한적으로 간주되어서는 안 된다는 점에 유의해야 한다. 예를 들어, 하드웨어에서 단독으로, 소프트웨어에서 단독으로, 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 임의의 조합에서 임의의 또는 모든 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어 구성 요소를 구현할 수 있는 것을 고려한다. 따라서, 비록 이하에서 예시적인 방법 및 장치를 설명하지만, 당업자는 제공된 예시가 이러한 방법 및 장치를 구현하기 위한 방식을 제한하기 위한 것이 아니라는 것을 쉽게 이해할 수 있을 것이다. 또한, 도면의 흐름도 및 블록도는 본 개시의 내용의 각 실시예에 따른 방법 및 시스템의 구현 가능한 아키텍처, 기능 및 동작을 나타낸다. 유의해야 할 것은, 블록에 표시된 기능은 도면에 표시된 바와 상이한 순서에 따라 발생할 수도 있다. 예를 들어, 두 개의 연속적으로 표시된 블록은 실제로 기본적으로 병렬적으로 실행될 수 있고, 또는 이들은 때로 반대 순서에 따라 실행될 수도 있으며, 이는 관련되는 기능에 따라 결정된다. 마찬가지로 유의해야 할 것은, 흐름도 및/또는 블록도에서 각 블록, 및 흐름도 및/또는 블록도에서 블록의 조합은, 소정 기능 또는 동작을 실행하는 전용 하드웨어 기반 시스템을 사용하여 구현할 수 있고, 또는 전용 하드웨어와 컴퓨터 명령의 조합을 사용하여 구현할 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 용어 "포괄", "포함" 및 유사한 용어는 개방적인 용어이며, 즉 "포괄/포함하지만 제한되지 않는다"는 기타 내용을 포함할 수도 있다는 것을 나타낸다. 용어 "기반"은 "적어도 부분적으로 … 기반"이다. 용어 "하나의 실시예"는 "적어도 하나의 실시예"를 나타내고; 용어 "다른 실시예"는 "적어도 하나의 다른 실시예"를 나타낸다. 전술한 바와 같이, 종래기술의 전기 차량은 가정용의 일반 가전 제품을 연결해야 할 때, 전용 차량 탑재 충전기가 그 내부에 설치된 인버터 회로를 통해 직류 전기를 가전 제품에 필요한 가정용 교류 전기로 변환하는 목적을 구현해야 하며, 이는 전용 충전기의 제조 비용을 증가시킬 뿐만 아니라, 추가적인 전자기 호환성 문제도 발생하며, 차량 운행의 안정성에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 이에 기반하여, 상술한 문제를 해결하기 위해, 본 개시의 내용의 발명자는 전기 차량 자체의 부품을 이용하는 것을 혁신적으로 생각해 냈으며, 즉 본 개시의 내용의 발명자는 전기 자동차의 교류 모터의 각 전기구동 브릿지 암에 관련되는 두 개의 스위치관 및 릴레이의 타이밍 조정을 통해 원하는 교류 전기를 구현하는 것을 혁신적으로 생각해내었으며, 기존의 부품을 다중화함으로써 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 충전기의 구조를 단순화하여 불필요한 전자기 호환성 문제를 방지할 수 있어, 일거양득이라 할 수 있다. 요약하면, 본 개시의 내용은 전기 차량용 인버터 회로를 제공하고, 상기 전기 차량은 교류 모터를 포함하고, 상기 인버터 회로는, 상기 교류 모터의 제1 상 이후에 연결되는 제1 릴레이; 상기 교류 모터의 제2 상 이후에 연결되는 제2 릴레이 - 상기 제1 상과 멀리 떨어진 상기 제1 릴레이의 일단과 상기 제2 상과 멀리 떨어진 상기 제2 릴레이의 일단은 전기적으로 연결됨 - ; 교류 전기를 출력하기 위한 제1 출력단 및 제2 출력단; 상기 제1 출력단과 상기 제2 출력단 사이에 설치된 제1 커패시터; 및 제3 릴레이와 제4 릴레이 - 여기서, 상기 제3 릴레이는 상기 제1 출력단과 제1 연결점 사이에 설치되고, 상기 제1 연결점은 상기 제2 릴레이와 상기 제2 상 사이에 위치하며, 여기서, 상기 제4 릴레이는 상기 제2 출력단과 제2 연결점 사이에 설치되고, 상기 제2 연결점은 상기 제1 릴레이와 상기 제1 상 사이에 위치함 - 를 포함한다. 이러한 방식으로 릴레이의 타이밍 조정을 통해, 교류 모터의 두 상의 전압에서 선택하여, 필요한 교류 전기를 형성하여, 출력단에 연결된 가전 제품의 전력 수요에 사용한다. 이하 도면을 통해 본 개시의 내용에 개시된 인버터 회로의 기술 원리 및 작동 방식을 설명할 것이다. 도 2는 본 발명의 실시예에서 제공하는 전기구동 브릿지 암 스위치관의 온/오프를 제어함으로써 V2L 방전을 구현하는 시스템 개략도이다. 먼저 본 개시의 내용에 따른 도 2의 도면 부호가 나타내는 부품의 예시를 소개한다. 여기서, 도 2의 도면 부호 BTA1 또는 BAT2는 각각 예를 들어 400V의 축전지 팩을세트를 나타내고, 물론 기타 전압 폭값의 축전지 세트일 수도 있다. 그 중 도면 부호 K1은 메인 양 릴레이를 나타내고, 도면 부호 K2는 메인 음 릴레이를 나타내고, 도면 부호 C1/C2/C3은 각각 커패시터를 나타내고, 도면 부호 IG1, IG2, IG3, IG4, IG5 및 IG6은 각각 고압 스위치관을 나타내고(IG1~IG6은 전기구동 브릿지 암을 구성함), 도면 부호 D1, D2, D3, D4, D5 및 D6은 각각 다이오드를 나타내고, 도면 부호 M1은 3상 교류 모터를 나타내고, 도면 부호 L1/L2/L3은 각각 모터 인덕터를 나타내고, 도면 부호 K5는 급속충전 양 릴레이를 나타내고, 도면 부호 K4는 급속충전 음 릴레이를 나타내고, 도면 부호 K3은 800V 충전 릴레이를 나타내고, 도면 부호 K6/K7는 400V 충전 릴레이를 나타내고, 도면 부호 K8/K9는 모터 회로 릴레이를 나타내고, 도면 부호 K10/K11은 방전 릴레이를 나타낸다. 또한, 도면 부호 R1은 전기 기기의 부하를 나타낸다. 본 개시의 내용의 예시 1에 나타내는 바와 같이, 즉 도 2에 도시된 시스템 개략도가 나타내는 바와 같이, 릴레이(K1/K2/K10/K11)가 도통되고 릴레이(K3/K4/K5/K6/K7/K8/K9)가 경우, 모터 컨트롤러가 스위치관(IG1, IG2, IG3, IG4, IG5 및 IG6)의 온/오프 상황을 제어한 후, 3상 교류 모터(M1)의 인덕터(L1/L2)에 의해 축전지 팩의 직류 전기를 교류 전기로 변환하는 것을 구현한다. 이러한 변환을 구현하기 위해, 축전지 팩의 충전 상태 SOC는 V2L을 시동하는 임계값을 만족해야 하고, 즉 충전 상태는 반드시 일정한 요구를 충족해야 하며, 예를 들어 전력 부족한 상태에 있으면 안되고; 다음, 전기 차량의 전체 차량이 충전 및 운전 모드에 있지 않아야 하며, 즉 이때 축전지 팩이 충전 상태가 아닌 방전 상태에 있어야 하며, 예를 들어 가전 제품의 부하 외에, 차량 내 운전에 필요한 모터의 부하가 있어서는 안되며, 이를 통해 본 개시의 내용에 따른 인버터 회로가 안정적인 출력 전압을 출력할 수 있도록 확보할 수 있고; 또한, 본 개시의 내용에 따른 인버터 회로 또는 해당 인버터 회로를 포함하는 전기 차량은 방전 부하(R1)와 연결이 완료되어야 하고, 즉 인버터 회로에서 생성된 교류 전기를 소모할 수 있는 부하가 필요하고, 또는 교류 회로가 폐쇄될 수 있도록 할 부하가 필요하다. 구체적으로 작동할 때, 도 2에 도시된 회로는 다음과 같은 여러 작동 단계를 가질 수 있으며, 즉 구체적인 작동 논리는 다음과 같다. 제1 단계에서, 메인 컨트롤러는 스위치관(IG1/IG5)을 도통 상태로 제어하고 스위치관(IG2/IG3/IG4/IG6)을 오프 상태, 즉 차단 상태로 제어한다. 이때, 전류 경로는 BAT2의 양극으로부터 메인 양 릴레이(K1), 스위치관(IG1), 모터 인덕터(L1), 릴레이(K10), 전기 기기의 부하(R1), 릴레이(K11), 모터 인덕터(L2), 메인 음 릴레이(K2)를 순차적으로 거쳐, 최종적으로 BAT1의 음극으로 돌아옴으로써, 완전한 폐회로를 형성한다. 제2 단계에서, 메인 컨트롤러는 스위치관(IG2/IG4)을 도통