EV 전기자동차의 제어 인버터 컨버터

 

1. 요약

변환기 (순 변환 장치)는 교류 전류에서 직류 전류로 변환하는 장치를 의미합니다. 반대로 직류 전류를 어떤 주파수의 교류 전류로 변환해주는 장치를 인버터 (역변환 장치)라고합니다. 변환기는 이외에도 직류에서 전압과 전류의 크기가 다른 직류를 생성 DC / DC 컨버터 교류에서 서로 다른 주파수의 교류를 직접 생성 매트릭스 컨버터 등이 있습니다.

<변환기 및 인버터>

변환기 인버터

교류를 직류로 변환

직류를 교류로 변환

<용도>

컴퓨터, TV, 오디오 기기 등의 전자 기기, 산업 기기, 자동차 등

 

2. 전기 자동차에서 변환기의 역할

<전기 자동차의 변환기의 중요성>

전기 자동차 (EV)에서는 구동용 모터를 사용하는 관계로, 일반적으로 수백 V의 전압을 발생시킬 필요가 있으며, 이를 위해 리튬 이온 배터리 등의 배터리를 사용하고 있습니다. 한편, 제어용 ECU는 기존의 엔진 자동차와 같은 것을 사용하고 있기 때문에, 납 전지로 작동하는 12V 계의 전압이 되고 있습니다. 따라서 전기 자동차 (EV)는 배터리와 ECU 사이에 전압 변환 시스템, 즉 변환기가 필요합니다.

<전기 자동차에 사용되는 컨버터>

현재 엔진 자동차 전원의 대부분은 스위칭 방식의 컨버터가 채용되고 있습니다. 또한 감속 에너지 회생 시스템, 비절 연형 컨버터가 사용되고 있습니다. 한편, 앞으로 전기 자동차 (EV) 자동차 배터리 등에 사용되는 것은 절연 컨버터라고 생각하고 있습니다.

<전기 자동차의 변환기의 성능 요구>

현재 자동차의 전원으로는 소형화, 고효율화에 대한 요구 등을 위한 스위칭 전원 공급 장치가 이용되고있는 것이 많습니다. 앞으로 엔진 자동차가 하이브리드 자동차 (HV) 나 전기 자동차 (EV)로 이동됨에 따라 전원의 소형화와 고효율화가 요구되는 것이 아닐까 생각합니다. 이러한 요구에 부응하기 위해 필요한 것이 스위칭 전원 공급 장치의 주요 회로가 되는 절연 변환기입니다.

※ 스위칭 전원 공급 장치스위칭 전원은 직류 안정화 전원입니다. 효율적으로 전력을 변환하는 스위칭 레귤레이터를 탑재 한 전원 공급 장치를 말합니다. 입력 전력에서 원하는 출력 전력을 변환하는 전력 변환 장치에있어서, 전력 변환, 조정하기 위해 스위칭 소자를 이용하고 있습니다.

 

3. 컨버터의 종류

일반적으로 컨버터는 교류에서 직류 전류로 변환하는 장치, 즉 AC / DC 컨버터의 것을 말합니다.
그러나 AC / DC 컨버터 이외에도 직류에서 전압과 전류의 크기가 다른 직류로 변환하는 DC / DC 컨버터 교류에서 서로 다른 주파수의 교류를 생성 매트릭스 컨버터, 또한 정류 회로와 자동励式인버터를 조합 사이클론 변환기 등이 있습니다.

<분류표>

AC / DC 컨버터DC / DC 컨버터매트릭스 컨버터사이클론 변환기

교류에서 직류 전류로 변환

직류에서 직류 전류로 변환

교류에서 서로 다른 주파수의 교류로 변환

교류에서 서로 다른 주파수의 교류로 변환

4. 각 변환기에 대해

<AC / DC 컨버터>

가정 등에 보내져 오는 전기가 AC 전압인 반면, 전기 제품은 DC 전압으로 작동합니다. 따라서 전기 제품을 사용하기 위해서는, 들어오는 AC 전압을 DC 전압으로 변환할 때 AC / DC 컨버터가 사용되고 있습니다.

<DC / DC 컨버터>

DC / DC 컨버터는 발열이 적고, 지금은 많은 전기 제품에 탑재되어 있습니다. 콘센트를 꽂아 작동하는 전기 제품에는 각 동작에 적합한 전압이 있습니다.
따라서 AC / DC 컨버터를 사용하여 DC 전압으로 변환한 후 필요한 DC 전압으로 변환하는 DC / DC 컨버터가 필요합니다.

<DC / DC 컨버터의 종류>

벅부스트반 전형

입력 전압보다 낮은 전압으로 변환

입력 전압보다 높은 전압으로 변환

입력 전압과 부합 반전한 전압으로 변환

<매트릭스 컨버터와 사이클론 컨버터>

두 컨버터도 주파수의 교류 전류에서 서로 다른 주파수의 교류 전류로 변환하는 변환기입니다.

차이점은 매트릭스 컨버터의 스위치는 사이클론 컨버터의 스위치에 비해 1) 양방향 전류를 처리 할 수 있다. 2) 고속 스위칭이 가능하다. 등의 특징이 있습니다.

 

5. 전기 자동차의 DC / DC 컨버터

전기 자동차 (EV)는 메인 배터리의 전압을 DC / DC 컨버터를 통해 전압 변환 공급하고 있습니다.

전기 자동차 (EV)의 모터로 발전하여 배터리에 축적된 전압은 고전압이기 때문에 일반 배터리 전압까지 줄여야 이 역할을 담당하는 것이 DC / DC 컨버터입니다.

<전기 자동차에 사용되는 DC / DC 컨버터에서 고려해야 할 요소>

• 저손실, 고효율
• 소형화, 경량화
• 배터리의 전압 변동에 따른 안정 공급
• 고정밀 전원 회로 설계
• ECU의 전원에 맞는 고 신뢰성 설계
• 전원 사양에 적합한 제어 방식 선택 등